임상운동학 제 1 장 역학적 원리 ; 운동학

제 1 장 역학적 원리 ; 운동학     mechanical principles ; kinematics ♣ 생체역학 biomechanics ; 살아 있는 역학을 적용 시킨 것 o 생체역학의 종류 ① 정역학 statics ; 정지 상태에 있거나 일정한 운동 상태에 있는 물체의 운동을 연구 ② 동역학 dynamics ; 가속이나 감속 중에 있는 물체의 운동을 연구하는 학문 ♣ 임상 운동학의 연구 목적 ① 인체의 운동 능력 향상 , 손상 예방 ② 인체의 힘 이애, 치료과정 적절히 조작 ♣ 인체의 동작에 영향을 주는 힘 - 중력, 근장력, 외부 저항과 마찰력 ♣ 운동학 kinematics ; 공간에서 물체의 운동을 연구하는 학문 o 운동학의 종류 ① 골운동학 osteokinematics ; 뼈의 운동에 관한 연구 ② 관절운동학 ; arthrokinematics ; 관절면 사이의 운동을 강조 1. 운동과 체위의 평면상 분류 : 골운동학 osteokinematics ♣ 해부학적 자세 ; anatomic body position o 바로선 자세로 머리, 발가락, 손바닥은 앞으로 향하고 손가락은 편자세 o 시상, 수평, 관상면(인체의 기본면 cardinal plnae)은 인체내에서 서로 수직 이룸 o 3면의 수직축 ; 인체의 중심 (S2의 약간 앞쪽에 위치)에서 교차 1) 관상면 frontal plane = coronal plane o 관상면 (전액면 혹은 XY 면); 전두골 평행, 인체를 전후로 나누는 면 o 운동 ; abduction 외전, 내전 adduction o abduction ; 어느 지절에서 움직이는가에 관계 없이 정중선에서 멀어지는 운동 , Z 축 주위 회전 운동 o adduction ; 정중선에 가까워지는 운동, Z 축 주위 회전 운동 2) 시상면 sagittal plane o 정중면 YZ 면 ; 수직, 인체를 좌우로 나누는 면 o 운동 ; 굴곡 flexion , extension 신전 o flexion ; 관절의 각도 작아지거나 두 지절이 서로 접근하는 운동, X 축 주위의 회전 운동 o extension ; 관절의 각도 크게 하는 운동 , X 축 주위의 회전 운동 3) 수평면 horizontal plane = transverse plane o 횡단면, 혹은 XZ aus ; 인체를 상하로 구분 o 회전 운동 ; 수평면에서 수직인 Y축 주위에서 발생 o 내회전 internal rotation = medial rotation : 인체의 앞쪽을 향하는 회전 운동, pronation(forearm) o 외회전 external rotation = lateral rotation : 인체의 뒤로 향하는 회전 운동, supintion(forearm) 4) 특수한 경우 special cases ⑴ 이차적인 면 ; 시상면, 관상면, 수평면은 인체의 중심 COG 이외의 다른점을 지나게 놓는 것 예) hip joint ; 관절 중심이 세면에 놓이도록 하는 것 ⑵ 운동 정의하기 위한 좌표 ① hand 에서의 시상면 ; 3rd. finger 의 장축과 나란히 foot 에서의 시상면 ; 2nd. toe 의 장축과 나란히 ② wrist jt ; 외전 - 요측 편위 radial deviation , 내전 - 척측 편위 ulnar deviation ③ ankle jt ; flexion - plantar flexion, extension - dorsiflexion ④ thumb ; palmar에서 90°rotation 있음(특별한 경우) - flexion , extension ; frontal plane, - abduction, adduction ; sagittal plane 5) 각도 측정 goniometry o 관절에 좌표계를 사용하여 관절의 각 면에서 나타나는 운동 정도를 측정하는 것 o 개인의 정상적인 운동 범위는 뼈의 구조, 근육 발달, 체지방, 인대의 상태, 