# 스쿼트에서 무릎 굽힘이 0°에서 90°로 커질 때 무릎뼈넙다리관절(patellofemoral joint) 압박력의 변화는?

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> subject: 과목별 모의고사 | 물리치료 기초

## 문제

스쿼트에서 무릎 굽힘이 0°에서 90°로 커질 때 무릎뼈넙다리관절(patellofemoral joint) 압박력의 변화는?

## 보기

1. 증가한다. 두 힘줄이 이루는 각이 작아져 합력이 커지기 때문이다 **✔ 정답**
2. 감소한다. 두 힘줄이 이루는 각이 작아져 합력이 줄기 때문이다
3. 변하지 않는다. 무릎뼈 위치가 힘줄 방향과 무관하기 때문이다
4. 감소한다. 넙다리네갈래근이 이완되어 장력이 사라지기 때문이다
5. 증가한다. 무릎뼈 접촉면적이 줄어 힘 자체가 커지기 때문이다

**정답: 1**

## 해설

굽힘이 커지면 넙다리네갈래근힘줄과 무릎뼈인대가 이루는 각이 작아져 두 힘의 합력, 즉 무릎뼈를 넙다리뼈에 누르는 힘이 커진다. 중력 굽힘모멘트를 이기려는 네갈래근 장력도 늘어난다. 접촉면적은 오히려 넓어져 단위 면적당 압력 증가는 일부 상쇄된다.

## 심화 해설

스쿼트 동작에서 무릎 굽힘 각도가 0°에서 90°로 깊어질수록 무릎뼈넙다리관절(patellofemoral joint) 압박력은 증가합니다. 이는 넙다리네갈래근(quadriceps femoris) 힘줄과 무릎뼈인대(patellar ligament)가 이루는 각이 작아지면서, 두 힘줄이 무릎뼈를 넙다리뼈 쪽으로 누르는 합력(合力)이 커지기 때문입니다.

무릎뼈넙다리관절 압박력의 생역학적 원리

스쿼트에서 무릎을 굽히면 넙다리네갈래근은 강하게 수축하여 몸통을 지지합니다. 이때 넙다리네갈래근 힘줄은 넙다리뼈 앞쪽을 따라 아래로 주행하고, 무릎뼈를 거쳐 무릎뼈인대로 이어져 정강뼈거친면(tibial tuberosity)에 부착합니다. 무릎 굽힘 각도가 커질수록 넙다리네갈래근 힘줄과 무릎뼈인대가 이루는 각은 점점 작아집니다. 두 힘줄의 장력은 각각 무릎뼈를 당기는데, 이 두 힘의 벡터 합력은 무릎뼈를 넙다리뼈 도르래 고랑(trochlear groove) 쪽으로 압박하는 방향으로 작용합니다. 두 힘줄 사이 각이 작아질수록 합력의 크기는 커지므로, 무릎 굽힘 90° 부근에서는 0°일 때보다 무릎뼈넙다리관절 압박력이 현저히 증가합니다.

스쿼트 깊이와 관절 접촉력의 관계

엘리트 파워리프터를 대상으로 한 생체역학 분석 연구[1]에서도 스쿼트 수행 시 무릎뼈넙다리관절과 정강넙다리관절(tibiofemoral joint)의 접촉력은 엉덩관절이나 발목관절과 다른 양상을 보였습니다. 엉덩관절과 발목관절은 가장 깊은 스쿼트 자세에서 최대 합성 관절 접촉력이 나타난 반면, 무릎 관절은 그와 구분되는 패턴을 보였습니다. 이는 무릎 굽힘 각도가 깊어질수록 넙다리네갈래근의 장력이 증가하고, 무릎뼈를 통한 힘 전달 구조상 무릎뼈넙다리관절 압박력이 함께 상승한다는 점을 뒷받침합니다.

