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보행운동학

아동, 성인, 노인의 보행발달

by 걷기전문 물리치료사 2024. 10. 25.

누구나 보행을 한다. 하지만 보행을 위한 기능에는 다양하고 복잡하다. 1세 때의 어리숙하게 서는 자세부터 한 발 떼기로 시작해서 보행동작은 7세가 되어야 성숙해진다. 아동보행 패턴, 성인보행 패턴, 그리고 노인보행 패턴을 보면서 보행의 변화를 알아본다.

아동보행  (Immature Walking)

아동의 보행 패턴은 성인의 성숙 보행과 완전히 다르다. 일반적으로 독립 보행을 하는 평균 연령은 11~15개월이다. 아동은 넓은 기저면을 이용하고, 슬관절을 이용하지 않고 고관절을 먼저 이용해 다리를 내딛는다. 초기접지기는 발바닥 전체를 이용하고, 고관절의 외회전이 뚜렷하다. 아동의 보행은 성인에 비해 양하지 지지기가 길고, 짧은 걸음을 띤다. 아동이 보행을 시작할 때, 팔을 이용해 균형을 잡는다.연구자들에 따르면, 3세까지 미성숙한 보행이 일어나고, 다음과 같은 특성을 갖는다고 한다.1. 일정하지 않는 걸음길이 2. 유각기는 과도한 고관절과 슬관절의 굴곡, 고관절의 외전, 그리고 외회전을 갖는다. 3. 초기접지기시 발꿈치닿기보다는 발바닥닿기가 이 루어지고, 입각기 동안 슬관절 과신전이 일어나고, 부하반응기와 중간입각기 때 발의 회내가 일어난다. 4. 기저면이 몸통의 면적보다 넓다. 5. 팔로 높은 방어 자세, 중간 방어 자세, 낮은 방어 자세를 취한다. 높은 방어 자세에서 팔을 상호 스윙하는 시기의 전환은 보행을 시작한 후 4~5개월 이후에 일어난다. 6. 골반경사나 골반 회전과 같은 골반 가동성의 부족이 발생한다. 7. 온걸음길이(활보)가 감소되고 분속수(보행율)가 증가된다. 아동은 보행속도를 증가하기 위해, 분속수를 증가시킨다. 다리 길이의 짧음과 골반 가동성의 제한에 의해 온걸음길이가 짧아진다. 2세 쯤의 초기접지기는 발꿈치 닿기로 이루어지고, 입각기에서 첫 번째 슬관절의 굴곡이 나타나고, 팔은 아래쪽으로 내려간다. 이 시기 때의 대부분 아동은 팔을 상호적으로 스윙할 수 있고, 고관절의 외회전이 감소하고, 기저면이 좁아진다. 3세 때의 관절 운동은 성인의 패턴과 비슷하고, 7세 때 성숙한 보행 패턴이 일어난다. 아동 보행의 주요 기능적 변화를 보면 18개월에 발꿈치로 초기접지를 한다. 상호 교차적인 팔 스윙이 나타난다. 대부분의 아동들은 기능적 과제를 수행하기 위해 보행속도가 빨라진다. 2세에서 3세가 지나면서는 입각기 동안 슬관절의 굴곡이 보다 일정하다. 분속수(보행률)의 증가와 걸음길이(보폭)의 감소를 제외하고 모든 보행 요소들이 성인 보행과 비슷하게 나타난다. 보행패턴이 성숙하면서 달리기를 할 수 있다. 42개월이 되면 골반보다 작은 기저면을 가진다. 4세에 드디어 상호적인 팔 스윙이 완전하게 성숙해진다. 6세~7세에 성인과 같은 보행 패턴이 나타난다. 다리길이의 증가로 온걸음길이(활보)가 점점 증가한다.

성숙한 성인 보행 (Mature Walking)