성별, 나이에 따라 차이 있음 6) 정상적인 끝느낌 normal end- feel o end feel = physiologic end feel 끝느낌 혹은 생리적인 끝느낌 o hard (단단함), 팽팽함 firm, 부드러뭄 soft 로 기술 ⑴ hard ; 뼈에 부딪히는 느낌, bony end- feel : 뼈와 뼈가 서로 부딪쳐 운동이 정지시 경험 예 elbow extension ⑵ 팽팽함 , 스프링이 늘어나는 느낌 ; 인대, 관절낭, 근육 조직에 의해 운동 제한이 올때의 느낌 예) wrist flexion ⑶ 부드러운 끝느낌 : 인접한 연부조직 상호간의 접촉에서 유발 예) elbow full flexion 시에 humerus 와 forearm 의 접촉 ⑷ 병적인 끝느낌 : 운동 범위 끝에서 아닌 다른 부위에서 발생, 관절의 특징이 아닌 끝느낌 예) 텅빈 끝느낌 empty end - feel ; 저항 느껴지지 않고 통증 호소 유형 2. 회전 운동과 병진 운동 rotary and translatory motion o 축을 중심으로 일어나는 운동 - 회전 운동 rotary motion, 각운동 angular motion, 회전 rotation명명 ♣ 회전 운동 : 고정된 축에 대하여 일어나는 운동, 지절 위의 모든 점이 원의 호를 따르며 일어나며 원의 중심은 관절의 축이 됨, 굴곡, 외전, 신전, 내전 등이 연합되어 연속적으로 일어나는 운동 ♣ 회선 운동 : 수평면에서 장축을 중심으로 아크를 그리면서 도는 운동 ♣ 병진 운동 translatory motion : 물체 위의 각 부분이 나란하게 이동 하는 것 - 직선운동 linear motion, 곡선 운동 curcilinear motion o 인체에서는 순수한 병진 운동 거의 없다, 예- 자동차, 휠체어 타고 이동할 때 o 복합된 회전 운동은 인체 지절의 병진 운동 가능 예 - hand의 motion 1) 자유도 degree of freedom : 관절의 각운동 angular motion이 효과적인 곡선운동으로 전환되는 인체의 능력 ⑴ 자유도 1 : 한면에서 운동이 가능한 관절은 하나의 축을 가짐 o IP jt, elbow jt : flexion, extension o radioulnar jt : supination, pronation ⑵ 자유도 2 : 관절이 두 개의 축을 가지고 두면에서 운동이 가능(회선 가능), 과상관절 condyler jt 예)MCP jt , radiocarpal jt - extension, flexion, adduction, abduction ⑶ 자유도 3 : 세 개의 주된 축에 대하여 운동 발생, 축은 관절의 회전 중심 통과함 , ball and socket jt 예) hip jt - 신전, 굴곡, 회전, 외전, 내전 가능, femural head 가 축 axis이 됨, glenohumeral jt ⑷ 순환운동 circumduction : 지절은 원추의 면을 따라 움직이며, 지절의 끝부분은 원형을 그림 - 자유도 2.3 관절의 특징, 자유도 1 관절에서는 일어나지 않는다. ⑸ 최대 자유도 6도 ; 이간 distraction, 직선 활주 gliding 포함, 관절과 관절 사이의 자유도 가중 현상 summation 으로 인하여 유연한 이동과 곡선 운동 가능 (종속 운동 accessory motion) 2) 운동 연쇄 kinematic chains = 운동 사슬 o 연속 되어 있는 지절은 연결하는 몇몇 관절의 결합으로 운동 연쇄 구성 o 원위 지절은 근위 지절에 비해 높은 자유도 가짐 3) 개방성과 폐쇄성 운동 연쇄 open and close kinematic chains ⑴ open kinematic chains : 근위 분절 고정, 원위 분절에서 운동이 일어나는 운동 의미, 원위 지절 운동 자유로운 분절이 독립적으로 움직 일 수도 있고 전혀 그렇지 않을 수도 있다. 