임상적 의의

무릎뼈넙다리통증증후군(patellofemoral pain syndrome)이나 무릎뼈연골연화증(chondromalacia patellae)이 있는 환자에게 깊은 스쿼트는 무릎뼈넙다리관절 압박력을 크게 높여 통증을 유발할 수 있습니다. 따라서 재활 초기에는 무릎 굽힘 각도를 제한한 부분 스쿼트(partial squat)나 벽 스쿼트(wall squat)를 적용하고, 통증과 근력 회복 정도에 따라 점진적으로 굽힘 각도를 늘리는 방식이 안전합니다. 또한 보폭이나 발 위치 각도가 무릎 관절 부하에 영향을 줄 수 있다는 연구[4]가 있으므로, 환자별 정렬 상태에 맞춰 스쿼트 자세를 조정하는 것이 중요합니다.

혼동 주의! 무릎뼈넙다리관절 압박력의 증가는 접촉 면적의 감소 때문이 아니라, 두 힘줄 사이 각이 작아져 합력이 커지는 벡터 역학 때문입니다. 접촉 면적은 압박력의 분포(압력, pressure)에는 영향을 주지만, 힘 자체를 증가시키는 요인은 아닙니다.

핵심! 무릎 굽힘 각도가 커질수록 넙다리네갈래근 힘줄과 무릎뼈인대가 이루는 각은 작아지고, 두 힘줄 장력의 합력은 무릎뼈를 넙다리뼈 쪽으로 더 강하게 압박합니다. 따라서 스쿼트 깊이가 깊어질수록 무릎뼈넙다리관절 압박력은 증가합니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]Biomechanical analysis of hip, knee, and ankle joint contact forces during squats in elite powerlifters.일반논문Pürzel A, Kaufmann P, Koller W, Wallnöfer EK, Baca A, Kainz H. (2025) · DOI: 10.1371/journal.pone.0327973

- [4]Effects of stance width and foot placement angle on knee joint loading of partial squats in healthy female university students: a cross-sectional study.일반논문Jiang W, Chen L, Wang L, Gong Y, Liu Y, Jin W, Zheng Y, An B. (2025) · DOI: 10.1186/s13102-025-01386-x

## 임상 시나리오

스쿼트 깊이와 무릎뼈넙다리관절 부하 관리무릎 굽힘 각도에 따른 압박력 변화와 재활 적용
무릎 굽힘이 0°에서 90°로 깊어질수록 넙다리네갈래근 힘줄과 무릎뼈인대가 이루는 각이 작아져, 무릎뼈를 넙다리뼈 쪽으로 누르는 합력이 커집니다. 이로 인해 무릎뼈넙다리관절 압박력은 증가합니다.

무릎뼈넙다리통증증후군이나 무릎뼈연골연화증 환자에게 깊은 스쿼트는 통증을 악화시킬 수 있으므로, 재활 초기에는 부분 스쿼트나 벽 스쿼트로 무릎 굽힘 각도를 제한하고, 통증과 근력 회복에 따라 점진적으로 각도를 늘리는 것이 안전합니다.

주의압박력 증가는 접촉 면적 감소 때문이 아니라 두 힘줄 사이 각이 작아지는 벡터 역학 때문입니다. 접촉 면적은 압력 분포에만 영향을 주며, 힘 자체를 키우는 요인이 아닙니다. 환자별 정렬 상태와 보폭, 발 위치 각도도 무릎 부하에 영향을 주므로 개별화된 자세 조정이 필요합니다.

## 핵심 개념

- **무릎뼈넙다리관절** — 무릎뼈와 넙다리뼈 도르래 고랑 사이의 관절로, 무릎 굽힘 시 압박력이 증가한다.
- **넙다리네갈래근** — 허벅지 앞쪽의 큰 근육으로, 무릎뼈를 통해 정강뼈에 힘을 전달한다.
- **무릎뼈인대** — 무릎뼈에서 정강뼈거친면까지 이어지는 인대로, 넙다리네갈래근 힘줄의 연장이다.
- **합력** — 두 힘줄의 장력이 무릎뼈에 작용하여 만들어내는 벡터 합으로, 각이 작을수록 커진다.
- **무릎뼈넙다리통증증후군** — 무릎뼈넙다리관절의 과도한 압박이나 정렬 이상으로 인해 앞무릎 통증이 발생하는 질환이다.

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