8 장 : 인간다리의운동역학 The Biomechanics of the Human Lower Extremity
학습목표 해부학적구조가하지관절의움직임능력에어떻게영향을미치는지설명할수있다. 하지관절의상대적인가동성과안정성에영향을미치는요인을구별할수있다. 하지가체중을지탱하는기능에적응하는방법을설명할수있다. 특정한하지가운동을하는동안활동하는근육을구별할수있다. 하지의일반적부상에영향을미치는운동역학적요인을기술할수있다.
도입글 상지 큰운동범위를요구하는활동 하지 체중지지 & 보행기능 축구킥, 멀리뛰기및높이뛰기, 발레등 이장에서다룰내용 하지관절과근육의기능
엉덩구조 구상관절 안정성 : 엉덩 > 어깨 ( 더깊은관절와, 근육과인대 ) 앞쪽강화 : iliofemoral & pubofemoral ligament 뒤쪽강화 : ischiofemoral ligament Iliopsoas Bursa iliopsoas & articular capsule 사이의마찰감소 Deep Trochanteric Bursa greater trochanter of femur & gluteus maximus at attachment site to iliotibial tract 사이의완충작용 대퇴골 (Femur) 은중요한체중지지뼈
엉덩움직임 대퇴골의움직임은주로엉덩관절회전 Pelvic Girdle 2개의엉덩뼈 + 선골 (sacrum) 전, 후, 측면방향회전 엉덩및척추움직임과협응
엉덩근육 굴곡근 주요근육 : iliacus and psoas major = iliopsoas 보조근육 : pectineus, tensor fascia latae 2 관절근육 : rectus femoris, sartorius 신전근 2 관절근육 : gluteus maximus 3 개의햄스트링근육 : biceps femoris, semitendinosus, semimembranosus 외전근 주근육 : gluteus medius, 부근육 : gluteus minimus 내전근 관절내측을가로지르는근육들 : adductor longus, brevis, magnus, gracilis
대퇴골의근육 대퇴골의내 / 외회전 외측회전근 : piriformis, femellus superior, gemellus inferior, obturator internus, obturator externus, quadratus femoris. 내측회전근 : gluteus minimus with assistance from tensor fascia latae, semitendinosus, semimembranosus, gluteus medius. 대퇴골의수평외전과수평내전 엉덩이가 90 도굴곡된상태에서일어남
엉덩에가해지는부하 엉덩관절이지지하고있는체중 엉덩관절위쪽신체분절의약 ½, 총체중의약 1/3 엉덩관절이받는총부하는지지하는체중보다더큼 엉덩관절근장력이관절에압축을가하기때문 걸을때의스윙구간 : 엉덩관절의압축력은체중과거의비슷 ( 근장력때문 ) 딱딱한신발은엉덩관절부하를증가 보행속도는엉덩관절부하를증가
엉덩에가해지는부하 엉덩관절에가해지는부하 걸을때의지지구간 : 238% BW 계단오르기 : 251% BW, 계단내려가기 : 260% BW 3.5 mph 속도로달리기 : 520% BW 알파인스키 : 410% BW, 가파른경사 : 780% BW 크로스컨츄리스키 (classical technique): 400% (skating technique): 460% 체중과착지시의힘 발을통해위로전달 엉덩관절에큰압축부하 지팡이, 목발 부하감소, 반대편엉덩관절부하증가
엉덩의일반적부상 골절 주로골다공증을가진노인의대퇴골경 (femoral neck) 에서발생 타박상 주로접촉스포츠에서대퇴의앞쪽에서발생 좌상 단거리전력질주 ( 피로, 신경근손상 ) 시햄스트링근육에서주로발생
무릎의구조 관절낭안에 3 개의관절을가진활액관절 3 개의관절 경골대퇴관절 (Tibiofemoral Joint) 슬개대퇴관절 (Patellofemoral Joint) 반월판 (Menisci) 인대 tibial and fibular collateral: 외측움직임방지 전후방십자인대 (anterior and posterior cruciate) 장경인대 (iliotibial band) 관절낭과점액낭 (Joint Capsule and Bursae)
무릎에서의움직임 굴곡과신전 슬와근 (Popliteus): 굴곡근 사두근 (Quadriceps): 신전근 the rectus femoris, vastus lateralis, vastus medialis, vastus intermedius 회전과수동적외전과내전 슬개대퇴관절운동 (Patellofemoral Joint Motion)
무릎에작용하는부하 경골대퇴관절 (tibiofemoral Joint) 에서의힘 일상생활에서 shear & compression 부하받음 Medial tibial plateau 슬개대퇴관절 (Patellofemoral Joint) 에서의힘 스쿼트시, 반작용력은체중의 7.6 배 십자인대또는슬개대퇴수술후재활시유용
무릎의일반적부상 ACL 부상 : 무릎뒤쪽에서가해지는힘, 스키 PCL 부상 : 무릎안쪽에서가해지는힘 MCL 부상 : 외측에서가해지는힘, 미식축구 무릎보호대 (Prophylactic Knee Bracing) 장점 전십자인대보호 20~30% 의추가저항제공 단점 하지근육활동패턴변화 무릎이더적은일, 엉덩관절이더부하 단거리달리기속도감소, 더빠른피로
