어깨 움직임과 관절운동
어깨와 역학
어깨 부위는 평가 및 재활을 위해 신체에서 가장 복잡한 부위 중 하나로 유명합니다. 어깨 움직임 동안 여러 관절이 수반되기 때문에 어깨 복합체의 영역을 참조하는 것이 좋습니다. 어깨 부상을 효과적으로 재활하려면 어깨 복합체의 기본 생체 역학에 대한 기능적 지식을 갖는 것이 중요합니다. 어깨의 근육은 팀에서 작동하여 고도로 조정된 동작을 생성합니다. 근육의 약화는 관절의 정상적인 운동 사슬을 변경합니다.
어깨의 뼈

clavicle
쇄골
쇄골은 긴 뼈로 내측 2/3가 볼록하고 외측 1/3이 오목합니다. 내측 2/3는 대흉근에 부착합니다. 쇄골은 해부학적 위치에 있는 정면 평면에서 20º 어긋납니다. 쇄골의 둥근 내측 흉골끝은 흉골과 연결되어 흉쇄관절(sternoclavicular joint)을 형성하고, 다른 편평한 끝은 견봉으로 관절을 형성하여 견봉쇄골관절(acromioclavicular joint)을 형성합니다. 하측 표면에는 늑쇄인대(costoclavicular ligament)에 대한 늑골결절(costal tuberosity) 부착이 있습니다.

sternum
흉골
흉골은 SC 관절이 붙은 흉골병, 갈비뼈가 붙은 몸통, 검상 돌기 등으로 구성됩니다.

scapula
견갑골
견갑골은 삼각형 모양으로 3 개의 경계가 상측과 내측 및 외측, 3 개의 하각, 상측 및 외측 및 3 개의 표면이 있습니다. 견갑골은 전두면에서 약 35º 전방으로 벗어 났으며, 오목한 견갑골은 상완골의 볼록한 머리와 관절로 연결되어 견갑 상완 관절(glenohumeral joint)을 형성합니다.
해부학 및 생체 역학
어깨 복합체(shoulder complex)는 3개의 생리적 관절과 1개의 부동 관절을 포함합니다.
• Glenohumeral (GH) joint,
• Acromioclavicular (AC) joint
• Sternoclavicular (SC) joint
• Scapulothoracic (ST) joint : 실제 관절이 아닌 기능적 관절
어깨 복합체와 관련된 어깨 움직임에 대해 생각할 때 흉늑관절, 척추늑골관절 및 흉골 관절의 기여도를 고려할 수 있습니다.
SC joint 는 축 골격에 대한 상지의 유일한 뼈 부착 부위입니다. ST 관절은 상지 움직임 동안 흉곽을 따라 견갑골이 미끄러지는 움직임을 포함하며 물리적인 뼈 대 뼈 부착을 포함하지 않습니다.
GH joint 는 골학적으로 불안정성에 걸리기 때문에 어깨 부상의 메커니즘을 이해할 때 특히 중요합니다. GH joint 는 볼과 소켓 활액 관절로 구성되며, 여기에서 상완골의 머리(볼록한 표면)가 견갑골의 관절와(오목한 표면)와 연결됩니다. 관절와(fossa)와 관련하여 상완골두의 상대적으로 큰 표면적 때문에 관절 자체는 뼈의 합동성을 제한하고 결과적으로 구조적 지원을 위해 주변 연조직에 크게 의존합니다.
더욱이, 상완골두의 25% 만이 움직임 중 어느 한 번에 관절와와 관절을 이루는 것으로 추정됩니다. 주변의 수동적 구조( 관절순, 관절낭, 인대)와 활동적인 구조(근육 및 관련 힘줄)는 건강한 어깨에서 협력하여 운동 전반에 걸쳐 동적 안정성을 유지합니다.
어깨 통증의 경우에 가장 자주 관련된 영역은 견봉하공간(subacromial space)으로, 여기에는 견봉 아치와 상완골 머리 사이의 이론적 공간이 포함됩니다. 보다 구체적으로는, 견봉하 수로는 견봉, 오구돌기, AC joint 및 오훼견봉인대(coracoacromial ligament) 아래에 위치합니다. 공간 자체 회전근개(RC) 힘줄에 윤활을 제공하는 윤활낭, 상완이두근 장두건의 정지, 회전근개 (RC) 건을 포합합니다.
어깨 움직임 (생체 역학)

