무릎 운동손상의 기능해부학

무릎 운동손상의 기능해부학

임비오

중앙대학교

Introduction

Knee

 무릎은 인체 내에서 가장 큰 관절

 Femur와 tibia로 연결된 hinge joint

 주로 flexion/extension 운동

 관절면이 비교적 평평하여 주위의 인대나 근육들에 의해 안정성이 유지  불안정한 관절

 위로부터의 부하(체중, 중력)와 아 래로부터의 부하(달릴 때의 충격 등)를 받음

 스포츠 손상이 많은 부위

Knee ( X-ray )

Knee ( MRI )

Ligament

 ACL: tibia의 condyle 앞쪽, femur의 lateral condyle의 안쪽에 부착

 Tibia가 앞으로 밀리는 것을 막음

 PCL: tibia의 condyle 뒤쪽, femur의 medial condyle의 바깥쪽에 부착

 Tibia가 뒤로 밀리는 것을 막음

 왜 비스듬한 방향으로 놓여 있을까?

Functional Anatomy of Knee Bone

Femur

 가장 길고 무거운 뼈

 Head

 골반의 Acetabulum에 꼭 맞아 hip joint 형성

 Cartilage로 싸여있음

 Neck

 골절률 ↑(특히, 노인들]

 근육부착 지점

 Greater trochanter

 Lesser trochanter

 Condyle

 Epicondyle

Tibia-Fibula

Tibia

 Femur와 무릎관절을 이룸

 몸통의 앞면  타박상

 Tibial tuberosity

 Patellar ligament 부착장소

 Q-angle

Fibula

 Not involved in knee joint

 Tibia와 관절을 이룸

 No weight bearing

 근육과 근막의 부착장소

Patella

 Sesamoid bone

 위쪽  base

 아래쪽  apex

 기능

 Protect knee joint

 Protect quadriceps tendon

 Features : Laterally unstable

 Femur lateral condyle 더 튀어나와 있 음

 Vastus medialis contraction

 바깥쪽에서 큰 부하 받음  관절염

위험

Functionl Anatomy of Muscles

Gluteus maximus

 Origin

 장골의 외측면, 후천장 및 천결절인대

 천골 후면

 Insertion

 장경인대

 대퇴골의 둔근 조면

 Function

 Pelvis fix : Hip extension . ER

 Femur fix : retroversion. Pelvis IR.

 엉덩이와 무릎관절의 고정

Gluteus medius

 Origin

 장골의 와(Iliac fossa)

 Insertion

 대전자(Greater trochanter)

 Functions

 Pelvis fix : Hip abduction

 Femur fix

 양측 수축 시(Bilateral) : anteversion/retroversion

 한쪽 수축 시(Unilateral) : 골반의 외측 굴곡

Quadriceps femoris

 넙다리네갈래근, 대퇴사두근

 대퇴직근(Rectus femoris)

 중간광근(Vastus intermedius)

 내측광근(Vastus medialis)

 외측광근(Vastus lateralis)

 Hip flexion

 Knee extension

Hamstrings

 뒤넙다리근, 슬굴곡근

 반막양근(semimembranosus)

 반건양근(semitendinosus)

 대퇴이두근(Biceps femoris)

 Hip flexion

 Knee extension

 무용수의 척추 문제 유발

 ACL Injury

Functional Anatomy of ACL

 Essential for knee

 Necessary for

athletes involved in

& jumping sports

Anterior Cruciate Ligament

AMB & PLB

 AnteroMedial Band(AMB)

 PosteroLateral Bulk(PLB)

 The PL bundle is hidden behind the AM bundle and becomes visible during flexion as the femoral insertion moves anterior

AM PL

38.5 (+/-3) 19.7 (+/-2) AM

PL 7.0 mm

6.4 mm

PL

AM

AM and PL bundle have different length and diameter

AMB & PLB

AMB & PLB Tension

 Knee flexion:

 ACL twist 90° along its axis greatest tension in AMB

 Knee extension:

 straight orientation greatest tension in PLB

Function of ACL

ACL Injury

 75% of ACL injuries are

 Activities

 Deceleration (stop)

 Landing a jump

 Pivoting or cutting to

change directions

ACL Injury Mechanism (1)

 Body position at the time of injury

 Extended hip & knee

 Hip internal rotation

 Tibial external rotation

 Knee valgus

 Foot pronation

 Flat footed landings

ACL Injury Mechanism (2)

PL AM

Double-Bundle

PL AM

Single-Bundle

ACL Reconstruction

Functional Anatomy of PCL

Posterior Cruciate Ligament

 Strongest ligament in the knee

 Central stabilizer

 Mean length

 38mm

 Average width

 13mm

 Cross-Sectional area

 31.2mm²

 1.5 times greater than

ACL

AL & PM Tension











 tense(extension) lax(flexion)

Function of PCL

PCL Injury

 Less frequent injury

 5-10%

 Lack of science

 “10 years behind ACL”

 Mechanism

 Motor vehicle accident (50%)

 Sports injury (40%)

 Fall to the ground with the knee flexed and the foot

plantarflexed

 Hyperextension and valgus or varus stress combined with leg rotation

Functional Anatomy of MCL,LCL

Medial Collateral Ligament

 대퇴내상과에서 기시하여 경골 관절면 가장자 리에 부착

 두 층으로 구성

 천층 : 외반력에 대한 80% 안정성 제공

 심층 : 내측 반월상연골에 부착, 안정성 제공

 내측 안정성에 관여하는 구조물

 내측측부인대 (deep / superficial)

 posteromedial capsular lig. (post. Oblique)

 semimembranosus tendon

 oblique popliteal lig

 Pes Anserinus

 medial head of gastrocnemius.