무릎의일반적부상 반월판부상 (Meniscus Injuries) 내측 > 외측 ( 약 10 배 ) 장경인대마찰증후군 (Iliotibial Band Friction Syndrome) = runner s knee 과사용 (overuse) 잘못된트레이닝, 잘못된하지의배열 평영수영자의무릎 (Breaststroker s Knee) 평영의윕킥 (whip kick) 391 명의 73%
무릎의일반적부상 연골연화증 (Patellofemoral Pain Syndrome) 달리기, 계단오르내리기 여성 > 남성 (Q-angle 증가 ) 정강이부목 (Shin Splints) 달리기, 무용등의과사용 경골근육손상, 골막염증 연습방법변화, 적당한휴식
발목의구조 발목관절구조 distal tibiofibular, tibiotalar, fibulotalar 발목인대구조
발목의움직임 배측굴곡근 (Dorsiflexion) 전경골근 (Tibialis anterior) 장지신근 (Extensor digitorum longus) 비골근 (Peroneus tertius) 저측굴곡근 (Plantar Flexion) 비복근 (gastrocnemius), 가자미근 (Soleus) 보조근 [ 그림 8-23] Crap Skate (Van Ingen Schenau) 저측굴곡능력향상 : 스피드스케이팅기록갱신 (98 년동계올림픽 )
발의구조 발의구조 26 개의뼈와수많은관절로구성 발의관절 거골하관절 (Subtalar Joint) 족근중족관절 (Tarsometatarsal) 과중족간관절 (Intermetatarsal Joints) 중족지절관절 (Metatarsophalangeal) 과족지절간관절 (interphalangeal Joints) 족저궁 (Plantar Arches) 족저근막 (plantar fascia)
발의근육 외재근 (Extrinsic muscles): cross ankle 내재근 (Intrinsic muscles): have both attachments within the foot Toe Flexion and Extension Inversion and Eversion Pronation and Supination
발에가해지는부하 충격력 : 보행속도와체중에의해증가 체중의 50% 종골 (calcaneous) 에서거골하관절 (subtalar joint) 을통해분배 나머지 50% 중족골두 (metatarsal heads) 를가로질러전달 부하에영향을주는발의구조 Pes planus(flat arch): reduced forefoot load Pes cavus(high arch): increased forefoot load
발목과발의부상 발목염좌 (Ankle Sprains) Inversion sprain much more common than eversion sprains 달리고도약스포츠, 무용 (20~25%) 발목관절보조기 ( 브레이싱 ) 와테이핑 : 장단점 과사용부상 (Overuse Injuries) 건염 (Tendonitis): 달리기, 도약, 스키등 과도한회내 (Excessive pronation): 달리기등 스트레스골절 (Stress Fractures) 경골 (49.1%), 족근골 (25.3%), 중족골 (8.8%), 대퇴골 (7.2%), 비골 (6.6%), 골반 (1.6%)
발목과발의부상 발의비정상정렬 (Alignment Anomalies of Foot) 내반족 (Varus), 외반족 (Valgus) 원인 : 선천적, 근력불균형 무지외반증 (hallux valgus) 경골과대퇴골의내반및외반 Injuries Related to High and Low Arch Structures
요약 하지는체중지지와이동기능에적합한구조를가지고있다. 엉덩이는전형적인구상관절 (ball and socket) 이다. 무릎은 2 개의과상관절 (condyloid articulations) 로이루어진크고, 복합적인관절이다. 발목은거골 (talus) 과함께경골 (tibia) 과비골 (fibula) 의관절을구성한다. 손과마찬가지로, 발은많은작은뼈와관절로이루어져있다.
연구문제 엉덩, 무릎, 발목관절의전 - 후 - 내 - 외를지나는근육들의목록을작성하라. 하나이상의목록에포함되는근육을기입하라. 네가지목록의근육들이일으키는움직임을작성하라. 엉덩관절 무릎관절 발목관절
연구문제 뼈, 인대, 근육을포함한엉덩관절의구조를어깨관절의구조와비교하라. 두관절구조의장단점을설명하라. 뼈, 인대, 근육을포함한무릎관절의구조를팔꿈치관절의구조와비교하라. 두관절구조의장단점을설명하라.
연구문제 공을찰때발생하는하지의연속적인움직임을기술하라. 이들움직임의주동근군을밝혀라. 수직점프를할때발생하는하지의연속적인움직임을기술하라. 이들움직임의주동근군을밝혀라.
토론 발뒤꿈치에바벨을대고스쿼트를하는경우주동근의기능에어떻게영향을미치는지토론하라. 서있는동안무릎관절이엉덩관절보다더체중을지지함에도불구하고엉덩관절의압축력이무릎관절의압축력보다더큰이유가무엇인지토론하라.
실험실습 느린속도, 보통속도, 빠른속도로걷는모습을담은비디오테이프를여러번관찰하라. 3 가지걸음사이에서운동학적다른특징을표로만들어라. 운동학적특징의차이와관련한근육활동의차이를설명하라.
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