족관절 구조 발 기능 내측종아치

해부학적 관점에서 보면, 족관절은 거퇴관절 하나만을 가지고 있다. 거퇴관절에서의 움직임은 근위 경비관절과 원위 경비 관절에서의 약간의 움직임을 초래한다. 이러한 기능적 연관성 때문에, 이 3가지 모든 관절들은 "족관절"이라는 주제하에 다루어지게 된다.

족관절 구조

경비관절은 비골이 2개의 관절인 근위 경비관절과 원위 경비관절을 통해 경골의 외측면과 연결된다. 경골과 비골 사이에 있는 결합조직막인 골간막 역시 두 뼈를 서로 연결하는 역할을 한다. 골간막은 족관절과 발에 영향을 미치는 많은 근육들을 위한 부착부위를 제공한다. 근위 경비관절은 슬관절의 바로 밑에서 외측에 위치한 윤활막관절이다. 이 관절은 비골두와 경골 외측과(lateral condyle)의 후외측면에 의해 형성된다. 관절면들은 일반적으로 편평하거나 약간 난형이며 관절연골로 덮여 있다. 근위 경비관절은 전방인대들과 후방인대들에 의해 강화된 관절낭에 둘러싸여 있다. 슬와근의 건은 이 관절의 바로 뒤쪽을 가로질러 지나가기 때문에 부가적인 안정성을 제공하게 된다. 슬관절의 측부인대와 대퇴이두근에서 발생한 힘들이 비골에서 경골로 잘 전달될 수 있도록 하기 위해 견고한 안정성이 근위 경비관절에서 요구된다. 원위 경비관절의 관절구조는 원위비골의 볼록한 내측면과 경골의 오목 한 비골절흔에 의해 형성된다. 원위 경비관절에서는 매우 작은 움직임이 허용되고 불규칙성 치밀결합조직으로 채워져 있기 때문에, 해부학자들은 이 관절을 부동관절 (synarthrosis)로 분류한다. 이 관절의 내면에 있는 윤활막은 거퇴관절의 내면에 있는 윤활막으로 계속된다. 골간인대(interosseous ligament)는 경골과 비골의 원위 말단부들 사이에서 가장 강한 결합력을 제공한다. 이 인대는 골간막이 원위로 연장된 것이다. 전경비인대(anteriortibiofibular ligament)와 후경비인대(posterior tibiofibular ligament) 역시 원위 경비관절을 강화시킨다. 원위경골과 원위비골 사이에서 형성된 안정된 결합은 거퇴관절의 안정성과 기능을 위해 필수적인 것이다. 거퇴관절은 거골의 활차면 및 양쪽 측면이 경골의 원위 말단부 및 양과(malleolus)에 의해 형성된 사각형의 강(cavity)과 관절함으로써 형성된다. 거퇴관절은 목수가 사용하는 나무관절(wood joint)과 닮았다 하여 장부(mortise)라 한다. 족관절 장부 근위면의 오목한 모양은 경골과 비골을 연결하는 결합조직들에 의해 유지된다. 얇은 관절낭이 거퇴관절을 에워싸고 있다. 관절낭의 바깥쪽은 사각형의 강 안에서 거골의 과도한 내번과 외번의 경사 (tilting)를 제한하는 측부인대들에 의해 강화된다. 거퇴관절의 내측측부인대를 흔히 삼각인대(deltoid ligament)라 한다. 이 인대는 강하고 넓다. 삼각 인대의 첨부는 내과에 붙어 있으며, 기저부는 3개의 표층섬유(경주상섬유,경종섬유,경거섬유)들이 부채꼴 모양으로 펼쳐져 있다. 이 섬유들의 원위 부착부위는 경주상섬유는 주상조면에 부착하고, 경종섬유는 재거돌기에 부착하고, 경거섬유는 거골의 내측결절에 부착한다.