예) 상지 - 섭식 자세 ⑵ close kinematic chains : 원위 지절은 고정, 근위부에서 운동 일어남 , 한분절의 움직임은 모든 분절을 움직임 예) 턱걸이, 서있을 때, 의자에 앉아 있을 때 o 의자에 앉는 경우 : foot 고정, 다리 배측 굴곡(앞으로 움직임), 대퇴: 슬관절 굴곡(다리에 접근), 고관절 굴곡(골반은 대퇴에 접근), o 보행 , 계단 오르는 동작 : 지지기 동안 폐쇄성 , 유각기 동안 개방성 운동연쇄로 교대 되는 예 o 의자에서 팔걸이를 손으로 밀면서 일어설 때 : 휠체어 내에서 몸통 틀기 : hand 고정, forearm 고정된 손에 대하여 운동 발생 , elbow extension, 상완, 전완 멀어지고, 몸통 쪽 으로 움직인다. shoulder adduction o 상지에서의 폐쇄성 운동의 예 : 목발 보행, 침대 위에 매어 놓은 로프 사용하여 몸을 일으키는 동작 ⇒인체의 한 부분에서 운동 발생시 다른 부위에서는 개방성, 폐쇄성 운동 발생 4) 임상 적용 clinial applications o 관절에서 병적인 운동 제한 인지 : 부종 edema, 통증 pain, 연부조직의 단축 shortening o 운동 연쇄에서 자유도의 수는 많은 기능을 하게끔 유지 3. 관절 운동학 arthrokinematics o 뼈 원위부의 운동 방향 osteokinematics 에 관한 관절면의 운동과 관계 1) 타원 관절과 안상 관절면 ovoid and sellar joint surfaces ⑴ 타원 관절 ; 관절은 계란처럼 만곡의 반경이 서로 다른 타원형 o 마주보는 관절면은 convex - concave 형태로 짝을 이룸, 짝을 이룬 타원형의 관절면은 다른쪽의 관절 면 보다 크다. 장점 - 관절 크기의 감소, 관절면이 경제성을 가지고 큰 범위 운동 수행 가능 예) GH Jt, knee Jt, IP Jt - 적은 움직임으로 큰 ROM의 이득 ( knee gliding, sliding) ⑵ 안상 관절 saddle jt ; 관절면이 오목, 볼록한 면 동시에 가짐, 예) 무지의 수근 중수 관절 CMC Jt, 주관절, 흉쇄관절, 거퇴관절talocrural Jt 2) 관절면의 운동 movements of joint surfaces o 유형 ; 구르기 rolling of rocking , 미끄러짐 sliding or gliding, 회전 spinning ⑴ rolling(rocking); 한면 위의 연속되는 각각의 점은 다른 면 위의 새로운 점과 1: 1 대응 ⑵ 미끄러짐, 회전 운동 ; 한면위의 동일한 점이 다른 면위의 새로운 점과 접촉 o kenn Jt : extension 20°마지막 단계에서 rolling(rocking), sliding, spinning의 결합으로 발생-순서 - if 만약 femeral condyle 이 rolling(sliding) 운동만 할 경우 →femur dislocation, knee jt 탈구 - 고정된 경골위에서 신전할 경우 구르면서 미끄러짐, 그리고 대퇴의 회전 (경골에 대한 내회전) ←앉은 자세에서 선자세로 일어나는 행동 3) 운동축 joint axes o 역학적 관절에서 처럼 고정 되는 것이 아니고 관절의 위치가 바뀌는데에 따라 변함, 축은 곡선을 그림 o 축의 가장 큰 이동 : knee, elbow, wrist에서 발생 o 운반각 carrying angle : elbow Jt, forearm, supination 시 full flexion에서 extenstion 하면 forearm 이 외측으로 0 ～20 ° 편위되는 생기는 각, 여자가 남자보다 각이 크다 4) 볼록면과 오목면과의 관계 convex - concave relationships o 관절운동학적 운동은 볼록 - 오목의 원리 convex - concave priciples 이용 o convex - concave principles : 볼록한 관절면을 가진 뼈가 오목한 관절면에 대하여 운동을 할 때, 뼈와 관절면의 운동 방향은 서로 반 대 방향으로 움직이게 된다. 