무릎관절은 독립적 작용 보다는 생활속에서 고관절과 발목관절의 사이에서 상호작용을 통해 달리기, 앉기 등의 동작을 협조하게 됩니다. 이러한 하지의 관절들의 연결은 슬관절을 움직이는 관절 대부분이 고관절과 발목관절도 같이 움직이게 하기 때문입니다.
무릎관절의 안정성은 뼈의 구조적 형태에 따른 안정보다는 연부조직, 즉 인대, 관절낭, 근육, 힘줄 등에 의해 안정성을 얻게 됩니다. 이런 구조적 불안정 형태와 움직임으로 인해 연부조직의 손상이 흔하게 발생하게 됩니다. 무릎관절의 해부학과 운동학에 대한 지식은 재활과정에서 필수적인 전제 조건이 됩니다.
전방십자인대의 기능해부학
#전방십자인대 (anterior cruiate ligament, ACL)는 경골 고평부 전방 과간영역에 있는 함요부를 따라 부착되어 있고 대퇴골에는 외측 대퇴과의 내측면에 부착합니다. 이러한 부착부는 인대의 주행을 후방, 상방, 외측방향으로 주행하게 합니다. 콜라겐섬유의 배열이 꼬여있어 나선형 다발을 형성하게 되고 후외측다발과 전내측다발로 구분이 되지만 후외측 다발이 주요기능을 하게 됩니다. 전내측다발은 최대 굴곡과 최대 신전시에 긴장도가 상승되고 후외측 다발은 신전시에 긴장도가 증가됩니다. 굴곡시 후외측 다발의 대퇴골 부착부위가 전방으로 이동되고 두 다발이 교차되어 전내측 다발이 조여지고 후외측 다발이 느슨해집니다.
꼬여있는 인대는 슬관절의 회전에 의해 길이와 방향이 변형이 됩니다. 섬유의 위치에 따라 차이가 있지만 슬관절이 최대 신전일 때 긴장도가 증가됩니다. 이는 후관절낭과 함께 경골의 과도한 전방 이동을 제한하게 됩니다.
전방십자인대는 경골 신경의 후방가지에 의해 신경지배를 받게 됩니다. 신경 수용체는 스트레칭에 민감한 인대의 표면, 주로 변형이 가장 큰 대퇴부에는 Ruffini소체가 분포 되어 있고, 빠른 움직임에 민감한 Pacini소체는 대퇴골 및 경골의 끝 부분에 분포 되어 있습니다. 골지형태의 장력 수용체는 전방십자인대의 부착부 근처와 전방십자인대의 표면, 활액막에 분포되어 있습니다. 이러한 기계적 수용체는 고유수용성 기능을 갖고 무릎자세 변화를 감지하여 무릎주변 근육의 운동활동에 영향을 미치게 되고 이를 #전방십자인대반사 라고 합니다. 전방십자인대반사는 정상적인 무릎기능에 필수적인 부분으로 전방십자인대 파열 환자에서 이러한 피드백 손실은 대퇴사두근의 약화를 가져오게 됩니다.
전방십자인대은 전방이동 총 억제력의 85%를 제공합니다. 과도한 경골 내회전 및 외측회전, 내반 및 외반 작용을 방지합니다. 후방십자인대와 함께 무릎의 즉각적인 회전 중심을 조절하고 관절 운동을 제어합니다. 전내측 다발이 경골의 전방 이동에 대한 일차적인 제한을 하고 후외측다발은 무릎 신전과 신전상태에서 회전 부하에 대한 안정성을 주로 제공하게 됩니다.
전방십자인대의 손상 역학
전방십자인대는 슬관절에서 손상의 빈도가 가장 높은 인대로 축구, 스키, 농구 등의 스포츠 활동에서 흔하게 발생이 됩니다. 또한 단독 손상보다는 내측측부인대, 내측반월판과 같은 다른 구조물의 손상을 동반하는 경우가 많습니다.