Glenohumeral (GH) joint
Glenohumeral (GH) joint
골 운동학
• Flexion / extension
• Abduction / Adduction
• Medial / Lateral rotation
관절 운동학
• Spin (pure flexion and extension)
• Inferior glide (Abduction)
• Superior glide (Adduction)
• Posterior glide (Medial rotation)
• Anterior glide (Lateral rotation)
오픈-체인 운동(open-chain movement) 중 어깨 복합체의 GH joint의 자연적인 관절 운동학은 관절와 내에서 상완골두의 다양한 방향의 활주를 지원합니다.
운동범위 동안 상완골두는 최대 7.5 mm의 상방 이동이 발생할 수 있다고 추정합니다. 이는 큰 뼈구조가 콤팩트한 공간 내에서 큰 영향이 없는 양입니다. 충돌 상황을 피하고 정상화된 관절 운동학으로 상완골 두의 조정된 움직임의 성공을 위해서는 RC tendon의 조화로운 공동수축이 필요합니다.
비정상적인 견갑상완 이동은 병리학적 어깨와 관련이 있으며 어깨 통증과 불편함을 유발하는 요인으로 제안되며, 주변 구조의 손상을 초래할 수도 있습니다.
모멘트 팔의 힘 벡터에서 알 수 있듯이, RC tendon은 움직임 중에 관절와 내에서 집합적으로 상완골두의 압박을 만들어냅니다. 극상근은 이동을 위한 지지점을 생성해서, 관절와(glenoid cavity)를 향해 상완골두를 내측으로 당겨 팔의 외전 운동을 시작합니다.
회전근개(RC) 복합체의 개별화된 힘줄은 특정 방향으로 상완골두의 이동을 제한하는 것과 직접적으로 관련이 있습니다. 극상근(supraspinatus)은 과도한 상방 이동을 방지하는 데 기여하고, 극하근(infraspinatus) 및 소원근(teres minor)은 과도한 상방 및 후방 이동을 방지하고, 견갑하근(subscapularis)는 각각 상완골두의 과도한 전방 및 상방 이동을 조절합니다.
회전근개(RC)의 근육 중 어느 하나에 신경활성화의 불균형이 있다면, 쉽게 상완골두의 좋지않은 정렬을 가져올 수 있으므로, 운동 중에 견봉하 구조에 충돌이 발생할 수 있습니다. 움직임 중 상완골두의 상방 및 전방 이동은 충돌 증후군의 주요 역학적 원인입니다.

Acromioclavicular (AC) Joint
견봉쇄골관절, Acromioclavicular (AC) Joint
AC joint는 가동관절(diarthrodial joint) 및 활액관절(synovial joint) 입니다. 축 방향 회전과 전후방 활주를 허용합니다. 관절에 근육이 직접 부착되지 않기 때문에 모든 움직임은 수동적이며, 다른 관절 (예 : ST joint)에서의 움직임에 의해 시작됩니다.
골 운동학
• Flexion / extension
• Abduction / adduction
• Medial / lateral rotation
관절 운동학
• Posterior / anterior spin
• Inferior / superior spin
• Anterior / posterior glide

scapulo-thoracic joint : 어깨 움직임
견흉관절, Scapulothoracic Joint
견흉복합체 움직임
• Elevation and protraction = anterior elevation
• Elevation and retraction = posterior elevation
• Depression and protraction = anterior depression
• Depression and retraction = posterior depression

