무릎관절

무릎관절은 안쪽 정강 넙다리 관절, 가쪽 정강 넙다리 관절 그리고 무릎 넙다리 관절로 구성되어 있다. 무릎관절에서의 운동은 2개의 운동면에서 일어나는데 시상면에서의 굽힘 및 폄 그리고 가로면에서의 안쪽 돌림과 가쪽 돌림이 있다. 그러나 이러한 움직임을 기능적으로 볼 때 하지의 다른 관절들에 대해 독립적으로 일어나기는 어렵다. 예를 들어, 달리기나 등산하기 또는 앉은 자세에서 일어서기와 같은 동작 동안 엉덩관절, 무릎관절 그리고 발목관절 사이에서 일어나는 상호작용을 생각해 보면 이해할 수 있을 것이다. 하지 관절들 내에서 일어나는 강력한 기능적 관계는 무릎관절을 가로지르는 근육들이 대부분 엉덩관절이나 발목관절도 가로지르기 때문에 일어나는 것이다.

 

무릎관절은 중요한 생체역학적 기능들을 갖고 있는데 이러한 것들은 걷기와 달리기 동안에 잘 나타난다. 걷기의 유 각기유 각기 동안 무릎관절은 굽힘을 통해 하지의 기능적 길이를 짧게 하는데 그렇게 하지 않는다면 발은 지면에 쉽게 걸리게 된다. 유 각기 동안 무릎관절은 약간의 굽힘 상태를 유지하는데 이것은 충격흡수 에너지 보존 그리고 하지를 통한 힘의 전달을 얻기 위함이다. 달리기 동안 무릎관절은 큰 가동범위로 움직이게 되는데 특히 시상면에서 그러하다. 달리기를 하는 동안 빠르게 방향을 바꾸기 위해서는 가로면에서의 부가적인 움직임이 요구된다.

 

무릎관절의 안정성은 뼈의 구조적 배열보다는 주로 연부조직의 제한에 의해 얻게 된다. 큼직한 넙다리뼈 돌기들은 거의 편평한 정강뼈의 관절면과 관절하게 되는데 넓은 인대성 관절 주머니와 큰 근육들에 의해 관절의 위치를 유지하게 된다. 발이 지면과 견고하게 접촉하고 있을 때 이러한 연부조직들은 근육들과 외적인 원인에 의해 큰 힘들에 노출되게 된다. 인대와 연골의 손상은 무릎관절에 부과된 큰 기능적 요구들의 결과로 흔히 생기게 된다. 무릎관절의 해부학과 운동학에 대한 지식은 손상기전의 이해와 가장 효율적인 치료적 중재를 결정하는 데 있어 필수적인 전제조건이라 할 수 있다.

 

무릎관절의 정상적인 정렬

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넙다리뼈의 뼈 몸통 부분은 무릎관절 쪽으로 하행할 때 약간 안쪽으로 각져 있다. 이런 비스듬 선방 향은 몸 쪽 넙다리뼈에서 나타나는 125도의 기울임 각 때문이다. 몸 쪽 정강뼈의 관절면은 거의 수평을 향하고 있기 때문에 무릎관절의 가쪽면은 약 170~175도의 각을 이루고 있다. 이마면 내에서의 이러한 정상적인 정렬을 안굽이 무릎이라 한다.

 

무릎관절에서 나타나는 정상적인 이마면 정렬은 사람에 따라 차이가 나는 것은 흔한 일이 아니다. 가쪽 각도가 170도 이하 일 때를 과도한 안굽이 무릎 또는 X자 무릎이라고 부른다. 이와는 대조적으로 가쪽 각도가 180도 이상일 때를 밖 굽이 무릎 또는 O형 다리라고 부른다.

 

엉덩관절 돌림의 긴축은 넙다리뼈 머리와 무릎관절의 중심을 연결하는 선이다. 이 긴축은 무릎관절을 통과하여 발목관절과 발까지 연장될 수 있다. 이러한 축은 전체 하지의 주요 관절들에서 일어나는 가로면에서의 움직임들을 역학적으로 연결시켜준다. 예를 들어 엉덩관절에서 일어나는 가로면에서의 움직임은 먼 쪽에 있는 관절들의 자세에 영향을 미친다.

 

 

무릎관절의 "screw-home" 돌림 운동

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완전히 폄 상태로 무릎관절을 잠그기 위해서는 약 10도의 가쪽 돌림이 필요하다. 이러한 돌림 성 잠김 작용은 무릎관절 폄의 마지막 30도 동안에 일어나는 무릎관절의 비틀림에 근거하여 screw-home 돌림 운동이라 부르게 된다. Screw-home 돌림 운동은 결합형 돌림 운동이라고 운동 형상학적으로 설명되어 왔다. 이런 유형의 돌림 운동은 굽힘과 폄 운동 형상학과 역학적으로 연관되어 일어나기 때문에 독립적으로 수행될 수가 없다.

 

무릎관절에서 일어나는 screw-home 돌림 운동을 관찰하기 위해 상대방에게 무릎관절이 약 90도로 굽힘 된 상태로 앉아 있게 한다. 그리고 피부 위에서 정강뼈 결절과 무릎뼈의 끝부분 사이를 연필로 그린다. 완전한 넙다리뼈에 대한 정강뼈의 폄을 완성한 후에 같은 자리에 선을 다시 그려서 가쪽 돌림 된 정강뼈의 위치 변화를 기록해 본다. 유사하기는 하나 명확하지 않은 잠 김기전이 정강뼈에 대한 넙다리뼈 폄 동안에도 일어난다. 예를 들어 쪼그려 앉은 위치에서 일어설 때 고정된 정강뼈에 대해 넙다리뼈의 안쪽 돌림 할 때 무릎관절은 폄 된 상태로 잠기게 된다. 움직이는 분절이 넙다리 또는 종아리에 관계없이 무릎관절 폄 움직임은 완전히 폄 될 때 무릎관절이 가쪽 돌림 되는 것을 보여준다.

 

Screw-home 돌림 운동의 역학은 적어도 3가지 인자에 의해 추진된다. 이런 3가지 인자란 안쪽 넙다리 관절 융기 형태, 앞 십자 인대에서의 수동 장력 그리고 넙다리 네 갈래근의 가쪽 당김을 말한다. 가장 중요한 인자는 안쪽 넙다리 관절 융기의 형태이다. 안쪽 넙다리 관절면은 관절융기사이 고랑 쪽으로 접근할 때 가쪽으로 약 30도의 굽히 곡선을 이루고 있다. 안쪽넙다리관절융기의 관절면은 가쪽넙다리 관절융기의 관절면에 비해 좀 더 앞쪽방향으로 나와 있기 때문에 넙다리뼈에 대한 정강뼈의 폄 동안 정강뼈는 가쪽으로 굽이 된 안쪽넙다리 관절융기의 관절면 경로를 따라 움직이게 된다. 정강뼈에 대한 넙다리뼈의 폄 동안 넙다리뼈는 정강뼈에 대해 안쪽으로 굽이 된 경로를 다라 가게 된다. 둘 중의 어떤 경우라도 결과는 완전한 폄 동안 무릎관절의 가쪽 돌림이 일어난다.