무릎넙다리관절을 가로지르는 무릎뼈의 이동경로에 영향을 미치는 인자
- 무릎넙다리관절에서 자연스럽게 발생한 큰 압박력은 가장 큰 관절표면적에 걸쳐 힘들이 골고루 분산되어야 잘 견딜 수가 있음
- 비정상적인 관절의 일치성 혹은 미세한 구조적 손상을 가지고 있을 경우 무릎뼈의 비정상적인 이동경로(tracking)이 나타남
- 관절접촉 스트레스에 노출되어 퇴행성 병변이나 통증으로 발달할 수가 있으며 무릎넙다리통증증후군이나 뼈관절염을 유발할 수가 있음
무릎뼈 이동경로에 대한 네갈래근의 역할
- 무릎넙다리관절의 생체역학에서 가장 영향을 미치는 것은 넙다리네갈래근에서 생산된 힘의 크기와 방향이다
- 가쪽넓은근(vastus lateralis)에 의해 발생된 가쪽 힘선에 의해 가쪽과 위쪽으로 무릎뼈를 당김
- 무릎넙다리관절통증과 무릎뼈의 과도한 가쪽 이동경로 사이의 의미있는 관계로 인해 Quadriceps Angle은 중요
Quadriceps Angle (Q-Angle, 넙다리네갈래근각)
- ASIS의 한 지점과 무릎뼈의 중심을 연결한 선에 의해 만들어진 네갈래근의 합성된 힘선을 나타내는 선
- 정강뼈거친면의 한 지점과 무릎뼈의 중간지점을 연결하여 만들어진 무릎힘줄의 긴 축을 대표하는 선
- 두 선을 연결하여 형성된 선이 Q-Angle
- 통증없는 일반인의 평균값은 13-15도 (+,- 4.5도) - 넙다리네갈래근의 전체적인 활성은 무릎뼈를 뒤쪽으로 당겨 압박하여 무릎뼈의 움직임 경로를 안정화시킴
- 무릎뼈에 대한 뒤쪽 안정화의 효과
- 무릎뼈가 더이상 넙다리뼈의 융기사이고랑 내에 완전히 맞물리지 못함
- 전체적인 네갈래근에 의해 생산된 최종적인 관절을 안정화하는 힘이 가장 작게 되는 시점인 마지막 20도 폄에서 특히 유용함
무릎뼈에 대한 네갈래근의 가쪽 당김을 자연스럽게 반대하는 요소들
적절한 이동경로 : 가장 적은 스트레스로 가능한 가장 큰 관절 접촉 면적을 가진 상태에서 일어나는 무릎뼈와 넙다리뼈 사이의 움직임
국소요소
- 넙다리네갈래근의 최종적 가쪽당김은 무릎뼈에 대한 활시위(bowstring) 힘을 만들어냄
- Q-Angle이 증가할 수록 접촉면적의 감소를 일으키며 스트레스 증가와 탈구의 가능성을 증가
- 엉덩정강띠나 가쪽무릎지지띠섬유들에서의 과도한 장력은 무릎뼈의 가쪽 당김을 더함 (가쪽지지띠섬유 분리술)
- 융기사이고랑의 가쪽관절면(lateral facet of the intercondylar groove) : 가파른 경사면을 통해 자연스럽게 저항을 제공
- 무릎뼈가 가쪽으로 탈구되기 위해서는 가파른 관절면을 넘어야 함 - 융기사이고랑의 형성이상 혹은 얕아짐은 무릎뼈의 만성 탈구나 과도한 가쪽 이동경로에 대한 위험요소들 중 하나
- 안쪽넓은근(vastus medialis)의 빗섬유들
- 전체적인 네갈래근의 가쪽당김에 대해 균형을 잡는 데 도움이 되는 독특한 방향으로 발달
- VMO의 선택적인 절단은 무릎 가동범위에 대한 안쪽 무릎뼈 안정성에 있어 평균 27%의 상실
- 만성적인 무릎넙다리관절통증이나 만성적인 아탈구 또는 탈구의 병력을 가진 사람들의 경우 VMO의 위축(atrophy) - 안쪽무릎뼈지지띠섬유들(medial paterllar retinacular fibers, medial paterlla ligaments)
- 안쪽 무릎뼈, 넙다리뼈, 정강뼈, 안쪽 반달연골, 그리고 VMO의 밑면을 연결하는 넓고 가는 일련의 섬유들을 포함
- 무릎이 완전 폄되었을 때 안쪽 무릎뼈 안정성의 상실이 50%까지 급격하게 증가할 수 있음
- 부분적으로 부착된 VMO의 활성화에 의해, 인대는 폄 시 팽팽하게 당겨짐
- 무릎뼈는 넙다리뼈융기사이고랑의 뼈 "맞물림"으로부터 비교적 자유롭기 때문에 무릎뼈에 대한 안쪽 안정성에 유용한 도움을 제공해줌
광범위한 요소
- 정강넙다리관절의 극단적인 축돌림이나 과도한 밖웁이에 저항하는 요소들은 무릎뼈의 적절한 이동경로를 허락해줌
- 과도한 밖굽이무릎은 Q-angle을 증가시켜 무릎뼈에 대한 가쪽 활시위 힘을 증가시킴
- 무릎의 증가된 밖굽이
- 무릎 MCL의 느슨함이나 손상에 의해 일어날 수가 있음
- 똑바로 선 자세에서 넙다리뼈의 증가된 모음이 연루된 엉덩관절에서의 만성적 자세에 의해서도 간접적으로 일어남
- 엉덩관절 벌림근육들의 약화, 모음근의 타이트, 안굽이엉덩관절(coxa vara)도 밖굽이무릎의 전조 상황 - 목말밑관절의 과도한 엎침(가쪽들림, eversion)은 체중지지 위치에 있는 무릎에 대해 과도한 밖굽이 부하와 자세를 유발
- 체중지지 위치에서 넙다리뼈는 거의 고정된 종아리에 대해 안쪽으로 돌림함
- 엉덩관절 가쪽돌림 근육들의 감소된 근력
- 신경근육조절
- 엉덩관절 안쪽돌림 근육들의 타이트함
- 과도한 넙다리뼈 앞굽음
- 과도한 정강뼈 비틀림에 대한 보상작용으로 일어남 - 엉덩관절 근육들의 약화가 있을 경우, 과도한 엉덩관절의 안쪽돌림 자세는 엉덩관절 모음과 결합하여 발생함
- 가쪽돌림근육들과 벌림근육들의 자세성 약화는 건강한 여성들에게서 흔히 발생
- 과도한 무릎의 안쪽돌림은 무릎넙다리관절의 통증을 쉽게 유발하는 요소
- Q-Angle과 무릎뼈에 대한 가쪽 활시위 힘을 감소시키지만 역으로 변경시킬 수가 있음
- 목말밑관절(subtalar joint)의 과도한 엎침과 종아리의 과도한 안쪽돌림과 역학적으로 짝을 이룸 - 여성에게서 비정상적 운동형상학과 병리를 가질 경우가 남성보다 더 높음
- 여성에게서 더 큰 Q-Angle, 넙다리뼈 길이에 대한 골반 넓이의 비율이 더 큼
- 더 큰 Q-Angle이 탈구와 통증에서 증가된 발생률을 실제적으로 유발하는 지점으로 입증하긴 어려움
Reference
- Brunnstrom's Clinical Kinesiology
- Clinical Kinesiology and Anatomy by Lippert, Lynn S.
- Kinesiology of the Musculoskeletal System By Donald A. Neumann