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골반변형의 패턴(19명 중 17명)
고관절 내회전 -> 내회전된 쪽의 골반 전방경사 -> 당연히 내회전된쪽의 다리 길어짐 -> 반대측 골반 후방경사 -> 다리길이 짧아짐
panic bird.......
만성 요통을 호소하는 축구선수들의 골반 및 하지의 생체역학적 특징
인제의대 재활의학교실 및 스포츠재활연구소, 메디메이저 스포츠클리닉 및 한국스포츠의학연구소1
이홍재 나영무1 임길병
Ⅰ. 서 론
운동 선수들은 일반인들에 비해 과사용이나 부상 의 빈도가 높아 요통 발생의 위험성이 높다1). 또한,
직접적 외상없이 운동 후의 만성적 요통을 호소하는 축구 선수들이 점점 증가하고 있다. 이에 대해
열치료, 전기치료 등의 물리치료, 약물치료 및 주사 치료를 받았으나, 다시 재발하는 경우를 많이 경험
할 수 있다. 이러한 만성적 요통 유발의 위험인자로 는 유연성 저하, 하지의 근력 차이, 과도한 반복적
훈련과 과사용 등이 있다고 보고된 바 있고2), Schamberger(2002)는 천장 관절의 비대칭적 움직임을 들고 있다3). Valmassy(1996)는 달리는 선수들의 가장 흔한 요통의 원인으로 기능적 하지 단축(functional short leg), 해부학적 하지 단축(anatomic short leg), 발의 과도한 회내(excessive pronation), 이전 손상에 의한 근육 비대칭(muscle imbalance), 근경직(muscle spasm), 그리고 내재된 질환(강직성 척추염, 척추전방전위증, 척추분리증)이라 하였다4).
최근에 이러한 통증의 유발 원인을 찾기 위한 노력이 계속적으로 이루어지고 있는데, 그 중 한 가지
방법이 하지의 생체역학적 분석이다4-6). 생체역학적분석이란 우리 몸의 움직임을 기계적 움직임에 비
유하여 관절들 간의 연계가 정상적인 각도를 가지고 이루어지고 있는지를 분석하는 방법이다. 예를
들어 골반의 좌우 높이차가 있는지, 보행 시 골반의 상승이 좌우에서 대칭적으로 이루어지는지, 골반의
회전은 대칭적인지를 분석하고, 발목에서는 거골하 관절(subtalar joint)의 내번/외번각이 정상인지, 발에서는 종골각과 전족 각이 정상적인 각도와 움직임을 갖고 있는지 분석하는 것이다.
이에 본 연구에서는, 만성 요통을 호소하는 축구 선수들을 대상으로 골반을 포함한 하지의 생체역학
적 분석을 시행하여 요통이 없는 선수들과 비교하고, 이들이 가진 생체역학적 이상 소견을 알아보고
자 하였다.
Ⅱ. 연구대상 및 방법
본원 재활의학과에 요통을 주소로 내원하는 많은 선수들 중 급성 요추부 염좌, 추간판 탈출증, 신경
근 병변, 염증성 척추 질환 및 신경학적 이상 소견이 없었던 남자 축구 선수 19명을 그 대상으로 하였
고, 대조군은 허리와 하지에 통증이 없는 축구선수 18명으로 하였다. 이들은 중학교, 고등학교 또는 대
학교에 재학 중인 학원 축구선수로 하였다. 생체역학적 분석은 골반과 발/발목 관절에 초점을 맞추어
시행하였고, 본 분석법은 Valmassy(1996) 등의 podiatric medicine을 전공하는 연구자들이 이용하는 분석법이다4).
주요 측정 인자로는 기립자세에서의 골반 좌우 경사각(pelvic level), Trendelenburg 자세(한발 들
기 자세) 시 좌우 골반 상승각(pelvic elevation), 제자리 걸음 시에 골반의 회전(pelvic rotation), 거골하 관절(subtalar joint)의 내번/외번 가동범위와 중립각, 후족에 대한 전족부 각(forefoot angle to rearfoot) 및 기립자세에서의 종골각(angle of resting calcaneal stance position, RCSP)으로 한다. 골반의 각도 측정을 위해서는 angluometer(Fig. 1-A)를 사용하고, 거골하 관절 가동범위를 측정할 때에는 각도기(tractograph, Fig1-B), 종골각을 측정시에는 angle finder라는 gravity goniometer(
Fig. 1-C)를 사용하였다.