무릎이 펴진상태에서 경골의 전방이동에 대한 저항인 #Lachman test는 부피가 큰 후외측 다발에 의한 것이고, 무릎을 구부린 상태에서 경골의 전방이동에 대한 저항인 #전방끌림검사 (Anterior drawer test)는 전방 내측 다발에 의한 것입니다. 후외측 다발의 파열은 과신전의 증가, 무릎 신전, 외회전 및 내회전 증가, 무릎의 중간 굴곡 상태에서 외회전의 증가를 일으키게 됩니다. 전내측 다발의 파열은 굴곡 시 전방 이동의 증가, 과신전의 약간의 증가, 회전시 약간의 불안정성을 유발하게 됩니다. 전방끌림 검사에서 반대측 슬관절 보다 8mm이상 더 많이 끌리게 된다면 전방십자인대의 손상이 있음을 확인 할 수 있습니다.
전방십자인대의 흔한 손상은 주로 발을 딛고 있는 고정된 상태에서 대퇴골이 과도하게 외회전, 후방이동을 할 때 발생이 제일 흔하게 발생이 되고, 다른 기전은 발이 지면에 고정되어 있는 동안 슬관절이 과도하게 신전되는 경우 손상이 발생됩니다. 보통 30%는 직접적인 외상에 의하고, 70%는 잘못된 동작이 원인이 됩니다.
여성이 남성보다 손상 가능성이 3배가 높습니다. 그 이유는 골반의 넓이가 넓어 Q각이 크게 형성되어 대퇴골의 각도차이는 근육의 활성을 다르게 하고, 호르몬의 변화도 인대의 느슨함을 유도할 수 있습니다. 또한 여성의 무릎의 동적위치가 관상면상에서 외반 이동이 더 많이 발생되는 부분도 원인이 될 수 있습니다.
전방십자인대의 손상단계
1단계 염좌 : 인대의 섬유가 늘어났지만 열상은 발견되지 않은 상태
약간의 부드러움과 부종이 발견됨
활동 중에 무릎의 불안정을 느낄 수 없고 늘어짐이 증가하지 않고 단단한 끝느낌
2단계 염좌: 인대의 섬유가 불오나전한 열상 및 출혈
약간의 부드러움과 약간의 기능상실과 함께 주종이 발견됨
관절이 불안정하고 활동 중 피로감이 증가됨
전방이동은 증가하나 단단한 끝느낌
3단계 염좌: 인대의 완전 파열
압통은 있으나 통증이 제한적으로 발생되고 부종이 발견됨
인대에 의한 무릎 움직임 제어가 없고 힘이 삐지는 느낌이 나타남
전방십자인대의 손상 임상증상
- 손상은 한 쪽다리로 서거나 착지, 점프시에 발생됨
- 부상당시 소리가 남
- 광범위한 부종으로 인해 초기 불안정이 나타남
- 비틀리느 동작에서 회피 움직임 보임
- 손상 직후 강한 통증
- 제한된 움직임(특히 최대 신전)
- 광범위한 부드러움
- 경골의 골절 동반 가능
- 관절낭 손상 동반시에 슬와낭종 발견됨
전방십자인대의 손상 예방
전방십자인대 손상을 예방하기 위해서는 운동 전에 충분한 워밍업이 필요하고 기초근력의 강화, 협응력, 민첩성, 플라이오메트릭 운동을 통한 다양한 자세에서의 균형을 유지하는 예방운동과 스트레칭이 필요합니다.
다음은 전방십자인대 손상 예방을 위한 스트레칭과 운동입니다.
● 대퇴사두근 스트레칭
https://www.youtube.com/watch?v=GGmmgB2r9s4
● 햄스트링 스트레칭
https://www.youtube.com/watch?v=77qsTUuet-c
● 스쿼트 운동
https://www.youtube.com/watch?v=ehfAPkVkk-k
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