목말밑관절에서의 엎침 운동형상학

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목말밑관절에서의 엎침

 

걷기 시 발꿈치가 지면에 닿는 순간(heel contact phase) 직후, 발등굽힘 상태의 목말종아리관절과 약간의 뒤침 상태에 있던 목말밑관절은 매우 신속하게 각각 발바닥쪽굽힘과 엎침 운동으로 전환된다. 그래프에서 제시된 데이터는 평균적으로 안정 자세를 기준으로 최대 2도의 가쪽들림을 보여주고 있으나, 증상이 없는 정상인을 대상으로 한 다른 연구들에서는 이보다 훨씬 큰 5~9도의 움직임이 보고되기도 하였다.

 

이러한 문헌상의 불일치는 목말밑관절의 중립(0도) 위치에 대한 정의의 차이, 연구 대상자 수의 변동, 그리고 다양한 측정 방법론적 차이에서 기인한다.  이러한 이유로 인해, 보행 중 "비정상적"인 가쪽들림(엎침)을 정의하는 명확한 기준을 설정하기가 상당히 어려운 실정이다.

 

디딤기 동안 목말밑관절에서 발생하는 엎침(가쪽들림) 운동은 주로 두 가지의 정교한 생체역학적 기전을 통해 이루어진다. 첫 번째 기전은 지면반발력과 관련이 있는데, 발꿈치뼈 후방 중앙부에서 상방 및 약간 외측으로 작용하는 지면반발력으로 인해 발꿈치뼈가 미세하게 가쪽돌림되는 현상이 발생한다. 이와 동시에 발꿈치가 지면에 닿을 때 발생하는 충격은 목말뼈머리를 수평면상에서는 내측으로, 시상면상에서는 하방으로 이동시키게 된다. 발꿈치뼈에 대한 이러한 목말뼈의 상대적 운동은 목말밑관절에서 벌림과 (약간의) 발등굽힘을 유발하며, 이는 엎침의 공식적 정의와 정확히 일치하는 움직임이다.

 

이러한 복잡한 운동을 이해하기 위해서는 느슨하게 결합된 골격 모형을 통한 시각적 관찰이 도움이 될 수 있다. 두 번째 기전은 하지 분절의 회전과 관련되는데, 초기 디딤기 동안 정강뼈와 종아리뼈, 그리고 부분적으로는 넙다리뼈까지 발꿈치 접지 직후에 내측으로 회전하게 된다. 목말종아리관절의 특수한 해부학적 배열로 인해, 내측으로 회전하는 하퇴부는 목말밑관절의 엎침을 더욱 촉진시키게 된다. 다만, 발꿈치가 지면과 접촉하고 있는 상황에서 발생하는 목말밑관절의 엎침이 하퇴부의 내측회전에 단순히 수동적으로 따라가는 것인지, 아니면 오히려 이를 능동적으로 유발하는 것인지에 대해서는 현재까지도 활발한 학술적 논의가 이루어지고 있으며, 두 가지 관점 모두 나름의 과학적 타당성을 가지고 있다고 평가된다.

 

걷기의 초기에서 중간 디딤기 동안 목말밑관절에서 발생하는 엎침 운동의 실제 크기는 평균적으로 약 5도로 비교적 작은 편이며, 이러한 운동은 일반적인 보행 속도에서 약 1/4초라는 매우 짧은 시간 동안 이루어진다. 그러나 이러한 제한된 크기와 빠른 속도에도 불구하고, 이 운동은 근위부에 위치한 다양한 하지 관절들의 운동형상학에 광범위한 영향을 미치게 된다.

 

 

이러한 생체역학적 영향은 걷기의 초기 부하수용기(loading phase) 동안 발뒤부의 엎침 동작을 의도적으로 과장하고 매우 천천히 수행함으로써 명확하게 관찰할 수 있다. 체중부하 상태로 고정된 발에서 종아리를 강하게 그러나 천천히 내측으로 회전시킬 때, 발뒤부(목말밑관절)에서 발생하는 엎침과 이에 동반되는 안쪽세로활의 하강을 뚜렷하게 관찰할 수 있다.

 

내측회전력이 충분히 강력한 경우, 이러한 운동 연쇄는 고관절의 내측회전, 경미한 굴곡, 그리고 내전을 유발하며, 동시에 슬관절에 외반 스트레스를 가하게 된다. 물론 이러한 역학적 과정은 다소 과장된 것이므로, 정상적인 보행 속도에서 일반적인 부하를 받는 상황에서는 이러한 현상들이 완전히 동일한 크기나 양상으로 나타나지는 않는다. 그럼에도 불구하고 하지가 서로 긴밀하게 연결된 운동 사슬을 형성하고 있다는 점을 고려할 때, 과도하거나 적절히 조절되지 않은 발뒤부의 엎침은 역학적으로 연관된 여러 관절에서 하나 이상의 보상적 움직임을 유발할 수 있다는 점을 주목해야 한다.

 

임상적으로는, 초기 디딤기에서 과도한 엎침을 보이는 환자들이 슬관절에 가해지는 과도한 외반 스트레스와 이로 인한 내측측부인대의 과신장으로 인해 슬관절 내측부의 통증을 호소하는 경우가 흔히 관찰된다. 다만, 과도한 엎침이 내측측부인대의 과도한 신장을 일차적으로 유발하는 것인지, 아니면 그 반대의 인과관계가 성립하는 것인지는 아직까지 명확하게 규명되지 않은 상태이다.

 

현재 임상 현장에서는 하지의 과도한 엎침과 과도한 내측회전 사이의 운동형상학적 관련성이 널리 인정되고 있지만, 이들의 정확한 크기와 시간적 순서에 대한 과학적 근거는 아직 확실하게 확립되지 않은 상태이다. 이는 보행 중인 대상자에서 이러한 운동형상학적 관계를 정밀하게 측정하는 것이 기술적으로 매우 어렵다는 점에 기인한다. 또한 운동형상학 자체가 높은 개인간 변이성을 보이기 때문에 표준화된 정의를 내리기가 쉽지 않다. 현재까지 발표된 연구들을 살펴보면, 일부에서는 단일 뼈의 회전 운동만을 분석한 반면, 다른 연구들에서는 인접한 뼈들 사이의 상대적인 회전 운동을 측정하는 등 방법론적 차이를 보이고 있다.

 

이러한 현상들 간의 명확한 인과관계를 밝히기 위해서는 이 분야에서 추가적인 연구가 절실히 요구되는 상황이다. 이러한 관계들에 대한 정확한 이해는 과도하거나 부적절하게 조절되는 엎침과 연관된 통증 증후군들을 효과적으로 관리하기 위한 다양한 운동 치료법과 보조기 적용의 과학적 근거를 제공한다는 점에서 매우 중요한 의미를 갖는다.