골반 좌우 경사각 측정은 발을 어께 넓이 만큼 벌 리고 기립자세를 취하게 하고 검사자는 환자 뒤에서
서서, angulometer를 이용하여 골반의 양측 장골능(iliac crest)의 높이를 측정하였다(Fig. 2-A, B). Trendelenburg 자세 시 좌우 골반 상승각은 angulometer를 장골능에 위치한 상태에서 좌우 한발 들기 자세를 취하게 하여 각각의 골반이 얼마나 올라가는지를 측정하는 것이다(Fig. 2-C). 골반 회전은 환자의 양측 둔부에 angulometer의 샤프트(shaft)를 밀착시킨후 제자리 걸음을 시키면서 일측 둔부가 과도하게 뒤쪽으로 빠지면서 회전(외회전)을 하는지 관찰한다(Fig. 3-A, B). 발과 발목의 각도를 측정하기 위서는, 환자를 침대에 엎드리게 하고 발을 모서리로부터 15 cm 가량 떨어지도록 위치시키고, 종아리 후면과 종골 후면부위에 이분선을 싸인펜으로 그었다.
Fig. 1. Equipments used in biomechanical assessments: A. Angulometer, B. Tractograph, C. gravity goniometer.
각도기를 이용하여 발목 관절 특히 거골하 관절의 내번(inversion), 외번(eversion)을 측정하였고(Fig. 4-A, B), 이 관절의 중립각을 계산해 내었다. 중립각이 란 내번: 외번의 비율이 2:1이 되는 지점을 말하는데 환자의 실제 측정 중립각은 다음과 같이 계산하여 얻었다.
측정 중립각 = (내번각 + 외번각) × 2/3 - 내번각
후족에 대한 전족각 측정은, 각도기의 한쪽 날을
종족골두를 따라 위치시키고, 반대쪽 날은 종골이
분선과 평행하게 둔 다음 두 날이 이루는 각을 측정
하였다(Fig. 4-C). 기립자세의 종골각은, 환자를 다
시 어깨 넓이만큼 다리를 벌려 서게 한 후 angle finder를
종골 이분선을 따라 위치 시켜 각도를 얻었다
(Fig. 4-D).
통계 분석은 SPSS프로그램을 이용하며, 요통군
과 대조군간의 비(比) 척도에 대해서는 Independent
t-test를, 명칭척도(골반 회전) 끼리 분석시에는 χ2
test를 이용하였고, 통계학적인 유의성은 5% 신뢰구
간 하에 검정하였다.
Ⅲ. 결 과
1. 대상자의 일반적 특성
요통을 가진 선수들의 평균 연령은 16.2세, 대
조군은 17.8세였다. 신장은 요통군에서 169.8cm
였고, 대조군에서 174.3 cm였다. 체중은 요통군에
서 62.8 kg, 대조군에서 63.2 kg 이었다(Table 1).
연령, 신장 그리고 체중은 두 군간에 유의한 차이
는 없었다.
2. 생체역학적 특징
1) 골반의 움직임
기립시 골반 좌우 경사각은 요통군에서 좌측 골반이 2.9도 높아져 있고, 대조군은 0.6도 높아 요통군에서 통계학적으로 의미 있게 좌측 골반이 높았다. Trendelenburg 자세에서의 골반 상승각은 Table 2
와 같았는데, 우측 골반의 상승이 대조군에서 4.7도인데 반해 요통군에서는 2.3도 상승에 그쳤고, 이는
통계학적으로 의미 있는 차이를 보였다. 골반 회전은 요통군에서는 19명 중 17명(89.5%)이 우측 골반이
외회전(clockwise rotation) 되었고, 대조군에서는 18명중 11명(61.1%)이 대칭적인 움직임을 보여 두 군간에 골반 회전 양상이 의미 있게 달랐다(Table 2).
Table 1. General characteristics of subjects
2) 발과 발목의 움직임
발목 관절, 특히 거골하 관절의 가동각 중 우측내번각이 요통군에서는 31.4도, 대조군에서 26.8도
로 요통군에서 의미 있게 증가되어 있었다. 우측의 외번각도 요통군에서 5.1도, 대조군에서 8.8도로 요
통군에서 의미 있게 감소되어 있었다.
