본문내용
1. 보행(Gait)의 정의와 특성
1.1. 보행의 개념과 중요성
보행은 인간에게 있어 가장 자연스러운 동작이며, 누구나 쉽게 할 수 있는 기본적인 동작이다. 그러나 걷는 동작은 인간의 신경과 골격근이 총체적으로 사용되는 매우 복잡한 과정이다. 한쪽 다리가 지지기의 안정된 상태를 유지하는 동시에 다른 다리가 몸을 앞으로 전진시키는 연속적이고 반복적인 동작이기 때문이다. 또한 100여 개의 골격근이 상지와 하지의 여러 관절과 협응을 이루어야 가능한 복합적인 동작이며, 호흡작용이나 심장박동 등 여러 신체 활동의 협응으로 이루어지는 동작이라고 할 수 있다. 즉, 보행은 태어나면서부터 오랜 기간동안 습득해야 되는 생체역학적 변화의 결정체라 할 수 있다.
보행 조건이 나쁠 경우에는 신체중심의 불안정성으로 인하여 신체 각 부위의 평형성 및 호흡과 심장활동 등에 영향을 미쳐 에너지 소비가 증가하게 되며, 이러한 보행 조건이 계속해서 축적될 경우에는 신체에 상당한 영향을 미치게 된다. 따라서 보행은 인간의 생활에 있어 매우 중요한 요소이며, 보행능력의 회복과 유지는 장애인 재활치료의 핵심 목표라고 할 수 있다.
1.2. 보행주기와 국면
보행주기(gait cycle)는 지지기(stance phase)와 체공기(swing phase)로 이루어지며 두 보로 구성된다. 지지기는 발뒤꿈치 착지에서 다음 발뒤꿈치 착지까지, 체공기는 발 앞꿈치 이지에서 다음 발뒤꿈치 착지까지의 기간이다. 지지기는 접촉기(contact phase), 중간 지지기(mid stance), 발뒤축 이지(heel off), 발 앞꿈치 이지(toe off)로 나뉘며, 체공기는 전 유각기(pre-swing), 초기 유각기(initial swing), 중간 유각기(mid swing), 말기 유각기(terminal swing)로 나뉜다.
먼저 지지기를 살펴보면, 접촉기에는 발뒤꿈치가 지면에 닿으면서 무릎이 신전되고 고관절이 굴곡된다. 하중반응기에는 체중이 앞쪽으로 이동하며 무릎이 굴곡된다. 중간 지지기에는 발이 고정되어 하지 분절이 지면 위로 이동하고 무릎과 고관절이 신전된다. 발뒤축 이지기에는 발뒤꿈치가 지면에서 떨어지고 무릎과 고관절이 신전된다. 발 앞꿈치 이지기에는 발가락이 지면에서 떨어지고 무릎이 굴곡되기 시작한다.
체공기를 살펴보면, 전 유각기에는 반대 발이 지면에 닿고 고관절이 굴곡된다. 초기 유각기에는 고관절과 무릎이 굴곡되어 다리가 전방으로 이동한다. 중간 유각기에는 고관절 굴곡이 최대가 되고 무릎이 신전된다. 말기 유각기에는 고관절이 신전되고 무릎이 굴곡되어 발목이 전방으로 이동한다. 이처럼 보행주기와 각 국면에서 하지의 관절 움직임이 복합적으로 일어나며, 이를 통해 인체가 효율적으로 전진할 수 있다.
1.3. 보행의 생리학적 특성
보행은 신체가 앞으로 움직이는 동안 하지동작의 반복되는 결과이며, 이는 신경과 골격근이 총괄적으로 사용되는 복잡한 과정이다. 한쪽 다리가 입각기의 안정된 상태를 유지하는 동시에 다른 다리가 몸을 앞으로 전진시키는 연속적이고 반복적인 동작이 이루어진다. 보행에는 100여 개의 골격근이 상지와 하지의 여러 관절과 협응을 이루어야 하며, 호흡작용이나 심장박동 등 여러 신체 활동의 협응으로 이루어진다. 이는 태어나면서부터 오랜 기간 동안 습득해야 하는 생체역학적 변화의 결과이다.
보행조건이 나쁜 경우 신체중심의 불안정성으로 인하여 신체 각 부위의 평형성 및 호흡과 심장활동 등에 영향을 미치게 되어 에너지 소비가 증가하고 피로가 누적된다. 완전한 보행이 이루어지려면 몸통과 머리, 팔의 균형, 입각기의 하지 분절 지지, 유각기의 발 이지, 신체 추진력이 갖추어져야 한다.
보행의 생리학적 특성 중 핵심은 지지기와 체공기로 이루어진 보행주기이다. 보행주기는 지지기와 유각기로 구성되며, 지지기에는 접촉기(발뒤꿈치 착지), 중간 지지기(발바닥 접지), 말기 지지기(발뒤축 이지), 유각기에는 초기 유각기(발 앞꿈치 이지), 중간 유각기, 말기 유각기와 같은 세부 국면들로 나뉜다. 이러한 보행주기와 국면을 통해 인체는 앞으로 효율적으로 이동할 수 있다.