Lateral Collateral Ligament

 대퇴 외상과에서 기시하여 비골골두에 부착

 내반력에 70% 안정성 제공

 외측 안정성에 관여하는 구조물

 외측 측부인대

 Popliteus tendon

 posterolateral capsular lig. (arcuate lig.)

 fabellofibular lig

 biceps femoris tendon

 장경대 (iliotibial band)

 lateral head of gastrocnemius

MCL LCL

Function of MCL & LCL

Functionl Anatomy of MENISCUS

Function of the Meniscus

 Load Transmission

 via circumferential hoop tension

 Shock absorption

 Joint stability

 2° restraint to cruciates and collaterals

 Joint lubrication

 Proprioception

 Nutrition

Medial vs. Lateral

 Medial Compartment

 STABLE CONTAINMENT

 Tibial Plateau

 Large, concave

 Meniscus firmly fixed

 Lateral Compartment

 DYNAMIC CONTAINMENT

 Tibial Plateau

 Smaller, convex

 Meniscus is mobile

Circumferential hoop tension

 Helps to distribute the load across the tibia

 MM: transmit 50% of joint load in MC

 LM : transmit 70% of joint load in LC

Circumferential hoop tension

 50% of joint load in extension

 85 – 90% in flexion

 Removal of 16-34% of the meniscus

 350% increase in contact stress

Function of the Meniscus

Kinesiology of Knee

Movements of ACL & PCL

 Knee flexion &

extension

 Tight

 External rotation

 Loose

 Internal rotation

 Tight

 ACL Injury?

Movements of MCL & LCL

 Knee flexion &

Internal Rotation

 Loose

 Extension &

External Rotation

 Tight

 Injury?

MCL & LCL Tear

 MCL

 관절 안쪽이 벌어지는 것 을 막음

 파열되면 tibia가 바깥쪽 으로 움직임

 LCL

 관절 바깥쪽이 벌어지는 것을 막음

 파열되면 tibia가 안쪽으 로 움직임

 MCL이 LCL보다 두껍

고 튼튼한 이유?

Movements of Meniscus

 Knee Extension Flexion Rotation

 Meniscus Forward Backward Forward

 (same direction)

Movements of Knee

 Flexion

 Active range < Passive range

 Hip flexion > Hip extension : Rectus femoris 당기기 때문

 Extension

 Hip extension < Hip flexion

: Hamstring 당기기 때문

Knee Joint

 Femur-Tibia angle

 <180⁰ : genu valgum (knock knee, X 다리, 외반슬, ACL)

 > 180⁰ : genu varum (bow leg, O 다리, 내반슬, 관절염)

 Long Standing + slight Flexion

 Meniscus tearing

 경계근무 군인

Knee Movement

 무릎의 바깥쪽에서 관절염이 많이 생기는 이유?

 Patellar-femur 관절은 바깥쪽에서 많은 부하와 스트레 스를 받기 때문  넙다리네갈래근이 수축하면 무릎뼈 가 바깥쪽으로 당겨지기 때문

Knee Movement

 무릎을 굽히고 펴는 동안에 약간의 “automatic rotation이 일어나는 이유?

 앞뒤로 보면 바깥쪽이 약간 볼록, 안쪽은 오목  바깥쪽에서 안쪽보 다 구르기가 더 잘 일어남

 MCL이 LCL보다 더 튼튼하기 때문  안쪽이 바깥쪽보다 적게 움직 임

Rolling-Gliding Movement

 Femur condyle이 gliding 만 한다면?

 굴러 떨어짐

 Femur condyle이 rolling 만 한다면?

 연골 손상

 Knee flexion

 Rolling → Gliding

 Knee Extension

 Gliding → Rolling Kapandji, 1970

Rolling-Gliding Movement

 Roll-back & Four-bar (Müller, 1982)

 Axis of motion passes through

 the intersection of the

bars

 Changing center of rotation

 Cruciate ligament: two rigid rods

Four Bar Linkage

참고문헌

 움직임 해부학 (조상현 역, 영문출판사, 1999)

 운동손상학 원론 (대한운동사회, 대한미 디어, 2003)

 인체해부학 (신문균 외, 현문사, 1998)

 스포츠재활 (2008 상반기 운동사 자격연 수 강의록 4권, 대한운동사회, 2008)

 Perry의 보행분석 (정석 외, 영문출판사, 2006)

 KNEE 기능해부학/관련 스포츠 손상 (김 진구, KATA, 2007)

 ACL Injury Mechanism and Prevention Program (임비오, 2008 KSSB, 2008)