후족에 대한 전족부 각은 대조군에서는 좌우각도가 -1.6도, -1.7도으로 유사하였으나, 요통군에서는
좌측 0.6도, 우측 -3.4도로 좌우간의 차이가 심했다. 두 군간에 좌우차를 비교시 요통군에서 4.1도, 대조
군에서 0.1도를 보여 요통군에서 의미 있게 좌우차가 증가되어 있었다. 기립 시 종골각은, 우측끼리 비교에서 요통군 2.3도, 대조군 -0.5도로 요통군에서 의미있게 증가되어 있었다. 다시 말해 우측 종골각이 요통군에서 더 내반(varus)되어 있음을 나타냈다. 종골각의 좌우차를 두 군간에 비교시, 요통군에서 -1.7도, 대조군에서 0.8도로 요통군에서 좌우차가 의미 있게 증가 되어 있었다.
IV. 고 찰
만성적 요통의 원인은 크게 육체적, 정서적 그리고 경제적 이유를 들 수 있다7). 육체적 요인에 을 맞추어 볼 때, 요추부에서 통증을 일으킬 수 있는 구조물은 척주 정맥총(venous plexus), 경막, 주위
인대, 척주주위 근육과 근막, 척추골 자체, 후궁, 척추 후관절, 섬유륜, 디스크를 들 수 있다8). 이들 구
조물의 이상으로 통증이 발생한다고 쉽게 말할 수있으나, 정확히 병소를 파악해 내는 것은 쉽지 않다.
다행히 영상진단 검사, 근전도 검사, 혈액 검사를 통해 추간판 탈출증, 척추관 협착증, 염증성 척추
질환, 척추 종양 그리고 신경근 병변은 진단이 용이해졌다. 그러나 만성적이고 재발되는 요통의 원인
분석은 위의 검사방법을 통해 해부학적 병소를 파악하는 것과 더불어 통증을 유발시키는 내재적 요
인들에 대한 분석이 필요하다. 특히 운동 선수들에게 있어 내재적 요인들을 찾아내어 제거 또는 교정
하는 것은 매우 중요하다. 이를 제어하지 못하면 특정 부위에 과사용 손상이 생기게 되어 운동을 하면
통증이 생기고 휴식을 취하면 통증이 호전되는 양상을 보이게 된다. 그럴 경우 재발되는 통증 때문에
선수 생활을 제대로 해내기도 힘들고, 본인과 팀의 경기력 저하로 이어지게 된다. 몸 안에 존재하는 내
으로 회전하는데, 특히 우측 골반이 후외측으로 회
전하는 시계방향 회전이 제일 많았다. 이것은 우측
골반이 후방 비틀림/우측 골반높이 하강과 결부 동
작(coupled motion)으로 일어나는 것으로 되어 있는
데11), 본 연구에서도 우측골반 외회전과 우측 골반
하강 소견은 거의 모두 함께 나타났다.
거골하 관절의 움직임에서도 대조군의 내번/외번
각은 좌우측에서 유사하나, 요통군에서는 우측이
좌측에 비해 내번각이 많고, 외번각은 적었다. 또
측정 중립각(measured neutral position)이 요통군에서
더 양의 값을 보였는데, 이것은 환자의 평소 거골하
관절 중립위치가 좀 더 내번 위치에 있었음을 나타
낸다. 이것은 기립시 종골각이 대조군에서는 0도 내
외(수직 배치)에 있으나, 요통군에서는 우측이 2.3도
로 내반 위치에 있음과 일맥 상통하는 소견이다. 기
립시 종골각의 좌우차 비교에서는 대조군은 0.8도
에 그쳤으나 요통군에서는 -1.7도 였다. 이것은 좌측
종골각에서 우측 각을 뺀 것이며, 의미하는 바는 요
통군에서 종골의 위치가 좌우가 대칭적이지 못하며,
우측 종골이 내번 위치에 쏠려 있어 발목이 외측으
로 밀려간 상태에 있다는 것이다. 이러한 상태는 우
측 하지에서 외측 발목 염좌가 자주 생길 수 있는
위험을 내포하고 있다.