정상적인 성인의 성숙 보행에는 5가지의 주요 특성이 존재한다고 한다. 첫 째, 입각기 시의 안정성 둘째, 유각기 시의 충분한 풋 클리어런스 셋째, 초기접지기를 위한 유각기 동안의 적절한 발 위치 넷째, 적절한 걸음길이 다섯째, 충분한 에너지 소비이다. 성인의 성숙 보행 특성은 드라마틱하게 나타나지 않고, 몇 년에 걸쳐 발달한다. 즉, 1세쯤에 보행이 시작되고, 2-3 세 때 보행의 변화가 일어나고, 7세쯤에 성인의 보행 패턴이 나타나게 된다. 이들 특성을 가진 성숙 보행의 발달은 정상 보행의 전제 요건이 필요하다. 적절한 운동조절, 중추신경계 성숙, 적절한 관절가동범위(ROM), 근력, 적절한 뼈의 구조 및 성분, 완전한 감각이 보행에 크게 영향을 준다. 그 밖에 성숙 보행에 주요 요소로는 골반경사와 골반 돌림, 발꿈치 닿기를 이용한 초기접지기, 중간입각기 때의 무릎관절 굽힘, 엉덩관절, 무릎관절 및 발목에서 조율되는 성숙한 상관관계, 적절한 기저면, 그리고 팔의 상호 스윙이다. 성숙함에 따라, 근육 활성의 패턴이 정교해지고, 에너지 효율성이 향상된다. 보행 효율성은 보행 역학뿐만 아니라, 보행 시 요구되는 에너지 소비와 관련된다. 신체는 한 지점에서 다른 지점으로 움직일 때 많은 조절 기전을 제공하고, 보행 효율성은 여러 요소에 의해 좌우된다. 이들 요소로는 관절 기능, 근력, 신경계 조절 및 에너지원 등이 있다. 청소년 때까지는 자유 보행속도가 점차 증가하다가 청소년기 이후부터 노년기까지는 자유 보행속도의 변화가 없다.

노인보행 (Older Adult Walking)

노인보행의 변화에 특징은 균형능력, 다리 근력, 유연성과 가동범위 및 감각 정보 등이 두드러진다. 그리고 인지 요소도 보행 변화에 중요한 영향을 준다. 건강한 노인은 젊은 사람보다 활보길이가 짧고 느리게 걷는다. 노인이 시각적 환경을 모니터 하기 위해 많은 시간을 보내고 또 장애물을 피하기 위해 더 주의 깊게 걸을 때, 예상되는 이동 능력도 노화에 영향을 받는다. 매우 어린 사람과 노인의 보행 특성은 몇 가지 비슷한 점이 있다. 이들의 보행은 한 발 지지기의 감소와 양발지지기의 증가를 보인다. 아동과 노인 연령군의 보행은 균형 장애의 바로미터로 간주된다. 어린 아동의 보행은 균형을 유지하기 위해 넓은 기저면을 가지는데, 노인의 보행도 마찬가지다. 어린 아동과 노인의 근육활성 패턴은 보행 동안 주동근과 길항근의 협력작용을 보인다. 이런 근육의 협력 작용은 근육의 강성을 증가시키려는 적응성 기전이며, 이것은 균형조절에 도움을 준다. 노인에게 나타나는 일반적인 보행 특성은 기저면이 넓고, 상호적인 팔 스윙이 감소되고, 느린 걸음속도를 갖는다. 활보길이가 감소되고, 양발지지기의 기간이 증가된다. 이런 보행 변화는 노화에 따른 근육뼈대계와 신경계의 변화로 나타난다. 노인의 보행 적응력은 운동신경세포 소실, 근섬유 소실, 유산소 능력 소실에 따른 근력 감소와 관련 있다. 연구에 따르면, 노인의 보행에서 나타나는 가장 일반적인 변화는 걸음길이의 감소와 양발지지기의 증가이다. 노인은 어린 아동에게서 나타나는 주동근-길항근 공동작용 패턴을 보이는데, 이런 공동 작용 패턴은 자세 조절 감소와 균형 장애를 보상하려는 적응성 전략이다. 60세 미만 사람의 보행과 노인의 보행을 비교한 내용을 요약하면, 시간적 특성으로는 속도 감소, 입각기 증가, 양발지지기 증가, 유각기 감소이다. 공간적 특성으로는 걸음길이 감소, 활보길이 감소, 걸음폭 증가다. 또한 운동형상학 변화에는 무게중심의 수직 운동 감소, 팔 스윙의 감소, 고관절, 슬관절 및 발목 등의 굴곡 감소, 발바닥으로 초기 접지하는 경우가 자주 발생하며, 입각기 동안 동적 안정성이 감소한다. 너무나 많은 변수들(속도, 다리 길이)때문에 보행변수가 영향을 받아서 노인보행에 대한 연구가 제한이 많다. 그 외에도 보행에 영향을 주는 질병들을 통제하기 어렵고, 60~65세 이후 보행에서 약간의 변화가 시작되지만, 노인보행의 비정상적 보행이 노화에 의한 것보다 개인에 따라 많은 가변성이 존재한다. 요약하면 생애주기에 따라서 아동과 노인들의 보행패턴이 비슷하다. 하지만 원인이 같지 않고 전혀 상반된 이유가 많다. 아동은 미성숙해서 걸음길이가 감소하지만 노인은 안정성이 약화가 와서 감소한다. 걸음길이 감소와 양발지지기의 증가가 퇴행 변화의 핵심요소다.