View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8 장:
인간 다리의 운동역학The Biomechanics of the
Human Lower Extremity
학습 목표
• 해부학적 구조가 하지 관절의 움직임 능력에 어떻게영향을 미치는지 설명할 수 있다.
• 하지 관절의 상대적인 가동성과 안정성에 영향을미치는 요인을 구별할 수 있다.
• 하지가 체중을 지탱하는 기능에 적응하는 방법을설명할 수 있다.
• 특정한 하지가 운동을 하는 동안 활동하는 근육을구별할 수 있다.
• 하지의 일반적 부상에 영향을 미치는 운동역학적요인을 기술할 수 있다.
도입 글
• 상지
– 큰 운동범위를 요구하는 활동
• 하지
– 체중 지지 & 보행 기능
– 축구 킥, 멀리뛰기 및 높이뛰기, 발레 등
• 이 장에서 다룰 내용
– 하지 관절과 근육의 기능
엉덩 구조
• 구상 관절
• 안정성: 엉덩 > 어깨 (더 깊은 관절와, 근육과 인대)
– 앞쪽 강화: iliofemoral & pubofemoral ligament
– 뒤쪽 강화: ischiofemoral ligament
• Iliopsoas Bursa
– iliopsoas & articular capsule 사이의 마찰 감소
• Deep Trochanteric Bursa
– greater trochanter of femur & gluteus maximus at attachment site to iliotibial tract 사이의 완충작용
• 대퇴골(Femur)은 중요한 체중 지지 뼈
엉덩 움직임
• 대퇴골의 움직임은 주로 엉덩 관절 회전
• Pelvic Girdle
– 2개의 엉덩 뼈 + 선골(sacrum)
– 전, 후, 측면 방향 회전
– 엉덩 및 척추 움직임과 협응
엉덩 근육
• 굴곡 근
– 주요 근육: iliacus and psoas major = iliopsoas
– 보조 근육: pectineus, tensor fascia latae
2관절 근육: rectus femoris, sartorius
• 신전 근
– 2관절 근육: gluteus maximus
– 3개의 햄스트링 근육: biceps femoris, semitendinosus, semimembranosus
• 외전 근
– 주 근육: gluteus medius, 부 근육: gluteus minimus
• 내전 근
– 관절 내측을 가로지르는 근육들: adductor longus, brevis, magnus, gracilis
대퇴골의 근육
• 대퇴골의 내/외 회전
– 외측 회전근: piriformis, femellus superior, gemellus inferior, obturator internus, obturator externus, quadratus femoris.
– 내측 회전근: gluteus minimus with assistance from tensor fascia latae, semitendinosus, semimembranosus, gluteus medius.
• 대퇴골의 수평 외전과 수평 내전
– 엉덩이가 90도 굴곡된 상태에서 일어남
엉덩에 가해지는 부하
• 엉덩 관절이 지지하고 있는 체중
– 엉덩 관절 위쪽 신체분절의 약 ½ , 총 체중의 약 1/3
• 엉덩 관절이 받는 총 부하는 지지하는 체중보다 더 큼
– 엉덩 관절 근 장력이 관절에 압축을 가하기 때문
• 걸을 때의 스윙 구간:
– 엉덩 관절의 압축력은 체중과 거의 비슷 (근 장력때문)
• 딱딱한 신발은 엉덩 관절 부하를 증가
• 보행 속도는 엉덩 관절 부하를 증가
엉덩에 가해지는 부하
• 엉덩 관절에 가해지는 부하
– 걸을 때의 지지 구간: 238% BW
– 계단 오르기: 251% BW, 계단 내려가기: 260% BW
– 3.5 mph 속도로 달리기: 520% BW
– 알파인 스키 : 410% BW, 가파른 경사: 780% BW
– 크로스 컨츄리 스키 (classical technique): 400%
(skating technique): 460%
