척추 운동 분절(vertebral motion segment) : 위, 아래로 인접한 척추와 그 사이의 추간판과 인대 구조로 구성
규칙에 의해 위쪽 척추의 움직임은 아래쪽 척추와 관련하여 검사
생체역학적 연구에서는 일반적으로 좌표 체계를 주로 사용
이마면 (coronal plane) - XY면
시상면 (sagittal plane) - YZ면
수평면 (horizontal plane) - XZ면 - 축의 주위를 돌리는 것과 축을 따라 이동할 수 있는 능력으로 각각의 척추는 6도의 자유도(degree of freedom)을 가짐 - 돌림움직임(overturning), 전이움직임(translatory movement)으로 설명할 수가 있음
앞쪽굽힘 Foward Bending
앞세로인대(anterior longitudinal ligament)는 느슨해짐
뒷쪽 압박은 척추원반에 주어짐
뒤세로인대(posterior longitudinal ligament)는 황색인대(ligamentum flavum), 가시사이인대(interspinous ligament), 가시위인대(supraspinous ligament)와 함께 보다 더 팽팽해짐
가로돌기는 아주 길며 관자뼈(temporal)의 꼭지돌기(mastoid process)의 끝과 아래턱뼈각(mandible angle) 사이 공간에서 쉽게 촉진
뒤통수고리관절(occipitoatlantal articulation)의 일차적인 운동은 앞굽힘(forward bending), 뒷굽힘(backward bending) - 반대쪽으로 짝을 이룬 옆굽힘과 돌림의 작은 움직임이 있음 - 계속적으로 유일한 고나절과 인대에 의해서 조절 - 고리뼈위에 있는 뒤통수뼈관절융기의 왼쪽돌림은 오목면 위에 있는 오른쪽 뒤통수뼈관절융기와 고리뼈의 수렴(convergent)된 오른쪽 관절돌기는 앞쪽 전위(anterior displacement)와 연관있음 - 고리뼈위에 있는 뒤통수뼈관절융기의 왼쪽돌림은 볼록면 위에 있는 왼쪽 뒤통수뼈관절융기와 고리뼈의 분산(divergent)된 왼쪽 관절돌기는 뒤쪽전위(posterior displacement)와 연관있음
뒤통수가 왼쪽으로 돌아갈 때 왼쪽 관절주머니가 긴장되며, 이떄 뒤통수뼈 관절돌기는 왼쪽으로 전위되고 그 결과로 오른쪽으로 옆굽힘(side bending)이 나타난다
중쇠뼈(축추, axis)
중쇠뼈의 윗부분은 비전형적인 특성을 나타내며 아래부분은 보다 전형적인 특성을 나타냄
C1과 C2 사이에는 척추원반(추간판, intervertebral disk)이 없다
척추뼈몸통은 치아돌기의 위를 얹고 있으며, 치아돌기는 발달학적으로 고리뼈몸통의 잔여물
치아돌기의 전면은 중쇠뼈 전공의 뒤쪽부위와 관절을 이루고 잇으며, 치아돌기의 뒤쪽부위는 치아돌기의 안전을 위해 고리가로인대와 관절면을 이루고 있음
위관절돌기는 위쪽으로 볼록하고 앞쪽과 뒤쪽까지 아래쪽으로 경사지어 있다.
바깥쪽보다 안쪽이 더 높으며 외형은 양쪽 어깨모양과 유사
C2의 가시돌기는 아주 길며 목 부위에서 쉽게 촉진되는 가시돌기 중 하나
치아돌기/C1 관절 뿐만 아니라, C0/C1과 C1/C2의 관절돌기의 기하학적인 모양은 고리중쇠관절에 대해 다양한 움직임과 형태를 강화
중요한 움직임은 회전작용
각 방향에서 고리뼈가 돌림작용을 할 때 고리뼈의 아래관절면은 중쇠뼈의 위관절의 볼록모양의 대부분 윗면이 아래방향으로 움직임
중쇠뼈의 위관절돌기에서 고리뼈의 아래관절돌기의 아래방향으로 나선형운동을 허용하게 함.
