인체 움직임의 이해 : 축·면 그리고 관절운동형상학의 핵심 정리

우리가 축을 도식화하는 방법은 여러 방법이 있지만, 크게 2가지이다. 하나는, 물리학과 공학에서 주로 사용하는 방법이고, 다른 하나는 축을 쉽게 표현하는 방법이다. 이들 중 전자를 가장 많이 사용하고 있다. 첫 번째 방법은 수직 방향의 축은 z축으로, 좌우축을 y축으로, 앞뒤축을 x축으로 표현하고 있다. 이런 좌표계를 인체에 적용하면, z축은 발에서 머리쪽으로 향하는 것을 +z축이라 하고, 오른쪽에서 왼쪽으로 향하는 것을 +y축, 뒤에서 앞으로 향하는 것을 +x축이라고 한다. 예를 들어, 치료사가 환자의 뒤에 서서 환자의 움직임을 관찰한다고 하자. 환자가 허리를 오른쪽으로 옆굽힘할 때, 이 움직임은 +x축을 중심으로 시간방향으로 움직이는 것이다. 그리고 이 사람이 허리를 오른쪽으로 돌림할 때, 그 움직임은 +z축을 중심으로 반시계방향으로 회전하는 것이다. 이렇듯, 회전의 방향은 오른쪽과 왼쪽 방향이 아니라, 시계방향과 반시계방향으로 표현해야 한다. 두 번째 방법은 우리가 쉽게 접했던 x축과 y축에다 앞뒤를 관통하는 z축을 추가한 방법이다. 만약 이 방법을 사용하려고 할 때, 미리 이 방법에 대해 언급해야 한다. 관절운동형상학은 관절면에서 일어나는 움직임을 의미한다. 관절의 움직임은 내적 힘(internal force)과 외적 힘(external force)에 따라 움직이지만 관절면의 형태는 움직임을 결정하게 된다. 관절운동형상에서 나타나는 기본 움직임은 굴림, 활주, 그리고 스핀이 있으며 굴림, 활주의 복합된 움직임도 나타나게 된다. 굴림(roll) : 돌림하는 한 관절면에 있는 새로운 점들은 다른 표면에 있는 새로운 점과 점진적으로 접촉하게 되는데 이러한 것을 굴림이라고 한다. 활주(slide) : 한 표면의 한 점은 항상 다른 표면의 새 점과 접촉하게 되는데 이러한 것을 활주라고 한다. 스핀(spin) : 스핀은 한 관절면에 있는 한 점은 이와 마주보고 있는 다른 관절면의 한 점에 대해 돌림을 하게 되는 것이다. 다시 말하면 관절면과 뼈의 세로축을 중심으로 나타나는 움직임을 의미한다. 고정되어 있는 역학적인 축을 중심으로 회전하는 뼈는 순수한 회전이 나타나게 된다. 하지만 이러한 축들은 일치를 할 수도 있고 다를 수도 있다. 뼈운동형상학은 신체에 대해 일어나는 동작들이 3개의 면(plane)과 축(axis)에서 발생한다. 운동면들은 해부학적 자세에서 상황에 따라 설명된다. 시상면(sagittal plane)은 머리뼈의 시상봉합에서 신체를 오른쪽과 왼쪽으로 이등분하며 굽힘과 폄에 관여를 한다. 이마면(frontal plane)은 관상면(coronal plane)이라고 불리기도 하며, 관상봉합과 평행하게 지나는 면으로써 몸의 앞과 뒤를 수직으로 이등분하며 벌림과 모음의 운동에 대해 관여를 한다. 가로면(transverse plane)은 수평면(horizontal plane)이라고 불리기도 하며, 수평면은 몸을 위·아래를 이등분하며 안쪽 및 가쪽돌림에 관여를 한다. 굽힘(flexion) : 굽힘은 해부학적 자세(0도 기준)에서 관절 각도가 증가하는 운동을 의미하며 시상면에서 움직임이 발생한다. 오목법칙(concave rule) : 오목법칙은 오목한 면이 볼록한 면위에서 움직이는 것을 의미한다. 오목한 관절의 면은 항상 뼈와 같은 방향으로 움직이게 된다. 오목법칙의 예로는 손가락을 예로 들 수 있다. 다음 그림은 볼록한 관절면 위에서 오목한 관절면을 가진 뼈가 움직이는 것을 보여준다. 볼록면을 고정하고 오목면의 뼈를 움직이면 움직이는 오목면은 뼈와 같은 방향으로 움직이게 될 것이다. 이 동작은 볼록 뼈머리의 가로축(X) 주위에서 발생하게 된다. 운동 축은 항상 볼록면 위에 있게 된다. 오목법칙에 따르면 오목한 표면이 있는 뼈는 항상 관절 표면과 같은 방향으로 움직이게 된다. 즉, 움직이는 뼈가 오목한 표면을 가지고 있으면 뼈운동형상학적 움직임과 관절운동형상학적 움직임이 같은 방향으로 일어난다. 이때 치료사가 치료하는 동안 하나의 뼈는 고정을 하게 되고 치료사는 다른 뼈의 움직임을 일으키게 된다. 그러나 이때 물리치료사가 중요하게 생각해야 하는 것은 뼈의 움직임이 아니라 관절 표면의 상대적인 움직임에 집중해야한다. 그림에서 뼈의 방향이 굽힘 운동이고 이러한 경우에 굽힘이 제한되면 물리치료사는 움직이는 뼈와 같은 방향으로 오목한 표면을 가진 뼈를 뼈의 운동형상학적인 움직임과 같은 방향으로 관절가동화를 시켜 굽힘을 증가시키게 된다. 볼록법칙(Convex rule) : 볼록법칙은 볼록한 면이 오목한 면위에서 움직이는 것을 의미한다. 볼록한 관절의 면은 항상 뼈와 반대 방향으로 움직이게 된다. 볼록법칙의 예로는 어깨관절의 벌림을 예로 들 수 있다. 움직이는 X의 축은 볼록한 뼈의 머리에 있다. 뼈는 머리의 축을 중심으로 움직이기 때문에 뼈의 먼 쪽 부분은 위쪽으로 이동하고 뼈의 몸쪽 부분은 아래쪽으로 이동하게 된다. 따라서 볼록 관절면의 관절 표면은 뼈의 반대 방향으로 움직이게 된다. 볼록법칙의 운동에서는 볼록한 관절 표면을 가진 뼈가 항상 뼈의 반대 방향으로 움직인다는 것이다. 따라서, 움직이는 뼈가 볼록한 표면을 가지고 있으면 뼈운동형상학적 움직임과 관절운동형상학적 움직임은 반대 방향으로 일어난다.