관절가동술과 힘·모멘트의 이해 : 임상 적용의 핵심

이때 치료사는 앞에서 언급한 것처럼 하나의 뼈는 고정하게 되고 다른 하나의 뼈가 움직이게 된다. 이때 치료사는 관절운동형상학적인 움직임에 집중을 하게 된다. 결과적으로 한 손은 오목한 표면으로 뼈를 고정하게 되고 다른 한 손은 제한된 뼈운동형상학적 움직임의 반대 방향으로 볼록한 관절 표면을 가동화 시킨다. 양손은 항상 최대한 관절면에 가깝게 잡는 것이 중요하다. 그림에서 뼈의 움직임이 벌림이고 이 때 벌림의 제한이 있다고 가정하였을 때 치료사는 뼈를 위쪽방향으로 들어 올려 관절의 가동성을 증가시키는 것이 아니라 뼈의 움직임과 반대방향으로 관절가동화를 시켜 벌림을 증신시키게 될 것이다. 잠금위치(close-packed position)는 관절면들이 가장 일치되어 가까운 상태이며, 관절주머니와 인대들은 가장 단단하게 된 상태이다. 이러한 자세에서는 관절면의 신연이 발생할 수 없고 수동적인 움직임이 거의 발생하지 않는다. 열림 위치(loose-packed position)는 인대와 관절주머니가 비교적 느슨해져 있어 수동적인 움직임들이 쉽게 발생한다. 관절은 대부분 가동범위의 중간범위에서 인대와 관절주머니가 가장 느슨한 형태를 보인다. 열림 위치는 침상 안정과 같이 환자가 오랜 기간 동안 고정되어지는 자세에서 선호되는 위치이다. 관절가동술의 적용하는 양을 등급으로 나눌 때에는 두 종류의 방법을 사용한다. 등급 I : 작은 진폭의 주기적인 진동을 가동범위의 처음에 시행한다. 등급 II : 큰 진폭의 주기적인 진동을 가동범위 내에서 실시하지만, 한계에는 도달하지 않는다. 등급 III : 큰 진폭의 주기적인 진동을 이용 가능한 가동범위의 한계까지 실시하고, 조직저항이 일어날 때까지 압력을 가한다. 등급 IV : 작은 진폭의 주기적인 진동을 가동범위의 한계까지 실시하고, 조직저항이 일어날 때까지 입력을 가한다. 힘과 모멘트는 대표적인 벡터량이며, 이들은 그림에서 화살표로 표기되는데, 이 화살표의 방향이 중요한 의미를 갖는다. 본 단락에서는 화살표의 방향에 대해서만 설명할 것이고, 나머지 물리학적 개념은 본 장에서 다루지 않을 것이다. 먼저 힘은 직선 형태의 화살표로 그려지고, 반면 모멘트는 회전 형태의 화살표로 그려진다. 인체에 작용하는 힘은 크게 내적 힘과 외적 힘으로 구분할 수 있다. 먼저 내적 힘이란, 인체 내에서 발생하는 힘으로써 근수축에 의한 힘, 즉 근육이 대표적이고, 관절반응력도 내적 힘에 해당된다. 외적 힘은 외부에서 인체에 적용하는 힘이며, 대표적인 것으로는 중력, 지면반발력, 그리고 하중(타인 및 기구에 의한 힘)들이 있다. 이런 힘들에 의해 신체가 움직일 때 모멘트가 발생하는데, 이들 모멘트도 내적 모멘트와 외적 모멘트로 구분할 수 있다. 힘과 모멘트에 대한 그림을 볼 때, 여러분이 반드시 알아야 할 것은 그들의 방향이다. 이들 방향은 어떻게 그려지는가? 몇 가지 예를 들어보겠다. 어떤 사람이 가방을 들고 있다고 생각해보자. 이 가방은 지면에 놓여 있지 않기 때문에, 아랫방향인 중력 방향의 힘을 갖지만, 그 가방을 지면에 놓으면, 가방의 힘은 중력방향과 반대되는 방향(위쪽 방향)의 힘을 갖는다. 이와 비슷하게 인체의 무게중심은 중력방향의 힘을 갖고, 그 사람의 지면반발력은 중력과 반대되는 방향의 힘을 갖게 되는 것이다. 이번에는 모멘트의 방향에 대해 설명하겠다. 모멘트도 내적 모멘트와 외적 모멘트로 구분된다. 내적 모멘트의 예는 근수축에 의한 모멘트이기 때문에, 보통 무릎 굽힘근 모멘트(knee flexor moment), 엉덩관절폄근 모멘트(hip extensor moment) 등으로 표기되고, 이들 내적 모멘트에 대한 각각의 외적 모멘트는 무릎 폄 모멘트(knee extenstion moment)와 엉덩관절 굽힘 모멘트(hip flextion moment) 등으로 표기된다. 용어가 약간 헷갈릴 수 있고, 또 여러 가지의 이름으로 사용되기 때문에 용어의 이름을 정확하게 알아야 한다. 위와 같은 용어를 쓰이는 이유는 모멘트가 물체를 회전시키려는 성질, 혹은 회전 상태에 있음을 의미하기 때문이다. 무릎 폄 모멘트는 지면반발력에 의해 발생하는 외적 모멘트로서 무릎을 폄시키는 모멘트이고, 무릎이 폄되려는 불안정한 상태이다. 그래서 이런 불안정한 상태를 안정화시키는 상대적인 모멘트가 발생해야 하는데, 이런 모멘트는 무릎 굽힘근에 의한 모멘트이기 때문에 무릎 굽힘근 모멘트(무릎 폄을 막는 모멘트)라고 한다. 여기에서, 무릎 폄 모멘트와 무릎 굽힘근 모멘트의 방향을 그릴 줄 알아야 하는데, 어떻게 그려야 하겠는가? 방향을 결정하는 방법은 몇 가지 선제 조건을 알아야 한다. 첫째, 외적 모멘트는 지면반발력에 의한 모멘트라는 것을 알아야 한다. 둘째, 지면반발력과 무릎관절의 관계를 알아야 한다. 즉, 지면반발력이 무릎관절 쪽으로 회전하도록 모멘트를 그린다. 지면반발력이 무릎관절 뒤를 지나기 때문에, 무릎 폄 모멘트(외적 모멘트)는 시계방향의 모멘트를 가질 것이고, 이에 상응하는 내적 모멘트는 반대 방향의 모멘트를 갖는다. 여기에서 무릎 폄 모멘트의 크기와 무릎 굽힘근 모멘트의 크기가 동일하다면, 정적 자세를 유지할 것이고, 만약 무릎 폄 모멘트의 크기가 무릎 굽힘근 모멘트의 크기보다 크다면, 무릎이 폄할 것이다.