전형적인 목뼈 Typical Cervical Vertebrae
C2의 아래쪽 면에서 시작해서 목등뼈 연접부까지 형태가 전형적으로 나타남
다음과 같은 특징을 가지고 있음
척추뼈몸통은 뒤고리와 비교했을 때 상대적으로 작다
윗면은 앞쪽에서 뒤쪽으로 볼록하며 바깥쪽으로 오목하다
아랫면은 앞쪽에서 뒤쪽으로 오목하며 바깥쪽으로 볼록하다
두 개의 전형적인 척추뼈몸통은 척추원반(intervertebral disc)에 의해 연결이 되면, 그 형태는 일반적인 관절과 유사
척추뼈몸통의 뒤가쪽 가장자리 부분에서 루시카(Luschka)의 갈고리돌기관절(uncovertebral joint)라는 작은 윤활관절 - 다른 부위에서는 퇴행성 변화로 척추관(intervertebral canal)에서 퇴화
척추뼈고리뿌리(pedicle)은 상당히 짧으며 관련된 척추워반의 지붕과 바닥의 역할을 함
관절기둥(articular pillars)은 상대적으로 큰 편이며 목의 뒤가쪽에서 쉽게 촉진할 수가 있음
돌기사이관절은 상대적으로 편평하며 45도를 이루면서 뒤쪽과 위쪽으로 향하고 있음
관절돌기의 형태, 방향과 척추뼈몸통 사이의 일반적인 관절의 특징에 따라 전형적인 목뼈분절의 가능한 움직임을 결정하는 경우가 대부분
척추뼈고리판(laminae)은 편평하고 가시돌기는 C7을 제외하고 두갈래로 나뉘어있음
양쪽에 각각 가로돌기 구멍이 있어 척추동맥이 지나가는 통로가 됨
가로돌기의 끝부분은 두갈래로 나뉘어져서 목의 깊은 근육의 부착점을 제공함
양측의 척추사이구멍(intervertebral foramen)은 각각 난원형(ovoid)이며 위쪽은 척추뼈고리뿌리의 아래모서리, 앞쪽으로는 추간원반의 뒷면과 루시카(Luschka)의 갈고리척추관절(uncovertebral joint), 아래쪽은 아래에 위치한 척추뼈고리뿌리(pedicle) 윗면과 뒤쪽으로는 돌기사이관절의 앞쪽으로 경계지어짐
척추관은 목뼈 영역에서 상대적으로 크며 이는 척수의 목뼈팽대 위에 필요한 공간으로 제공됨
한쪽 방향으로 나타나는 옆굽힘은 항상 반대쪽 방향으로 돌림작용과 함께 짝운동이 작용한다.
등뼈 Thoracic Vertebrae
척추뼈몸통이 아래 분절로 갈수록 다소 커지며, 갈비뼈머리(head of the ribs)와 관절하기 위해 독특한 특징을 가짐
T1은 양쪽에서 제1갈비뼈머리와 관절하기 위해 뒤바깥쪽으로 단관절면을 가지는 것을 볼 수가 있음
T1의 아래쪽에서 반관절면(demifacet)을 볼 수가 있음
척추원반과 함께 각 갈비뼈 머리의 관절오목(articular fossa)이 관절하고 있음
척추돌기사이간관절은 방향이 수직(시상)면이고, 위관절면은 뒤바깥쪽으로 향해있음
T1, T2의 위쪽관절면은 위쪽 이마면의 관절면(-60도)이 매우 특징적이지만, 점차 T12 관절면은 뒤쪽과 안쪽으로 감소
갈비뼈가로관절(costotransverse articulation)을 형성
가로돌기는 T1의 끝부분이 가장 넓고, 내려갈수록 점차 좁아져서 T12에서 제일 좁음
척추뼈고리판은 겹쳐져서 가시돌기와 연결되며 가시돌기도 위에서 아래로 겹쳐서 내려옴
가시돌기의 끝은 상당히 길고 서로 겹쳐져 있으며 특히, 아래 중간 부위에서 더욱 겹쳐져 있음
"3의 법칙" - 쉽게 가로돌기를 자리잡게 하기 위함 - T1에서 T3의 가시돌기는 관련된 가로돌기와 함께 같은 척추몸통 수준에서 촉진 - T4에서 T6의 가시돌기는 관련된 가로돌기보다는 척추몸통 수준의 아래척추 1/2 부위에서 촉진 - T7에서 T9의 가시돌기는 관련된 가로돌기보다는 완전히 척추몸통 수준의 아랫부분에 위치 - T9에서 T12의 가시돌기는 관련된 가로돌기와 같은 척추몸통 수준에서 촉진
이론적으로 다양한 방향으로 움직임의 자유도가 많음
갈비뼈, 복장뼈는 현저하게 이러한 움직임을 제한함
(고찰연구)등뼈의 중립적인 자세에서 옆굽힘과 돌림의 짝운동에 대해서는 일관성 있는 짝운동 패턴을 보여주지 않음
(해부학적, 임상적, 실험적) 어느 정도의 짝운동 패턴의 일치를 보여주고 있음
짝운동 기전은 갈비뼈우리(rib cage)의 영향에 대해 설명 없이는 완성될 수가 없음
위분절 아래 반관절면(semifacet)에 갈비뼈가 부착되어있는 척추분절이 굽히면, 위 분절은 앞으로 움직임
이러한 기전은 윗면을 전방으로 움직이게 하는데, 이 때 손상받은 갈비뼈의 앞쪽돌림 또는 안쪽돌림을 동반
상위분절의 하부 단관절면에 갈비뼈가 부착되어 있는 척추부넞ㄹ이 폄운동하면 상위분절은 뒤쪽으로 움직인다.
