운동학이란 무엇인가? & 운동형상학

운동학이란?

운동학(kinesiology)이란 단어의 어원은 그리스어의 움직인다는 뜻인 kinesis와 학문이라는 뜻의 logy로부터 유래됩니다.

이 책의 제목인 뉴만 kinesiology: 근육뼈대계통의 기능해부학 및 운동학은 근육뼈대계통 내의 해부학적 그리고 생체역학적 상호작용들에 초점을 맞춤으로서 운동학에 대한 안내자로서의 역할을 담당합니다. 이러한 상호작용들의 아름다움과 복잡성은 미켈란젤로 부오나로티 (Michelangelo Buonarroti, 1475~1564)와 레오나르도 다 빈치 (Leonardo da Vinci, 1452~1519)와 같은 많은 위대한 예술가들에게 영감을 불어넣었습니다. 이들의 작품은 해부학자인 베르나르 지크프리트 알비우스 (Berhnard Siegfried Albinus, 1697~1770)에 의해 1747년에 출판된 유명한 교재인 Tabulae Sceleti et Musculorum Corporis Humani의 창작에 영감을 주었던 것 같습니다. 

 

 

이 책의 일차적 목적은 학생들과 임상가들에게 물리치료의 실행을 위한 견고한 기초를 제공하기 위한 것입니다. 움직임의 구조적 측면과 기능적 측면 그리고 이들의 임상적 적용을 위해 신경지배를 포함한 근육뼈대계통의 해부학에 대해 자세한 설명이 제시됩니다. 질병이나 외상으로 초래된 비정상적 상태와 정상적 상태에 대한 논의도 제시됩니다. 근육뼈대계통에 영향을 미치는 질환들의 합리적 평가, 정확한 진단, 그리고 효과적인 치료의 개발을 위해 운동학에 대한 완전한 이해가 요구됩니다. 이러한 능력은 신체재활(physical rehabilitation)임상에 종사하는 물리치료사들이 높은 자질을 갖고 있다는 보증의 의미를 갖게 됩니다.

이 운동학 책은 해부학, 생체역학, 그리고 생리학으로부터 그 지식을 빌려왔습니다. 해부학은 인체와 그 기관들의 형태 및 구조에 대한 학문입니다. 생체역학은 어떻게 힘이 생명체 내에서 상호작용 하는지를 정량적으로 연구하기 위해 물리학의 원리를 사용하는 학문입니다. 생리학은 살아 있는 유기체에 대한 생물학적 연구입니다. 이 교재는 근육뼈대계통 해부학의 광대한 설명에 생체역학과 생리학의 선별된 원리들을 적용하였습니다. 이러한 접근법은 근육뼈대계통의 운동학적 기능을 순전히 암기하기보다는 논리적으로 생각할 수 있게 도와줍니다.

 

운동형상학

운동형상학(kinematics)은 운동(motion)을 만들어내는 힘이나 토크는 고려하지 않고 body의 운동만을 묘사하는 역학(mechanics)의 한 분야입니다. 생체역학에서 body라는 용어는 전신(entire body)이나 개개의 뼈나 부위와 같은 전신의 어떤 부분 또는 분절을 설명하기 위해 막연히 사용됩니다. 일반적으로 운동에는 2가지의 종류인 병진운동과 돌림운동이 있습니다. 

병진운동과 돌림운동의 비교

병진운동(translation)은 강체(rigid body)의 모든 부분이 같은 방향으로 평행하게 움직이는 선형(linear)의 운동을 말합니다. 병진운동은 직선(straight line, rectilinear)이나 곡선(curved line, curvilinear)의 방법으로 움직일 수 있습니다. 예를 들어, 걷는 동안 머리 위의 한 지점은 전반적인 곡선의 방식으로 움직입니다. 병진운동과는 달리 돌림운동(rotation)은 강체가 어떤 중심점(pivot point)에 대해 원을 그리는 경로로 움직이는 운동을 말합니다. 결과적으로 물체 안의 모든 지점은 같은 각도에 걸쳐 같은 각방향(예를 들어, 시계 방향과 시계 반대 방향)으로 동시에 돌림운동합니다.

인체 전체의 움직임은 일반적으로 엉치뼈(sacrum)의 바로 앞쪽에 위치한 신체 질량중심(center of mass)의 병진운동으로써 종종 설명됩니다. 비록 어떤 사람의 질량중심이 공간 내에서 병진운동을 한다 할지라도, 이것은 팔다리를 돌림운동시키는 근육에 의해 추진됩니다. 팔꿈관절이 굽힘하고 있는 동안 주먹에 의해 만들어지고 있는 원형의 경로를 관찰함으로써 아래팔을 돌림운동시키고 있다는 사실을 확일 할 수 있게 됩니다.

신체나 신체 각 분절의 각운동(angular motion)을 위한 중심점을 돌림축(axis of rotation)이라 합니다. 이러한 축은 돌림운동하고 있는 물체의 운동이 제로가 되는 지점입니다. 대부분의 팔다리와 몸통의 신체 움직임을 위한 돌림축은 관절 구조의 내부나 관절에 매우 가까운 곳에 위치합니다.

 

 

병진운동이나 돌림운동에 관계없이 신체의 움직임은 능동 또는 수동으로써 설명될 수 있습니다. 능동움직임(active movement)은 물 잔을 입 쪽으로 가져오는 것과 같이 근수축에 의해 유발됩니다. 이와는 반대로 수동움직임(passive movement)은 능동적인 근수축보다 다른 원인에 의해 유발되는데, 이러한 원인으로는 어떤 사람에 의해 밀리는 것, 중력의 당김, 신장된 결합조직에서의 장력과 같은 등등의 것들이 있습니다.

운동형상학과 관계된 일차적인 변수에는 위치(position), 속도(velocity), 그리고 가속도(acceleration)가 있습니다. 이러한 변수들의 양을 나타내기 위해서는 특정한 측정단위가 필요합니다. 미터나 피트의 단위는 병진운동에 사용되고 도(degree)나 라디안(radian)은 돌림운동에 사용됩니다. 대부분의 경우에 있어, 이 책에서는 1960년에 채택된 국제단위체계(International system of Units)를 사용합니다. 이 체계는 프랑스어인 Systeme International d' Unites를 약어인 SI로 명명됩니다. 이러한 단위체계는 운동학과 재활에 관계된 많은 학술지에서 널리 받아들여지고 있습니다.