보행의 생리학적 특성을 살펴보면, 발뒤꿈치 착지 시 신체중심은 가장 낮은 위치에 있으며 전진속도가 가장 빠르고, 발바닥 접지 시 충격을 흡수하며 점진적으로 속도가 감소한다. 중간 지지기에는 발목관절이 배측굴곡되고 무릎관절이 신전되면서 신체중심이 가장 높아지고 전진속도가 느려진다. 발뒤축 이지 시에는 고관절과 슬관절이 최대 신전이 되고 족관절의 굴곡이 증가한다. 발 앞꿈치 이지 시에는 고관절이 굴곡하기 시작하고 슬관절과 족관절의 굴곡이 증가한다. 중간 유각기에는 고관절과 슬관절의 굴곡이 최대가 된다.
이와 같은 보행의 생리학적 특성은 신체 각 부위의 관절과 근육 협응을 통해 이루어지며, 효율적인 보행을 위해서는 이러한 생리학적 기전이 원활하게 작동되어야 한다.
2. 보행 관련 관절 및 근육의 역할
2.1. 무릎관절
무릎관절은 보행 중 중요한 역할을 수행한다. 뒤꿈치가 지면에 닿기 직전에 무릎관절은 최대로 신전된다. 이후 곧바로 굴곡이 시작되어 지지기까지 계속된다. 진각기 말기에 무릎관절 신전 속도가 감소하는데, 이는 슬건근군의 작용 때문이다. 슬건근은 고관절 후면과 경골 및 비골 후방에 부착되어 고관절 신전과 무릎관절 굴곡을 동시에 할 수 있다. 뒤꿈치가 지면에 닿으려 할 때 슬건근의 작용으로 체중을 받으면서 이를 후방으로 이동하며 발을 접지하게 된다. 이때 무릎은 급히 굴곡을 시작하여 슬건근 작용의 힘이 줄어들면서 사두근의 작용이 시작된다. 사두근은 무릎관절을 전방에서 작용하여 발목의 배측굴곡근들과 함께 무릎과 발목의 상호작용으로 완만한 접지가 이루어지게 한다. 이때 무릎과 발의 가장 큰 기능은 뒤꿈치 접지 시 충격을 부드럽게 흡수하며 몸 전체의 중심점을 유지하는 것이다. 특히 무릎관절은 충격흡수의 역할을 담당한다. 지지중기 초기에 무릎관절 굴곡이 가장 크다. 체중이 안정된 무릎 전방으로 부하되고 발바닥이 앞으로 움직이면서 점차 족부관절의 배측굴곡이 증가되어 무릎이 신전되도록 작용한다. 뒤꿈치가 땅에서 떨어질 때 무릎은 최대 신전을 하며, 이때 장단지근육이 무릎부위 신전과 족부 배측굴곡에 저항을 준다. 추진 시 고관절의 작용으로 무릎이 전방으로 가게 되고, 고관절, 무릎관절, 발목관절의 상호작용이 이루어진다. 뒤꿈치가 땅에서 떨어질 때 무릎은 굴곡하기 시작하며, 무릎부위 근육은 족궁에 작용하고 장단지근육은 추진 시 능동적 저측굴곡을 한다. 진각기 초기에 무릎은 40~45° 굴곡하며 지지중기에서 최대 65°를 갖는다. 이처럼 무릎관절은 보행 중 충격흡수, 안정성 유지, 추진력 발휘 등 다양한 기능을 수행한다.
2.2. 고관절
고관절은 하지를 지탱하고 추진하는데 중요한 역할을 한다. 보행 주기 동안 고관절은 신전과 굴곡 움직임을 반복한다. 초기 지지기에는 고관절이 점진적으로 신전되어 체중을 지지하고, 중간 지지기에 고관절이 가장 신전된다. 그 후 발가락 이지 전에 고관절이 다시 굴곡하기 시작하여 체중을 준비한다. 이와 같은 고관절의 신전-굴곡 패턴은 보행의 안정성과 추진력을 제공한다. 또한 고관절의 회전 움직임은 골반의 좌우 회전을 유발하여 상체와 하체의 협응을 이루게 한다. 이처럼 고관절은 보행의 핵심적인 역할을 수행한다고 할 수 있다. 고관절의 운동학적, 운동역학적 특성은 보행의 원활한 수행에 필수적이다. 따라서 고관절의 건강한 기능은 보행 능력 유지와 향상에 매우 중요하다고 말할 수 있다.
2.3. 족부의 구조와 기능
발은 대략 26개의 뼈와 여러 가지 관절, 인대, 신경 그리고 혈관이 복잡하게 구성되어 있는 인체 기관이다. 이...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14