part2. 운동학

(1) 운동학 분류와 평면·축

① Dynamics(동역학) 하위 분류

• Kinematics(운동학): 운동의 형태 · 위치
  · Osteokinematics: 뼈의 움직임
  · Arthrokinematics: 관절면의 움직임
• Kinetics(운동역학): 운동의 원인 (힘 · 토크)

② 운동 평면 (Plane)

• Sagittal plane (시상면, YZ): Flexion · extension · dorsi · plantar · forward · backward flexion
• Frontal plane (관상면, XY): Abduction · adduction · lateral flexion · eversion · inversion
• Horizontal plane (수평면, XZ): Medial · lateral rotation · axial rotation

③ 운동 축 (Axis)

• Sagittal axis (시상축): +ØZ right lateral flexion / -ØZ left lateral flexion
• Frontal axis (관상축): +ØX flexion / -ØX extension
• Vertical axis (수직축): +ØY left rotation / -ØY right rotation

④ 운동의 자유도 (Degree of Freedom)

• 자유도 1 (1개의 축): Flexion · extension · supination · pronation
  · Pivot · Hinge joint: Atlanto-occipital · elbow · radioulnar · IP · knee · ankle
• 자유도 2 (2개의 축): Flexion · extension · abduction · adduction · circumduction
  · Condyloid · Saddle joint: Radiocarpal · CMC · MCP · MTP
• 자유도 3 (3개의 축): All motion
  · Ball and socket: Hip · shoulder · sternoclavicular

(2) 관절운동학 (Arthrokinematics)

① 관절면 운동 3종

• Roll (구르기): 한 관절면의 새 지점이 다른 관절면의 새 지점에 접촉
  · Convex on concave · Concave on convex 상관없이 rolling은 운동방향과 동일
• Slide (미끄럼): 움직이는 뼈의 관절면이 상대 뼈 관절면의 새 지점으로 이동
• Spin (돌림): 고정된 축을 중심으로 돌림

② Concave-Convex Rule (오목-볼록 법칙)

• Convex on concave: 오목 고정, 볼록 움직임 → sliding 방향과 운동 방향 반대
• Concave on convex: 볼록 고정, 오목 움직임 → sliding 방향과 운동 방향 동일

③ Kinematic Chain (운동 사슬)

• Open Kinematic Chain (OKC)
  · 말단부가 지면에 고정 X · 독립적 관절 운동
  · 각 관절의 독립적 운동 측정
• Closed Kinematic Chain (CKC)
  · 말단부가 지면에 고정 → 인접 관절 함께 운동
  · 관절 협응성 평가 · 증진 운동치료에 유리

(3) 지레 (Lever)

① 제 1형 지레

• 힘과 무게 사이에 축
• 안정의 이점, 기계적 이득과 속력은 중간
• 예시
  · Neck extensor(F) · C0/C1(f) · Skull(W)
  · Triceps brachii(F) · Elbow(f) · Forearm(W)
  · Gluteus medius(지면 다리)(F) · Hip(f) · 올린 다리(W)

② 제 2형 지레

• 무게가 힘과 축 사이
• 힘 팔 > 무게 팔 → 기계적 이득 높음, 속력 느림
• 예시: Brachioradialis(F) · Elbow(f) · Forearm(W)
  · 손에 무게를 들면 3형으로 전환
  · Gastrocnemius(F) · MP(f) · Foot(W)

③ 제 3형 지레

• 축과 무게 사이에 힘
• 무게 팔 > 힘 팔 → 속력 가장 빠름, 기계적 이득 적음
• 인체에 가장 많은 지레
• 예시: Biceps brachii(F) · Elbow(f) · Forearm(W)

(4) 무릎 나사집 기전 (Knee Screw Home)

① 발생 원인

• Femoral medial condyle 형태 (내측 비중 ↑)
• ACL 수동장력
• Quadriceps femoris의 약간 가쪽 당김

(5) 응력-변형 곡선 (Stress-Strain Curve)

① 의의

• 물체에 힘이 가해질 때 받는 긴장 정도에 따른 내적 저항 · 변형 · 길이 변화

② 구성 영역

• Toe region (발끝영역): 초기 영역
• Elastic range (탄성범위)
  · 부하 크기에 따라 긴장 크기가 직선적으로 변하는 구간
  · 부하 제거 시 원래 상태로 회복
  · Strength (강도): 조직이 부하에 견디는 능력
  · Stiffness (강직도)
  · 물질 종류에 따른 탄성 차이
  · Elastic range 내 기울기
  · 비정상적으로 높은 상태: Tightness
• Plastic zone (가소성 범위)
  · Elastic limit 넘어 파손 직전까지
  · 변형 후 원래 상태로 돌아가지 못함
  · Yield point (항복점): 부하 증가시키지 않아도 긴장 증가 지속
  · Ultimate strength (최대강도): Yield point 지나 최대 견디는 긴장점
  · Rupture point (파손점): 최대강도 지나 물체 파괴 지점

③ Creep 현상

• 시간 흐름에 따라 변하는 점탄성 특징
• 압력 · 부하 작용으로 시간 지나며 휘거나 변형
• 영향 요인: 부하 크기 ↑ · 적용 시간 ↑ · 온도 ↑ → 변형 ↑
• 임상 응용: 온열 적용 + 작은 힘 + 지속적 뻗침 → 근육 길이 증가

(6) 자세 이상 증후군

① 전방머리자세 (Forward head posture)

• Round shoulder · 등뼈 Kyphosis 동반
• 운동치료: 턱당김(Chin in) 후 neck extension

② 하부교차증후군 (Lower cross syndrome)

• 운동치료: Weak 근육 강화, Tight 근육 신장

(7) 근육 작용과 척추 만곡

① 근육 작용 분류

• 주동근(Agonist): 운동의 주요 근육
• 길항근(Antagonist): 주동근과 반대 작용
• 협력근(Synergist): 주동근 보조, 원치 않는 운동 억제
• 안정근(Stabilizer): 관절 고정 · 자세 유지
• 동시수축(Co-contraction): 주동근 · 길항근이 함께 수축 → 관절 안정성

② 중력선

• 귓불중앙 → C5-6 → 어깨관절 중심 → 엉덩관절 축 후방 → 큰돌기 → 무릎 앞 → 발목 앞

③ 척추 만곡

• 1차(뒤굽이, C형): 등뼈, 엉치뼈 - 태아기 형성
• 2차(앞굽이): 목뼈(6개월), 허리뼈(1년) - 출생 후 형성