후족에 대한 전족각은 비교에서, 양의 값은 전족
내반(forefoot varus)이 있다는 것이고, 음의 값은 전
족 외반(forefoot valgus)을 의미한다. 우측발 간의 비
교에서는 요통군 -3.4도, 대조군 -1.7도로 요통군에
서 전족 외반이 더 심한 경향을 보였다. 좌우간 차
이를 두 군에서 비교한 결과를 보면 요통군에서 4.1
도나 차이를 보여 좌우발의 전족각의 차이가 심함
을 알 수 있었고, 대조군에서는 0.1도를 보여 좌우
차가 거의 없음을 알 수 있었다. 전족각의 좌우 차
이가 심할수록 좌우 거골하 관절각도 차이가 심해
지고, 이것은 서두에서 언급한 바와 같이 하지 전체
의 좌우 비대칭적인 움직임을 조장하여 골반 움직
임까지도 비대칭화 시키게 된다. 이러한 골반의 비
대칭적인 회전은 골반(천추 포함)위에 놓여 있는 척
추와의 정렬도 나쁘게 만든다. 생체역학적 관점에
서 골반이 우측 외회전(시계방향 회전)을 반복하면
제5요추/제1천추(L5/S1)간 척추 후관절의 우측 관절
에 충격이 지속적으로 가해져 후관절 증후군이 생
기게 할 수 있을 것이다. 즉, 우측 제 1천추의 상방
후관절이 제 5요추의 하방 후관절에 충격을 가하게
되는 것이다.
만성요통을 가진 축구 선수들의 생체역학적 특징
을 다시 정리해 보면 다음과 같았다.
1. 골반 좌우 높이 비대칭
- 기립 자세에서 좌측에 비해 우측 골반(장골
능)이 낮음
- Trendelenburg 자세 시 좌측에 비해 우측 골
반 상승이 미흡
2. 골반회전의 비대칭
- 제자리 걸음시 우측 골반의 외측 외회전(시계
방향 회전)
3. 거골하 관절의 비대칭
- 우측 내번각 증가
- 우측 외번각 감소
4. 기립시종골각(RCSP angle)의 비대칭
- 우측 종골 내반각 증가
- 좌/우측 차이가 심함
5. 후족에 대한 전족각의 비대칭
- 좌/우측 차이가 심함: 우측은 전족 외반, 좌측
은 전족 내반됨
위의 정리된 소견을 자세히 살펴 보면, 우측에서
좀더 많은 생체역학적 이상 소견이 발견되고 있는
것을 알 수 있는데, 이에 대한 정확한 해석은 아직
할 수가 없는 상황이다. Schamberger(2002)의 연구에
서도 유사한 분석을 시행하여 크게 3가지 양상으로
나누었으나3), 이 또한 정확한 발생 원인을 밝혀내진
못한 실정이다.
본 연구를 통해 재발 및 만성적 요통을 가지 선
수군에서 이러한 생체역학적 이상들 즉 비대칭 소
견들을 발견하였고, 이를 교정하는 것이 선수들의
만성요통 치료에 도움이 될 것으로 예상되며, 이것
을 교정하는 방법에 대한 추후 연구도 필요할 것으
로 사료된다.
본 연구의 단점은 슬관절과 고관절에 대한 생체
역학적 분석이 제대로 이루어지지 못했는데, 이것
은 임상에서 환자 검진 시간의 부족이 주원인이기
는 하나, 하지 정렬 이상에 대한 좀더 광범위한 연
구를 위해서는 다음의 검사가 추가로 필요할 것으
로 생각된다. 경골의 비틀림을 알아보는 경골 회전
각(tibial torsion angle), 슬관절의 내반/외반을 알아보
는 Q각(Q angle), 대퇴골의 비틀림을 알아 보는 대
퇴골 회전각(femoral torsion angle), 대퇴골두와 관골
구(acetabulum)의 위치를 알아보는 대퇴관골각(angle
of femoral anteversion)의 측정이 필요할 것이다.
둘째 제한점은, 요통군의 진단명이 더 확실히 분
류가 되지 못한 점이다. 연구에 속한 요통군의 통증
특징은 기계적 요통에 속하기는 하나, 이것이 근경
직인지, 요천추 부위 염좌인지, 후관절 증후군(facet
syndrome), 천장관절 증후군(Sacroiliac syndrome)를
구별되지 않았다. 이들 질환 별로 생체역학적 분석
을 하였으면 더 좋은 연구가 되었을 것으로 생각된
다. 향후 질환별 생체역학적 특성을 파악하는 것이
필요할 것으로 사료된다.