반대로 오목한 관절면을 가진 뼈가 볼록한 관절면에 대하여 운동이 일어나 는 경우는 뼈와 관절면의 운동 방향은 같은 방향이다. o shoulder abduction 시에 glenohumeral jt 의 관절와 내에서 humeral head 하방으로 움직임 o 물구나무 서기때는 견갑골이 움직일 때 (폐쇄성 운동 연쇄), 상완골에 대한 관절와는 상방으로 운동함 o knee extension 시에 femur 볼록, tibia의 관절면이 전방 운동, 경골에 대한 대톼과 condyle 후방운동 5) 잠금 위치와 풀림 위치 close - packed and open - packed positions ⑴ 잠금 위치 : 마주보며 짝을 이루는 타원형 관절면은 단지 관절의 어느 한 위치에서 완전히 짝을 이루는 점 , 관절 운동의 마지막 부분에 해당 ♣ 잠금위치의 표현 ① 관절면의 최대 ② 인대의 부착부가 가장 멀어 장력하에 놓임 ③ 관절낭 팽팽 라. 관절은 압박 받음, 이간(분리)어렵게 됨 예) full extension position : elbow, wrist, IP, hip, knee Jt - 적은 근력 가지고 안정성 유지 o ankle Jt - dorsi flexion MCP Jt - 굴곡 위치 (90 도 굴곡시엔 외전운동 발생 안함 ), 물건 움켜질 때 근육의 힘이 손가락의 굴곡하는데 사용되므로 벌어지지 않게 힘을 쓸 필요 없음 (힘의 이점 ) o hip, knee extion이 잠금 위치 - hip, knee contraction 없이 , 또는 약간의 근수축으로 바로 선 자세 유지(체중지지시)하여 에너지 효율성 높임 ⑵ 풀림 위치 : open or loose packed position o 인대의 관절낭 느슨, 관절면의 이간이 가능 distraction, 회전, 미끄러짐, 구르기의 운동 가능 o 관절에 마찰을 줄여줌 6) 종속 운동 accessory motions ⑴ 정의 : 굴곡, 외전 같은 각운동 angular motion에 첨가하여 수동적으로 수미리미터 정도의 선운동, 이 약간의 운동을 의미함 = joint play (관절가동) o 수의적 유발 불가능, 근육의 이완과 검사자에 의한 수동 운동으로 가능 o 관절이 유연하게 정상적인 기능수행에 필수이며 관절에 통증 or 운동제한 발생시 평가, 치료에 이용 ⑵ 관절기능 장애의 정의 - MEnnell o 정의 : 정상적인 joint play 가 일어나지 않는 상태 o 발생되는 악순환 ① 관절이 자유롭게 움직이지 못할 때 그 관절을 움직이는 근육은 자유로울 수 없고 ② 그들이 움직이는 관절이 자유롭게 움직이지 않을 때 근육은 정상적으로 회복될 수 없으며, ③ 정상적인 근육 기능은 정상 관절 운동에 달려 있고 ④ 손상된 근육 기능은 지속 , 관절의 퇴화 가중시킨다. 7) 임상 적용 ⑴ 관절운동학의 원리 : 저운동성 혹은 연부조직 통증에 관절가동성 기술 적용, 관절 구조의 완전성 평가에 기초가 됨 o 인대나 관절낭은 관절의 풀림위치에서 수동적인 종속 운동 제한 o 인대가 절단, 늘어나게 되면 인대가 조절하는 종속운동은 과운동성 유발 o 인대나 관절낭에 급성 염증시에는 종속운동은 통증유발 , 저운동성 상태 ⑵ 역학적 원리 ; 운동학 kinematics 실습 ① 볼록 - 오목 원리 convex- concave principle; 중수골의 굴곡 신전 ② 잠금 위치와 풀림 위치 close - packed and open packed ; 중수골 고정, 지골 움직임 ③ 종속운동 accessory motions - 중수골 고정, 관절을 풀림위치 유지, 수동 운동 수행, 피검자 이완 ④ 이간 distraction : 부드럽게 지골을 원위로 1-2mm 당긴다. 피검자는 다른손의 인지로 관절 간격 촉지 ⑤ 전후 활주 anterior & posterior glides : 지골을 각운동(굴곡, 신전)없이 위, 아래로 수동으로 움직임