관절운동형상학-1, 기본적인 움직임 - 구르기, 미끄러짐

전형적인 관절 형태학

관절운동형상학(arthrokinematics)은 관절면들 사이에서 일어나는 운동을 설명합니다. 나중에 좀 더 설명을 하겠지만, 관절의 관절면 형태는 편평한 것에서부터 곡선을 이룬 것까지 다양합니다. 그러나 대부분의 관절면은 약간의 곡선이라도 어느 정도 가지고 있기 때문에, 한 관절면은 비교적 볼록하고 이와 마주 보는 다른 관절면은 비교적 오목합니다. 대부분의 관절에서 나타나는 볼록-오목의 관계는 관절의 일치성을 향상시키고, 접촉력을 분산시키기 위한 표면 면적을 증가시키며, 뼈들 사이의 운동을 안내하는 데 도움이 됩니다.

 

 

 

 

관절면 사이의 기본적 움직임

곡선으로 된 관절면들 사이에는 3가지의 기본적인 움직임인 구르기(roll), 미끄러짐(slide), 그리고 스핀(spin)이 있습니다. 이러한 움직임들은 오목관절면에 대한 볼록관절면의 움직임 또는 볼록관절면에 대한 오목관절면의 움직으로 일어납니다. 비록 다른 용어가 사용될 수도 있지만, 위의 용어들은 관절내에서 일어나는 상대적 움직임을 시각화하는데 유용합니다. 

구르기와 미끄러짐 움직임

공간 속에서 뼈가 돌림운동하는 일차적인 방법 중의 한 가지는 한쪽 관절면이 마주 보고 있는 다른 쪽 관절면에 대해 구르기(rolling)를 하는 것입니다. 어깨 관절에서 오목관절면에 대한 볼록관절면의 움직임을 보면 가시위근(suprasponatus)의 수축은 약간 오목한 관절오목(glenoid fossa)에 대해 볼록한 위팔뼈머리(humeral head)를 구르게 합니다. 구르기의 방향은 벌림하는 위팔뼈몸통(shaft of humerus)의 뼈운동학적 경로와 일치합니다. 일반적으로 볼록관절면이 구르기를 할 때 반대 방향으로의 미끄러짐이 동시에 일어납니다. 구르기 시에 발생한 위팔뼈머리의 위쪽 이동은 위팔뼈머리의 아래쪽 미끄러짐에 의해 상쇄됩니다. 구르기와 미끄러짐의 운동형상학적 상쇄는 얅게 쌓이 얼음 위에서 제자리 회전을 하고 있는 자동차의 타이어와 유사한 상황입니다. 얼음길 위에서 앞쪽으로 회전하려는 타이어는 뒤쪽으로 계속하여 미끄러지는 타이어에 의해 상쇄됩니다. 미끄러짐에 의한 상쇄작용 없이 구르기만 일어나는 볼록관절면의 전형적인 예로는 위팔뼈머리의 위쪽 병진운동에 의해 봉우리밑 공간(subacromial space)에 있는 연약한 조직들은 손상을 당하게 됩니다. 이러한 위쪽으로의 이동은 돌림축의 상대적 위치를 변경시키게 되고, 이에 따라 어깨관절을 지나가는 근육의 지레작용도 변경됩니다. 구르기와 미끄러짐의 동시 발생은 벌림하는 위팔뼈의 각운동을 최대화시키고 관절면들 사이에서 일어나는 병진운동을 최소화시킵니다. 이러한 기전은 볼록관절면의 면적이 오목관절면의 면적보다 큰 관절에서 특히 중요한 내용이 됩니다.

 

 

 

스핀

뼈가 돌림운동할 수 있는 또 다른 일차적인 방법으로는 한 관절면이 마주 보고 있는 다른 관절면에 대해 스핀(spin)을 하는 것입니다. 이러한 관절면의 움직임은 아래팔의 엎침(pronation) 동안 위팔뼈의 작은머리(capitulum)에 대해 노뼈(radius)가 돌림운동을 할 때 일어납니다. 다른 예로는 90도 벌림된 어깨관절에서의 안쪽과 가쪽돌림 그리고 엉덩관절에서의 굽힘과 폄에서 볼 수 있습니다. 긴뼈의 세로축이 마주 보고 있는 관절면과 지각으로 교차하고 있을 때, 스핀은 관절의 돌림운동을 위한 일차적인 기전이 됩니다. 

구르기와 미끄러짐 그리고 스핀 관절운동형상학이 결합한 동작들

인체에 있는 몇몇 관절은 구르기와 미끄러짐이 스핀과 결합되어 일어납니다. 이러한 결함 동작의 전형적인 예는 무릎관절의 굽힘과 폄 동안에 볼 수 있습니다. 무릎관절에서 정강뼈(tibia)에 대한 넙다리뼈(femur)의 폄 동안 볼 수 있는 것과 같이 넙다리뼈 관절융기(femoral condyle)가 고정된 정강뼈에 대해 구르기와 미끄러짐을 할 때 넙다리뼈는 약간 안쪽으로 스핀됩니다. 이러한 관절운동형상학은 고정된 넙다리뼈에 대해 정강뼈가 폄을 할 때에도 볼 수 있습니다. 무릎관절에서 굽힘과 폄이 일어날 때 스핀은 함께 자동적으로 일어나며 폄의 일차적 동작과 역학적으로 연계되어 있습니다. 이러한 필수적인 스핀은 무릎관절에 있는 관절면의 형태에 근거하여 일어납니다. 결합형 돌림(conjunct rotation)은 무릎관절이 완전히 폄될 때 무릎관절을 확실히 잠그는 데 도움이 됩니다.