임상의를 위한 생체역학 개념의 통합적 이해!!

[문형철]

인체 근골격계 통증의 대부분은 mechanical pain이다. 

그런데 번역은 '기계적 통증'이라고 한다. 

의미가 제대로 전달되지 않는 것이다. 

한국말에는 인체에 가해지는 부하때문에 통증이 발생한다라는 개념이 없다.

한국의료인, 환자가 근골격계 손상과 통증 문제의 근원에 접근하지 못하는 이유가

여기에 있다. 

이 언어를 만들어야 겠다.

physical pain - 물리적 통증

mechanical pain - 기계적 통증

개념에 대한 명확한 느낌, 이해가 안되고 있는 상황!!

물리적 부하를 이겨내지 못하는 손상(통증) --> 부하통증?????????

이 책을 구매해서 보완!!

물체의 움직임(물리학 관점)

스칼라(scalar)

벡터(vector)

힘(F=ma)

모멘트(F*거리) --> 토크(Torque)

지구 중력상황에서 매일 걷고, 달리고,

무거운 물건을 들고, 스포츠활동을 할 때

인체 근골격계 손상은 단순한 힘(F=ma) 부하를 견디지 못해서 발생하는 개념이 아니다.

모멘트, 토크 상황의 부하를 견디지 못하는 개념이다. 

운동학(kinematics)

운동역학(kinetics)

운동학은 힘은 무시하고 움직임의 외형적 특성만을 분석하는 학문

운동역학은 움직임을 일으키거나 변화시키는 원인인 '힘'에 집중함.

                 지면반발력, 모멘트, 토크, 마찰력을 분석하는 학문

인체 손상은

kinetics 상황에서 발생하는 지면반발력, 모멘트(토크) 부하를 견디지 못할 때 발생

부하(장력부하)와 반응관계

(stress&strain curve)

탄성(elasticity)

가소성(plasticity) - connective tissue plasticity, neuronal plasticity

가소성 변화는

틀어진 인체(mal-alignment)를 올바른 자세로 되돌려 놓을 수 있는 개념

역설적으로 틀어진 인체를 더 틀어진 자세로 악화시킬 수 있는 개념(나쁜 자세의 가소성 변화)

참고) 아킬레스 건염, 건파열은

        탄성영역, 가소성 영역을 넘어서 항복지점에서 micro-injury, macro-injury를 당하는 것

점탄성(visco-elasticity)

점탄성완전성(thixotrophy)

인체 조직이 손상을 당하면 염증이 발생하면서 점탄성(visco-elasticity)이 높아짐

적절한 움직임없이 방치하면 점성이 과도하게 낮아지면서 굳어짐

인체가 잘 움직인다는 뜻은 

점탄성 완전성(thixotrophy)을 회복했다는 의미

직립 인간의 움직임(body physiology 관점)

축과 움직임(axis and movement)

자유도(freedom of degree)

자유도란 특정관절 축에서 움직이는 방향의 숫자

예) 요추 움직임 6 자유도 : spinal segment를 축으로 굴곡-신전, 좌우 측굴, 회전 3자유도

                                                                                   좌우 gliding, 앞뒤 gliding, 축방향 움직임 3자유도 

    무릎 움직임 1 자유도 : tibio-femoral joint를 축으로 굴곡-신전 1자유도

    팔꿈치 움직임 2 자유도 : 팔꿈치 관절을 축으로 굴곡-신전, pronation-supination 2자유

    어깨 관절 움직임 3자유도 : 굴곡-신전, 외전-내전, 내회전-외회전 3자유도

    어깨관절 복합체 움직임 : 7~12자유도

순간중심이동(instantaneous center of rotation, movement)

완벽한 인체 움직임 상황에서는 순간중심이동이 normal range 범위내에서 일어남. 

하지만 추간판 파열, 반월판 파열 등이 발생하면 순간중심이동에 심각한 문제가 발생함. 

정상적인 인체 움직임에서는

순간회전중심(ICR)이 안정적인 궤적을 그리며 움직이지만,

추간판이나 반월판 파열 시에는 이 중심축이 정상 범위를 크게 벗어나거나 불규칙하게 요동치게 되어 

관절의 불안정성과 추가적인 손상을 야기

3종 지레(3 type of lever)

압박부하&장력부하(compressive&tension force) --> 전단부하(shear force)

1종지레 fulcrum에 압박부하, effort에 장력부하

2종지레 fulcrum에 압박, 장력부하, effort에 장력부하

3종지레 fulcrum에 압박, 장력부하, effort에 장력부하

물리학적으로 어디에 부하가 걸리는가?

line of gravity - 중력부하가 걸리는 선

line of pull (line of force) - 당겨지는 힘, 압박의 힘이 가해지는 선

gliding&rolling

부하가 주어진 상태에서

움직일때 gliding과 rolling이 일어남

순간중심이동의 문제도 발생

추간판 파열, 반월판 손상, 극상근 건 파열, 전거비인대 늘어남 또는 파열 등의 상황에서 

부하(장력, 압박)가 주어질 때, 비정상 Gliding, 비정상 rolling이 일어나면서 재손상 발생 가능성 높아짐

C0-C1 : 굴곡신전 15도, 측굴 8도, 회전 0도

C1-C2 : 굴곡신전 10도, 측굴 0도, 회전 47도

C5-C6 : 굴곡신전 18도, 측굴 8도, 회전 8도

T11-T12 : 굴곡신전 12도, 측굴 8도, 회전 좌우 1도

L5-S1 : 굴곡신전 18도, 측굴 3도, 회전 좌우 4도

움직임이 큰 관절은 

상대적으로 동적 안정성(dynamic stability)를 회복하기 힘듬.

근골격계 손상(질병, mechanical pain)

소리치는 자는 범인이 아니라 피해자다

소리치는 자를 쫒아 치료하는 것은 고양이가 자기 꼬리를 물기위해 빙빙도는 것과 같이 완치가 불가능하다

소리치는 자(증상)

1차 범인(흔한 1차 손상)

손상의 치유

급성염증 336(염증기 3일, 증식기 3주, 재생기 6주)

만성염증 문치연 건생병사 치유 과정 244(2주, 4주, 4개월)

염증과 굳어짐

염증상태에서 적절한 점탄성완전성을 회복하려는 움직임을 하지 않고 방치하면

관절은 굳어짐. 

문치연 손상의 치유법(물리학과 손상 생리학의 통합)

안정성(stability)

동적 안정성(dynamic stability)

인체 부정렬( human body mal-alignment)

인체 정렬(human body alignment)

세밀한 단계별 운동강도 증진치료법(specific graded exercise)

The natural state of the human body is to be in motion!!