이러한 기전은 윗면을 후방으로 움직이게 하는데 이 때 손상받은 갈비뼈는 뒤쪽돌림 또는 바깥쪽돌림을 동반한다
갈비뼈우리로 인한 움직임의 제한 때문에 등뼈의 굽힘과 폄은 관절면의 운동각을 재빨리 조절 할 수 있게 한다.
앞쪽 또는 뒤쪽으로 굽혀진 상태에서 옆굽힘은 반대쪽으로 짝운동이 일어남
기능장애가 없는 앞-뒤 각도의 변화에서는 등뼈의 옆굽힘은 유연한(flexible rod)처럼 되며 반대방향으로 돌림 짝 운동이 일어남
이러한 움직임이 존재하는 까닭은 바로 선 자세에서는 관절면이 잘 조절되지 않기 때문
갈비의 바깥쪽에서 압박/분리되는 힘에 대응하여 볼록한 쪽에 있는 갈비뼈가 안쪽돌림되고, 오목한 쪽에 있는 갈비뼈는 바깥돌림되기 때문이다.
이러한 갈비뼈의 염전은 갈비척추관절(costovertebral joint)과 척추뼈몸통 속으로 반대쪽 회전 힘을 발생시키게 함
기능장애가 없는 앞-뒤 각도의 변화에서는 등뼈의 돌림은 재빨리 관절면의 조절이 일어나게 한다.
T5에 대한 T4의 오른쪽 돌림은 오른쪽 5번째 갈비뼈를 뒤쪽으로 뒤틀림 시킨다. T4의 오른쪽 아래반관절면을 뒤쪽으로 이동하게 하며, 왼쪽 5번째 갈비뼈를 앞쪽으로, T4의 왼쪽 아래반관절면을 전방으로 이동하게 한다.
돌림에 대한 갈비뼈의 영향은 잡아당기는 힘을 오른쪽 가로돌기에 작용하게 함
위쪽 갈비가로돌기인대(costotransverse)를 통하여 일어나며 돌림방향 쪽으로 오른쪽 옆굽힘을 추가로 일어나게 함
허리뼈 Lumbar
척추뼈몸통이 크고 체중부하도 더 받게 됨
가시돌기는 뒤쪽으로 돌출되어 있으며, 이는 넓게 둥글게 그리고 쉽게 촉진되도록 구성
가로돌기는 옆으로 돌출되어 있으며 L3까지는 넓은 범위에 구성
돌기사이관절의 위쪽 관절면은 볼록하며 아래쪽 관절면은 오목함
위쪽 관절면은 뒤쪽과 안쪽으로 향하고 있어 옆굽힘과 돌림의 양을 제한
관절면의 방향은 관절면의 조절을 유도하지만, 반면에 생리적인 폄 작용은 척추뼈 몸통의 움직임을 조절 유지하도록 허용
Tropism의 부재는 척추 기능장애, 또는 척추의 앞뒤 각도의 변화를 일으켜서 옆굽힘 시 반대방향으로 돌림을 일으키는 짝운동 일어남
허리척추 분절은 큰 척추웉너반과 수직으로 향한 관절면을 가짐
옆굽힘의 힘은 척추사이원반(disc)을 볼록한 쪽으로 움직이게 함
오목한 쪽으로 돌림은 척추사이원반의 압박감을 감소시키며 측방척추인대의 신장을 최소화 함
Tropism의 부재 시에는 척추 기능장애, 또는 척추의 앞뒤 만곡의 각도 변화를 일으킴
척추의 굽힘 자세에서는, 옆굽힘은 재빨리 관절면의 동작을 조절하면서 같은 쪽의 돌림 짝운동을 나타냄
척추의 폄 자세에서는 척추뼈몸통에 의해 유지되며 반대쪽으로 돌림짝운동이 일어남
허리뼈에서는 비중위 짝운동이 나타나는데, 자유도의 감소가 까닭임
