발목발허리관절

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발목발허리관절

 

발목발허리관절(tarsometatarsal joints)은 역사적으로 중요한 의미를 지니고 있는데, 특히 나폴레옹 군대의 저명한 외과의사였던 Jacques Lisfranc이 이 부위의 절단 수술을 상세히 기술했기 때문에 리스프랑관절(Lisfranc's joints)이라는 명칭으로도 널리 알려져 있다. 이 관절 복합체는 해부학적으로 매우 중요한 위치에 자리잡고 있는데, 발중간부와 발앞부 사이의 경계를 이루는 5개의 독특한 관절들로 구성되어 있다.

 

이 관절들의 구조를 자세히 살펴보면, 발허리뼈바닥과 발목뼈들 사이에서 정교한 관절 연결이 이루어지는데, 구체적으로는 3개의 쐐기뼈와 하나의 입방뼈의 먼쪽면이 관여한다. 각각의 발허리뼈는 특정한 발목뼈와 짝을 이루어 관절을 형성하는데, 첫째(가장 안쪽)발허리뼈는 안쪽쐐기뼈와, 둘째발허리뼈는 중간쐐기뼈와, 셋째발허리뼈는 가쪽쐐기뼈와 각각 관절을 이룬다. 넷째와 다섯째발허리뼈바닥은 함께 입방뼈의 먼쪽면과 관절을 형성한다.

 

이러한 발목발허리관절들의 관절면은 매우 특징적인 형태를 보이는데, 대부분은 편평한 구조를 가지고 있으나 안쪽에 위치한 2개의 관절면은 약간의 불규칙한 만곡을 나타낸다. 이 복잡한 관절 시스템의 안정성은 세 가지 주요 인대 구조물에 의해 유지되는데, 이는 발등인대, 발바닥인대, 그리고 뼈사이인대를 포함한다. 특히 주목할 만한 점은 첫째발목발허리관절만이 완전히 발달된 관절주머니 구조를 가지고 있다는 것이다. 

 

운동형상학적 고려사항

 

발목발허리관절들은 발앞부의 기초가 되는 바닥관절(base joint)로서 매우 중요한 생체역학적 기능을 수행한다. 이 관절들의 구조적 특징 중 가장 주목할 만한 것은 둘째 발가락선의 바닥부가 안쪽과 가쪽쐐기뼈 사이에 쐐기와 같이 단단히 끼워져 있다는 점인데, 이로 인해 둘째와 셋째발목발허리관절의 가동성이 현저히 제한된다. 이러한 구조적 배열은 손의 둘째와 셋째 손가락선과 유사한 방식으로 작용하여, 발의 둘째와 셋째 발가락선이 발 전체의 세로 방향 안정성을 효과적으로 제공하게 된다. 이러한 구조적 안정성은 특히 발앞부가 밀기(push off) 동작의 역학적 준비를 하는 후기 디딤기 단계에서 매우 중요한 역할을 한다.

 

관절의 가동성 측면에서는 첫째, 넷째, 그리고 다섯째발목발허리관절이 가장 큰 운동 범위를 보이며, 특히 첫째(가장 안쪽) 관절에서 그 정도가 가장 두드러진다. 걷기 동작 중에 관찰되는 첫째발허리발가락관절의 움직임은 주로 시상면에서 일어나며, 약 10도 정도의 움직임이 일반적이다. 반면, 다른 운동면에서의 움직임은 상대적으로 제한적이다.

 

보행 주기의 초기에서 중간 디딤기 동안, 첫째발목발허리관절은 약 5도 정도의 발등굽힘을 수행한다. 이러한 움직임은 두 가지 힘의 상호작용에 의해 발생하는데, 하나는 체중이 쐐기뼈 영역을 아래쪽으로 누르는 힘이고, 다른 하나는 지면이 첫째 발가락선의 먼쪽 끝부위를 위쪽으로 미는 반발력이다. 이러한 복합적인 움직임은 안쪽가로활의 점진적인 하강과 밀접하게 연관되어 있으며, 이러한 활의 하강 메커니즘은 발에 가해지는 체중부하로 인한 스트레스를 효과적으로 분산시키고 흡수하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 반면, 보행 주기의 후기 디딤기(밀기) 단계에서는 첫째발목발허리관절이 약 5도 정도의 빠른 발바닥쪽굽힘을 실행한다. 이 움직임은 주로 긴종아리근의 수축력에 의해 조절되며, 이로 인한 첫째 발가락선의 발바닥쪽굽힘은 발의 안쪽 기둥을 미세하게 단축시키는 효과를 가져온다.

 

이러한 구조적 변화는 안쪽세로활의 상승을 촉진하며, 이는 발중간부와 발앞부가 보행 주기의 이 단계에서 경험하는 증가된 부하에 대응하여 활(그리고 발의 안쪽 기둥)의 안정성을 향상시키는 중요한 메커니즘으로 작용한다. 현재까지의 연구들은 다소 전통적이고 일부 미해결된 부분이 있지만, 대다수의 문헌에서는 첫째발목발허리관절의 자연스러운 운동형상학적 특성, 특히 역학적 짝지음(coupling) 현상에 대해 상세히 기술하고 있다. 이러한 짝지음 현상에서 특히 주목할 만한 점은 발바닥쪽굽힘 시 약간의 가쪽들림이 동반되고, 발등굽힘 시에는 약간의 안쪽들림이 수반된다는 것이다. 이러한 복합적인 운동 패턴은 특히 비체중지지 상태에서의 측정 시 자연스럽게 관찰된다.

 

하지만 이러한 움직임의 조합은 전통적인 엎침이나 뒤침의 정의와는 차이가 있어 비전형적인 움직임으로 분류된다. 그럼에도 불구하고, 첫째발목발허리관절의 이러한 독특한 운동 특성은 매우 유용한 기능적 이점을 제공한다. 예를 들어, 발바닥쪽굽힘과 가쪽들림의 복합적인 움직임은 발의 안쪽면이 불규칙한 지면에 더욱 효과적으로 적응할 수 있게 해준다. 이러한 움직임 패턴은 마치 엎침된 손이 큰 구형 물체를 잡으려 할 때 보이는 엄지손가락의 동작과 매우 유사한 특성을 보인다.

 

현재까지의 연구에도 불구하고, 이러한 비전형적인 움직임의 조합이 실제 보행 중 발의 전반적인 운동형상학과 어떻게 기능적으로 연관되는지에 대한 정확한 메커니즘은 아직 완전히 규명되지 않은 상태이다.