scapular movement, 어깨 움직임
흉곽(가슴우리, thoracic cage)을 따라 견갑골의 움직임은 전체적으로 어깨 복합체의 생체 역학에 직접적으로 영향을 미치며 충돌 증후군(impingement syndrome)의 발병을 유발할 수 있습니다. 팔을 올릴때 흉부를 따라 일어나는 견갑골의 건강한 움직임에는 운동 평면에 따라 전인(protraction), 후방 경사(posterior tilting), 외측회전(lateral rotation)을 포함합니다.
후방 경사(posterior tilting)는 일반적으로 견봉쇄골관절(acromioclavicular joint) 운동으로 이해되지만 견봉 궁(acromial arch) 아래로 지나가는 연조직의 침식을 최소화하기 위해 팔을 올리는 동안 견갑골에서 발생하는 경사가 중요합니다. ST joint의 정상적인 활동은 GH articulation에서 동시에 발생하는 ST joint 움직임의 비율로서 표현됩니다.
견갑상완리듬(scapulohumeral rhythm)[Mov]은 어깨 상승(humerothoracic, 상완 흉곽)의 총량을 견갑골 상방 회전 (scapulothoracic, 견갑골 흉부)으로 나누어 정량화합니다. 견갑상완리듬은 일반적으로 2 : 1로 받아 들여지며, 이는 견갑골의 상방 회전 때마다 상완골 상승의 2 °를 나타냅니다.
ST joint의 안정성은 견갑골에 직접 부착되는 18 개의 근육의 조정된 활동에 의존합니다. 견갑골 근육들은 동적으로 관절와의 위치조절을 조절해서, 상완골두를 중심에 있도록 하고, 팔의 움직임이 일어나도록 해줍니다. 견갑골 근육의 약화나 신경근 기능장애가 있다면, 정상적인 견갑골 관절 운동학에 변화가 생기고, 결과적으로 GH joint의 손상을 입기 쉽워집니다.
ST joint의 병리학적 운동
• Increased medial rotation
• Decreased superior rotation, and
• Decreased posterior tilting
이러한 움직임의 변화는 오훼견봉궁(coracoacromial arch) 또는 관절와림에 회전근개(RC) 건 점점 더 가까이 위치하게 됩니다.
내부 충돌과 외부 충돌을 구분해봅니다. 오훼견봉궁(coracoacromial arch)쪽으로 감소된 공간을 포함하는 충돌은 외부충돌 이라고 하는 반면, 내부 충돌은 관절와연(glenoid rim)을 포함하고, GH 불안정성과 연관 될 수 있습니다.
견갑골의 신경근 제어는 글로벌 무버 와 어깨 복합체의 미세조정 안정화 근육 간의 균형 잡힌 팀워크에 의존합니다. 견갑골이 흉부를 따라 떠다니는 특성 때문에, 그것 역시 신경계가 제공하는 피질 방향과 근골격계(MSK, musculoskeletal system)의 결과적인 작용 사이의 연대감에 의존해야 합니다.
따라서 우리는 어깨 복합체가 인체에서 가장 운동학적으로 복잡한 영역에 속하며, 운동 전반에 걸쳐 높은 수준의 신경근 안정성을 필요로 한다는 것을 확인할 수 있습니다. 어깨의 신경근 조절은 또한 잘 발달된 운동조절 감각과 고유 감각을 필요로 합니다.
흉추 운동
오른팔 굴곡 중
상부 흉추 오른쪽이 구부러지고 오른쪽이 회전하고 확장됩니다. 첫 번째와 두 번째 갈비뼈는 하강하고 4 ~ 6 번째 갈비뼈와 세 번째 갈비뼈는 축 역할을 합니다. 이러한 구조에서 운동의 제한은 견갑대(shoulder girdle)의 생체 역학에 악영향을 미치고 견갑대의 병리학적 변화를 일으킬 수 있습니다.
정적 구조 및 기계 수용체
견갑골(섬유연골고리, fibrocartilaginous ring), 캡슐, 연골, 인대 및 근막을 포함하는 어깨 복합체의 정적 구조는 집합적으로 골질에 대한 물리적 구속 역할을하며 얕은 glenoid fossa에 더 깊어지는 효과를 제공합니다.