몸통을 같은 쪽으로 앞쪽굽힘, 옆굽힘 및 돌림을 하면 어떤 추가적인 움직임이 허리뼈에서 일어나며 허리염좌, 돌기사이관절 기능장애, 척추원반(추간판) 핵 파열, 또는 현저하게 압박된 원반(disc)의 섬유론에서의 핵의 뒤바깥쪽 돌출의 위험요소가 됨
엉치뼈 Sacrum
다섯 개의 서로 연결된 엉치뼈로 구성
엉치엉덩관절(SI joint)는 관절공간, 윤활주머니와 관절연골을 가진 관절성관절(arthrodial joint)
관절모양은 L자 형태로 짧은 위팔(upper arm)과 긴 위팔(long arm)으로 이루어져 있음
대부분 S2 부위에서 관절면은 함몰되어 있으며, 상대적으로 엉덩뼈는 돌출되어 있음
엉치엉덩관절은 현저하게 편평하며 관절면이 편평하여 전단력(shear forces)에 대해 저항하는 능력이 결여
엉치뼈는 지속적인 근육 작용과 인대의 긴장력을 요구하며 쉽게 손상받는 것을 보호하고 기능을 가능하게 하도록 함
엉치엉덩관절운동은 양쪽 엉덩관절과 양쪽 엉치엉덩관절에서 엉치뼈의 움직임이 나타남
엉치뼈의 움직임은 허리뼈의 폄을 일으킴
엉치뼈의 앞쪽 구부림은 관절의 짧은 팔을 따라 앞쪽으로 활주하고, 긴팔을 따라 아래쪽으로 활주함
앞쪽 구부림은 엉치뼈의 안정성을 주는데 엉덩뼈의 안쪽 압박을 생성하기 때문
뒤쪽 구부림은 양쪽 엉덩뼈 사이의 엉치뼈 뒤쪽 움직임
엉치뼈의 움직임은 허리뼈의 굽힘을 일으킴
엉치뼈의 뒤쪽 구부림은 엉치뼈가 쉽게 손상받을 수 있는 전단상태에서 unlocking을 만들며, 엉덩뼈 압박으로부터 보호
엉치뼈의 세 번째 움직임은 축돌림(axial rotation)
엉치뼈의 움직임을 뒤틀림(torsion)이라고 하며 옆굽힘과 반대쪽으로 돌림을 가진 짝운동을 나타냄
복잡하고, 다축성(poyaxial) 뒤틀림 움직임은 나선축(oblique axis)를 가지고 일어남
엉치뼈의 뒤틀림 움직임의 생체역학은 잘 알려있지 않음데도 가설적으로 왼쪽 오른쪽 나선축은 움직임을 잘 설명해줌
앞쪽 뒤틀림운동은 생리학적으로 허리뼈의 폄과 옆굽힘을 가지며 보행 시에 생리학적으로 나타남
뒤쪽 뒤틀림운동은 몸통이 앞쪽 굽힘과 옆쪽 굽힘 또는 한쪽으로 돌릴 때 일어남
허리뼈의 옆굽힘과 돌림의 비중위(nonneural) 운동 시 같은 쪽으로 짝운동이 일어나는 결과
몸통이 앞쪽으로 구부리고 왼쪽으로 돌리면 허리뼈의 짝운동은 왼쪽으로 옆굽힘한다. 즉 오른쪽 엉치뼈 바닥은 뒤쪽 구부림으로 움직이고, 엉치뼈는 오른쪽 돌림, 왼쪽 옆굽힘이 됨.
즉, 허리뼈의 굽힘, 왼쪽 옆굽힘, 왼쪽 돌림은 엉치뼈를 왼쪽 나선축에서 오른쪽으로 뒤쪽 뒤틀림 운동을 일어나게 함. 각각의 방향에서 고리뼈가 돌릴 때, 고리뼈의 아래쪽 관절면은 중쇠뼈 위쪽관절의 위쪽 볼록 모양이 아래방향으로 움직임. 이는 중쇠뼈의 위쪽 관절돌기의 아랫방향으로 나선형 운동을 허용하게 함
