뇌졸중 편마비 환자의 보행 훈련 중 물리치료사가 마비쪽 다리의 입각기 동안 무릎관절이 갑자기 굽힘되는 양상을 관찰하였다. 이 환자에게 우선적으로 강화해야 할 근육은?

입각기 초기부터 중기까지 무릎관절이 굽힘되며 주저앉는 듯한 보행은 넙다리네갈래근의 편심성 조절 부족이 주요 원인이다. 넙다리네갈래근은 체중 부하 시 무릎관절의 안정성을 유지한다. 넙다리뒤근은 유각기 말 무릎 폄을 억제하고, 장딴지근은 입각기 말 추진력, 앞정강근은 유각기 발끌림 방지에 주로 관여한다.

입각기 동안 무릎관절이 갑자기 굽힘되는 양상은 흔히 무릎 굴곡(knee buckling) 또는 무릎 꺾임으로 표현되는데, 이는 마비쪽 하지가 체중을 지지하는 순간 무릎이 접히면서 안정성을 잃는 대표적인 보행 이상 패턴입니다. 정상 보행의 입각기 초기부터 중간기까지 무릎은 약 15~20도 정도 굽힘 상태를 유지하다가 점차 신전되어 체중을 안정적으로 지지합니다. 그러나 뇌졸중 편마비 환자에서 넙다리네갈래근(quadriceps femoris)의 근력이 약하거나 선택적 조절이 떨어지면, 체중 부하가 실리는 순간 무릎을 신전 상태로 유지하지 못하고 갑자기 굽힘이 발생합니다.

이 기전을 이해하려면 입각기의 체중 수용(loading response) 과 중간 입각기(mid-stance) 를 구분해서 볼 필요가 있습니다. 발뒤꿈치가 지면에 닿는 초기 접지기 직후, 지면반발력(ground reaction force)은 무릎관절의 뒤쪽을 지나가며 무릎을 굽히는 방향으로 작용합니다. 이때 넙다리네갈래근이 원심성(eccentric) 수축을 통해 무릎이 갑자기 접히는 것을 제어하고, 이후 중간 입각기에는 동심성(concentric) 수축으로 무릎을 신전시켜 체중을 지지합니다. 따라서 넙다리네갈래근의 근력 저하나 활성화 지연은 입각기 초반의 무릎 굴곡을 통제하지 못하는 직접적인 원인이 됩니다.

근거 자료는 이러한 해석을 뒷받침합니다. 급성기 중증 편마비 환자에서 무릎-발목-발 보조기(KAFO)를 착용하고 보행 훈련을 시행한 연구에서는, KAFO가 보행 중 무릎 꺾임(knee buckling) 을 예방하고 보행 훈련을 가능하게 한다고 명시하고 있습니다^[1]. 이는 KAFO가 무릎관절을 신전 방향으로 고정하거나 보조함으로써 넙다리네갈래근의 부족한 지지 기능을 기계적으로 대신해 주기 때문입니다. 즉, KAFO가 필요한 상태 자체가 넙다리네갈래근의 기능 부전과 밀접하게 연결됩니다. 또 다른 연구에서도 전동식 KAFO가 편마비 환자의 보행 수행 능력과 에너지 효율에 미치는 영향을 평가하면서, 전통적인 보조기가 관절 안정화를 제공한다고 기술하고 있습니다^[2]. 여기서 말하는 관절 안정화의 핵심 대상이 바로 입각기의 무릎 신전 유지입니다.

보기 중 다른 근육들을 살펴보면, 장딴지근(gastrocnemius)은 입각기 후반의 발목 밀어내기(push-off)와 중간 입각기에서 무릎 신전을 간접적으로 보조할 수는 있으나, 무릎이 갑자기 굽힘되는 순간의 일차적 제어 근육은 아닙니다. 앞정강근(tibialis anterior)은 초기 접지기와 유각기에서 발목의 발등굽힘을 담당하므로 무릎 굴곡과는 직접적 연관성이 낮습니다. 넙다리뒤근(hamstrings)은 오히려 무릎 굴곡을 유발하는 근육이므로, 입각기 중 무릎이 접히는 문제를 해결하기 위해 우선적으로 강화할 근육이 아닙니다. 긴종아리근(fibularis longus)은 발목의 가쪽 안정성과 발바닥굽힘에 관여하므로 무릎 신전 지지와는 거리가 있습니다.

따라서 마비쪽 다리의 입각기 동안 무릎이 갑자기 굽힘되는 양상을 보인다면, 체중 부하 시 무릎관절을 신전 상태로 유지하는 일차적 동적 안정화 근육인 넙다리네갈래근의 근력과 선택적 조절 능력을 우선적으로 강화해야 합니다. 임상에서는 입각기 초반의 원심성 조절을 위한 천천히 앉기, 앉은 자세에서의 무릎 신전 운동, 부분 체중 부하 상태에서의 스쿼트, 그리고 KAFO나 기능적 전기자극을 병행한 체중 부하 훈련을 단계적으로 적용할 수 있습니다. 뇌졸중 후 신체 재활 접근법을 분석한 근거에서도 기능과 이동성 회복을 위한 다양한 물리치료 중재가 제시되지만, 특정 관절의 불안정성에 대한 직접적 교정은 해당 관절을 제어하는 근육의 기능 회복이 우선되어야 합니다^[3]. 아동 편마비를 대상으로 한 무작위 비교 연구에서도 엉덩관절과 무릎관절 폄근의 근력 강화가 보행 능력 향상과 연관된다고 보고하여, 무릎 폄근 강화의 임상적 중요성을 지지합니다^[4].