무릎의 움직임에 대하여. 무릎이 아플 때 고려해야 할 사항

무릎을 완전히 펼 때 정강이뼈(경골 Tibia)가 약간 바깥쪽으로 회전(외회전 External rotation)하게 됩니다. 이를 screw-home 기전이라 부르죠.

정강이뼈가 약간 외회전되면서 무릎 관절이 딱! 잠기는 듯이 맞아지게 되고, 서있을 때 무릎이 잠기면 체중이 허벅지뼈에서 정강이뼈로 효율적으로 전달이 되면서 근육에 힘을 주지 않고도 서있는 자세를 유지할 수 있게 됩니다.

무릎을 완전히 펴는 과정에서 전방십자인대(Anterior Cruciate ligament)에 의한 장력, 허벅지뼈(대퇴골 Femur) 끝 무릎 관절 모양의 내외측 비대칭에 의한 정강이뼈의 외회전움직임, 대퇴사두근 외측에서의 당기는 힘 등이 복합적으로 작용해서 Screw-home 현상이 이루어지게 됩니다.

반대로 무릎을 구부릴 때는, screw-home 이 풀려야 하겠죠? 무릎 굴곡(구부림 flexion)을 시작하려면 정강이뼈가 약간 안쪽으로 회전(내회전 Internal rotation)해야 구부리는 동작이 가능해집니다. 무릎 뒤쪽, 오금에 있는 슬와근(Popliteus)라는 근육이 정강이뼈를 내회전 시키는 역할을 맡고 있어요. 아래 그림에서 보면 슬와근이 무릎을 구부릴 때 ‘Unlock’하는 기능을 한다고 설명하고 있죠. 쭉 펴진 무릎관절은 screw-home 현상에 의해 locking(잠김)되어 있다고 하고, 슬와근이 수축하면서 그 잠김을 풀어주는(unlock) 겁니다

무릎을 구부리고 펴는 동작에 이러한 무릎관절의 회전은 나름 중요한 역할을 하는거죠.

우리가 걸음을 걷는 과정에서는 발이 지면에 닿을 때 발생하는 안쪽 기울어짐(회내 Pronation. 발의 ‘엎침’이라고 번역하기도 합니다)에 의해 정강이뼈가 내회전 되면서 아주 자연스럽게 신전과 굴곡이 이루어지게 됩니다.

위 그림은 정상 보행 단계(Normal Gait Cycle)를 표현한 그림입니다.

보행의 첫 단계는 앞으로 내딛는 발의 뒷꿈치가 땅에 닫는 순간이죠.

이 순간을 Heelstrike(뒷꿈치 닿기)라고 합니다. Heelstrike 순간에는 무릎이 완전히 쭉 펴져있습니다. 무릎이 쭉 펴지면 screw-home 현상으로 무릎관절이 잠기게 되겠죠?

Healstrike 단계에서 잠기는 무릎관절은 발이 회내(Pronation)되면서 정강이뼈의 내회전을 유발하고 자연스럽게 무릎의 굴곡이 이루어질 수 있게 잠김을 풀어줍니다.

반대로 발을 밀어내는 Push off(또는 Toe off, Pre-swing, Prolulsive phase) 단계에서는 발이 회외(Supination)되면서 정강이뼈의 외회전(External rotation)이 생기면서 무릎이 펴지는 걸 돕게 됩니다.

건강한 사람은 앉고 설 때, 무릎을 굽히고 펴는데 아무런 문제가 없으니 의식적인 노력 없이도 쉽게 구부리고, 쉽게 펼 수 있습니다.

보행을 할 때도 정상 보행 단계에 따라 다리가, 발목이 자동으로 움직이는 듯이 자연스럽게 움직이면서 무릎을 구부리게 되고 펴게 되죠.

그러나 근육에 이상이 있거나, 관절의 퇴행이 있거나 근육과 관절에 대한 신경조절이 제대로 이루어지지 못하게 되면 무릎을 펴고 구부리는게 뜻대로 되지 않고, 걸음걸이가 불편해지게 됩니다.

노화 또는 질병 등으로 뇌기능이 저하되면서 신경조절이 적절히 이루어지지 않을 때에도 걸음걸이가 이상해지죠.

무릎관절을 치료할 때, 관절 역학적인 부분들을 고려해서 문제점을 파악하고 치료해야하고, 보행에 관여하는 다른 부분(오늘 포스팅에서는 발목의 회내, 회외 움직임)들도 고려해야 합니다. 발목 뿐 아니고 고관절의 움직임, 허리와 골반 사이의 움직임도 영향을 주니 그 부분에 대한 점검도 필요하죠.

여담으로,

간단하게 본다면, 보행을 할 때 발바닥에 실리는 체중은 위 그림의 검은 선을 따라서 이동하게 됩니다. Healstrike 단계에서 뒷꿈치 중앙에 실려있던 체중은 발목관절의 회외(무릎을 곧게 펴는 동작과 연관됩니다)와 더불어 뒷꿈이 바깥쪽(새끼발가락 쪽)으로 옮겨갔다가 발목관절의 회내(무릎을 구부리는 동작과 연관됩니다)와 더불어 발바닥의 중심을 지나 엄지발가락 쪽으로 이동하게 됩니다.

러닝을 위한 운동화의 밑창은 이런 발의 역학적 움직임을 고려해서 만들어집니다.