• 체중과 착지 시의 힘발을 통해 위로 전달엉덩관절에 큰 압축 부하
• 지팡이, 목발부하 감소, 반대편 엉덩 관절 부하증가
엉덩의 일반적 부상
• 골절
– 주로 골다공증을 가진 노인의 대퇴골경(femoral neck)에서 발생
• 타박상
– 주로 접촉 스포츠에서 대퇴의 앞쪽에서발생
• 좌상
– 단거리 전력 질주 (피로, 신경근 손상) 시햄스트링 근육에서 주로 발생
무릎의 구조
• 관절낭 안에 3개의 관절을 가진 활액 관절
• 3개의 관절
– 경골대퇴 관절(Tibiofemoral Joint)
– 슬개대퇴 관절(Patellofemoral Joint)
• 반월판(Menisci)
• 인대
– tibial and fibular collateral: 외측 움직임 방지
– 전후방 십자인대(anterior and posterior cruciate)
– 장경인대(iliotibial band)
• 관절낭과 점액낭(Joint Capsule and Bursae)
무릎에서의 움직임
• 굴곡과 신전
– 슬와근(Popliteus): 굴곡근
– 사두근(Quadriceps): 신전근
• the rectus femoris, vastus lateralis,
vastus medialis, vastus intermedius
• 회전과 수동적 외전과 내전
• 슬개대퇴 관절 운동(Patellofemoral Joint
Motion)
무릎에 작용하는 부하
• 경골대퇴 관절(tibiofemoral Joint)에서의 힘
– 일상 생활에서 shear & compression 부하받음
– Medial tibial plateau
• 슬개대퇴관절(Patellofemoral Joint)에서의 힘
– 스쿼트 시, 반작용력은 체중의 7.6배
• 십자인대 또는 슬개대퇴 수술 후 재활 시유용
무릎의 일반적 부상
• ACL 부상: 무릎 뒤쪽에서 가해지는 힘, 스키
• PCL 부상: 무릎 안쪽에서 가해지는 힘
• MCL 부상: 외측에서 가해지는 힘, 미식축구
• 무릎 보호대(Prophylactic Knee Bracing)
– 장점
• 전십자인대 보호
• 20~30%의 추가 저항 제공
– 단점
• 하지근육 활동 패턴 변화
• 무릎이 더 적은 일, 엉덩 관절이 더 부하
• 단거리 달리기 속도 감소, 더 빠른 피로
무릎의 일반적 부상
• 반월판 부상(Meniscus Injuries)
– 내측 > 외측 (약 10배)
• 장경인대 마찰 증후군(Iliotibial Band Friction
Syndrome) = runner’s knee
– 과사용(overuse)
– 잘못된 트레이닝, 잘못된 하지의 배열
• 평영수영자의 무릎(Breaststroker’s Knee)
– 평영의 윕킥(whip kick)
– 391명의 73%
무릎의 일반적 부상
• 연골연화증 (Patellofemoral Pain
Syndrome)
– 달리기, 계단 오르내리기
– 여성>남성 (Q-angle 증가)
• 정강이 부목 (Shin Splints)
– 달리기, 무용 등의 과사용
– 경골 근육 손상, 골막 염증
– 연습방법 변화, 적당한 휴식
발목의 구조
• 발목 관절 구조
– distal tibiofibular, tibiotalar, fibulotalar
• 발목 인대 구조
발목의 움직임
• 배측굴곡근 (Dorsiflexion)
– 전경골근(Tibialis anterior)
– 장지신근(Extensor digitorum longus)
– 비골근(Peroneus tertius)
• 저측굴곡근 (Plantar Flexion)
– 비복근(gastrocnemius), 가자미근(Soleus)
– 보조근 [그림 8-23]
– Crap Skate (Van Ingen Schenau)
• 저측 굴곡 능력 향상: 스피드 스케이팅 기록 갱신(98년 동계 올림픽)
발의 구조
• 발의 구조
– 26개의 뼈와 수많은 관절로 구성
• 발의 관절
– 거골하 관절(Subtalar Joint)
– 족근중족관절(Tarsometatarsal)과중족간관절(Intermetatarsal Joints)
– 중족지절관절(Metatarsophalangeal)과족지절간관절(interphalangeal Joints)