수동 안정화 역할 외에도 섬유 내에 내장된 다양한 기계 수용체(mechanoreceptor)를 통해 추가 보호를 제공합니다. 기계수용체는 운동 처리를 위해 중추신경계에 구심성 입력을 제공하고, 운동 실행을 위해 하강하는 운동 명령을 제공하는 신경 센서로 이해 될 수 있습니다.
기계수용체(Mechanoreceptor)는 조직의 기계적 변형에 민감한 특수 신경종말을 특징으로 하며, 인접 근육의 운동 반응 조절에 기여합니다.
• mechanotendinous receptors : muscle spindles and golgi tendon organs
• capsuloligamentous receptors : ruffini and pacinian corpuscles
• cutaneous receptors : meissner, merkel and free nerve endings
이 수용체들은 우리 몸의 촉각, 진동, 고유수용위치(proprioceptive positioning)를 담당하며, 근육 길이, 긴장, 방향, 근섬유 수축의 속도와 강도에 대한 피드백을 제공합니다.
어깨의 수동적 구조는 피드 포워드(feed forward) 및 피드백 입력을 통해 신경학적 보호 메커니즘을 제공하여 관절와상완관절(glenohumeral joint)에 대한 반사 근육계 안정화를 직접적으로 중재한다는 것이 분명합니다.
어깨 근육
인접한 뼈를 결합하는 수동으로 묶인 복잡한 네트워크에 더하여 주변 근육의 중요성은 매우 중요합니다. 활성근 수축(active muscle contractions)은 어깨 복합체의 안정성을 유지하는 데 필수적입니다.
어깨 부위의 근육은 전체적인 어깨 움직임(global movers)과 개별 관절의 미세-조정 안정기(fine-tuning stabilizers)로 세분 될 수 있습니다. trapezius, levator scapula, pectorali, deltoids, serratus anterior, latissimus dorsi, rhomboids, teres major, biceps, coracobrachialis, triceps 과 같은 더 큰 근육은 어깨 움직임 동안 다양한 시너지 활동을 담당합니다.
주동근(agonist)과 길항제(antagonist)가 서로 결합하여, 상부 사분면의 대근운동 움직임(gross motor movements)을 허용합니다. 보다 구체적으로, GH joint에 대해 미세-조정 안정기((fine-tuning stabilizers))는 협응되고 부드러운 어깨 움직임을 위한 전체적인 움직임(global movers) 만큼 어깨 복합체에 중요합니다.
GH 관절의 안정화 근육, supraspinatus, subscapularis, infraspinatus 및 teres minor는 종종 rotator cuff (RC) 복합체로 요약되며 glenoid fossa 안으로 상완골두를 부착합니다. 총체적으로, RC 복합체는 정적 및 동적 조건 모두에서 관절와 내 상완골두의 중앙 위치를 유지함으로써 GH hoint의 동적 안정기 역할을 합니다. 회전근개의 힘줄이 부착 부위의 인대 및 관절 순과 혼합되어 근육 수축이 운동 중에 정적 구조를 강화하여 추가적인 안정성을 제공 할 수 있다고 합니다.
회전근개의 동기화된 수축은 주로 어깨 부위의 부상 및 통증과 관련이 있는 GH joint의 앞쪽 또는 위쪽으로 조직의 물리적 침범을 방지하기 위해 움직임 중에 상완골두의 중앙 위치를 유지해야 합니다. 앞서 언급했듯이, 견봉하 공간 내에서 일반적인 RC tendon의 해부학적 통과로 인해 RC tendond은 활동적인 작업 중에 특히 압박, 비정상적인 마찰, 그리고 궁극적으로 충돌(찝힘)에 약합니다. 관절상완두의 적절한 정렬이 일상 생활의 활동에 어깨 관절의 건강한 참여 중요합니다.