• 족저궁(Plantar Arches)
– 족저근막(plantar fascia)
발의 근육
• 외재근(Extrinsic muscles): cross ankle
• 내재근(Intrinsic muscles): have both
attachments within the foot
• Toe Flexion and Extension
• Inversion and Eversion
• Pronation and Supination
발에 가해지는 부하
• 충격력: 보행속도와 체중에 의해 증가
– 체중의 50%
• 종골(calcaneous)에서 거골하관절(subtalar
joint)을 통해 분배
– 나머지 50%
• 중족골두(metatarsal heads)를 가로질러 전달
• 부하에 영향을 주는 발의 구조
– Pes planus(Flat arch): reduced forefoot load
– Pes cavus(High arch): increased forefoot load
발목과 발의 부상
• 발목 염좌(Ankle Sprains)
– Inversion sprain much more common than eversion sprains
– 달리고 도약 스포츠, 무용 (20~25%)
– 발목관절 보조기(브레이싱)와 테이핑: 장단점
• 과사용 부상(Overuse Injuries)
– 건염(Tendonitis): 달리기, 도약, 스키 등
– 과도한 회내(Excessive pronation): 달리기 등
– 스트레스 골절(Stress Fractures)
• 경골(49.1%), 족근골(25.3%), 중족골(8.8%), 대퇴골(7.2%), 비골(6.6%), 골반(1.6%)
발목과 발의 부상
• 발의 비정상 정렬(Alignment Anomalies of
Foot)
– 내반족(Varus), 외반족(Valgus)
• 원인: 선천적, 근력 불균형
– 무지외반증(hallux valgus)
– 경골과 대퇴골의 내반 및 외반
• Injuries Related to High and Low Arch
Structures
요 약
• 하지는 체중 지지와 이동 기능에 적합한 구조를가지고 있다.
• 엉덩이는 전형적인 구상관절(ball and socket)이다.
• 무릎은 2개의 과상관절(condyloid articulations)로이루어진 크고, 복합적인 관절이다.
• 발목은 거골(talus)과 함께 경골(tibia)과 비골(fibula)의관절을 구성한다.
• 손과 마찬가지로, 발은 많은 작은 뼈와 관절로이루어져 있다.
연구 문제
• 엉덩, 무릎, 발목 관절의 전-후-내-외를 지나는근육들의 목록을 작성하라. 하나 이상의목록에 포함되는 근육을 기입하라. 네 가지목록의 근육들이 일으키는 움직임을 작성하라.
– 엉덩 관절
– 무릎 관절
– 발목 관절
연구 문제
• 뼈, 인대, 근육을 포함한 엉덩관절의 구조를어깨관절의 구조와 비교하라. 두 관절 구조의장단점을 설명하라.
• 뼈, 인대, 근육을 포함한 무릎관절의 구조를팔꿈치관절의 구조와 비교하라. 두 관절구조의 장단점을 설명하라.
연구 문제
• 공을 찰 때 발생하는 하지의 연속적인움직임을 기술하라. 이들 움직임의주동근군을 밝혀라.
• 수직점프를 할 때 발생하는 하지의 연속적인움직임을 기술하라. 이들 움직임의주동근군을 밝혀라.
토 론
• 발뒤꿈치에 바벨을 대고 스쿼트를 하는 경우주동근의 기능에 어떻게 영향을 미치는지토론하라.
• 서 있는 동안 무릎관절이 엉덩관절보다 더체중을 지지함에도 불구하고 엉덩관절의압축력이 무릎관절의 압축력보다 더 큰이유가 무엇인지 토론하라.
실험 실습
• 느린 속도, 보통 속도, 빠른 속도로 걷는모습을 담은 비디오 테이프를 여러 번관찰하라.
– 3가지 걸음 사이에서 운동학적 다른 특징을표로 만들어라.
– 운동학적 특징의 차이와 관련한 근육활동의 차이를 설명하라.
8-1
8-2
8-3
8-4
8-5
8-6
8-7
8-8
8-10
8-11
8-12
8-13
8-14
8-17
8-18
8-19
8-20
8-22
8-23
Recommended