발 구조 기능

거골하관절은 거골과 종골의 후, 중, 전 관절면들에 의해 형성된 관절이다. 거골하관절에서 일어나는 운동의 범위를 평가하기 위해, 부하를 받고 있지 않는 종골을 견고히 잡아서 양옆으로 회전시키면서 비틀면 된다. 이러한 운동 동안, 거골은 거퇴관절 내에서 거의 고정된 상태를 유지하게 된다. 비체중부하 활동 동안에 일어난 회내와 회외는 고정된 거골에 대해 종골이 움직임으로써 일어난다. 그러나 대부분의 활동들은 체중부하가 적용되고 있기 때문에, 종골은 비교적 고정된 상태에 놓이게 된다. 이러한 상황은 더욱 안정된 종골에 대해 하퇴와 거골이 회전운동을 하게 되는 좀 더 복잡한 운동형상학을 필요로 하게 된다. 거골 하관절에서의 가동성은 발이 그 위에 놓인 족관절과 하퇴의 방향에 영향을 받지 않는 위치에서 허용된다. 이러한 기능은 가파른 언덕을 옆으로 가로질러 걷기, 다리를 넓게 벌리고 서 있기, 그리고 흔들리는 보트 위에서 중심을 유지하기와 같은 활동에 필수적인 것이다. 발구조에서 돌출된 거골하관절의 후관절(posterior articulation)은 전체 관절면적의 약 70% 정도를 차지한다. 오목한 거골의 후관절면은 볼록한 종골의 후관절면 위에 놓여진다. 이 후관절은 서로 맞물려 있는 형태, 체중, 골간막, 그리고 활성된 근육에 의해 매우 단단하게 유지된다. 전관절(anterior articulation)과 중관절(middle articulation)은 거의 편평한 작은 관절면들로 구성되어 있다. 인대 종류에는 거골하관절 내에 있는 3 개의 가는 인대인 내측, 후, 외측거종인대(medial, posterior, and lateral talocalcaneal ligament)들에 의해 후관절이 그 위치에 따라 강화된다. 이들 인대들은 거골하관절에서의 일차적 안정자들로서 고려되지 않는다. 거골하관절은 몇몇 인대들에 의해 안정된다. 거골하관절을 유일하게 가로지르는 가장 중요한 실질적인 인대는 골간인대와 경부인대이다. 골간인대 (interosseous ligament)는 구분이 뚜렷하고 편평한 전섬유와 후섬유를 갖고 있다. 이 섬유들은 종골구에서 시작해서 거골구와 이와 인접해 있는 영역들의 상내측에 부착된다. 좀 더 큰 경부인대(cervical ligament)는 골간인대와 유사한 사선섬유의 배열을 갖고 있으나, 족근동 내에서 좀 더 외측에 위치해 있다. 경부인대는 경골경의 하외측면에 부착되기 위해 상내쪽으로 주행한다. 골간인대와 경부인대는 거골과 종골 사이에 있는 가장 강력한 결합조직이다.

발의 내측종아치

발의 내측면에 있는 오목한 발등(in-step)은 주로 내측종아치(medial longitudinal arch)에 의해 유지된다. 내측종아치에서 쐐기돌(keystone)의 역할을 하는 곳이 바로 거주상관절이다. 내측아치는 발에서 부하를 지지하고 충격을 흡수하는 일차적인 구조이다. 내측종아치에 기여하는 뼈들로는 종골, 거골, 주상골, 설상골, 그리고 3개의 내측 중족골들이 있다. 아치의 모양이 없다면, 예를 들어 달리기 동안에 생산된 크고 빠른 힘들의 작용은 뼈가 갖고 있는 생리학적 체중부하의 능력을 넘어서게 될 것이다. 발에 작용하는 힘들을 감소 시키는데 도움을 주는 다른 구조로는 지방패드, 표층 저측근막, 그리고 첫 번째 발가락의 기저부 저측에 위치한 종자골이 있다. 발의 저측근막(plantar fascia)은 내측종아치의 일차적인 지지 구조물이다. 저측근막은 두껍고 매우 강하며 교원질이 풍부한 섬유들이 가로와 세로에 걸쳐 놓여 있다. 35 발 바닥과 발의 측면을 덮고 있는 저측근막은 표층섬유과 심층섬 유로 나누어진다. 표층섬유들는 주로 두꺼운 진피에 부착되어 있으며, 이들은 전단력을 감소시키는 기능과 충격을 흡수하는 기능을 수행한다. 보다 더 넓은 저측근막의 심층섬유들은 종골 조면 내측돌기의 뒤쪽에서 시작된다. 이 시작점에서 출발하여 외측, 내측, 그리고 중심 섬유들로 나누어져 앞쪽으로 주행하다가 발에 있는 내재근의 첫 번째 층을 덮으면서 이들과 섞이게 된다. 좀 더 크고 중요한 중심섬유들은 중족지절관절들과 발가락에 있는 굴곡근 섬유초를 덮고 있는 저측판(인대)이 부착되는 곳인 종족골두를 향해 앞쪽으로 뻗어나간다. 따라서, 능동적인 발가락 신전은 심층섬유들에 있는 중심섬유들을 신장시켜, 내측종아치의 장력을 더하게 된다. 서있을 때, 체중은 장부(mortise)를 통과하여 내측아치를 가로지르면서 분산되다가, 결국에는 지방패드 그리고 발뒤꿈치와 중족골두 영역에 있는 진피로 가서 분산된다. 따라서, 체중의 힘들은 발의 넓은 부분에 걸쳐 분산된다. 전족부 밑에서의 압력은 대개 제2, 3중족골두 영역이 가장 크다. 대체로 보행에 의해 압력은 더욱 증가하게 되는데, 달리기나 점프 동작은 이러한 압력을 더욱더 증가시킨다. 서 있는 동안 발을 가로지르는 압박력(%)의 분포는 후족부(발뒤꿈치)는 60%,전족부에 28%, 중족부8% 이다. 체중은 거골을 하방으로 눌러 내측종아치를 편평하게 만드는 경향이 있다. 이러한 작용은 종골과 중족골두 사이의 거리를 증가시킨다. 신장된 결합조직(특히, 저측근막의 심층섬유)에서 발생된 장력은 반탄력적인(semielastic) 끈으로 작용하게 되어, 아치의 최저 하강만을 허락하게 된다. 반탄력적인 끈(스프링)과 같은 작용은 체중을 지지하고 흡수한다. 아치가 눌리는 동안, 후족부는 약간 회내 되는 경향이 있다. 이것은 종골이 경골에 대해 약간 외번 되어 있는 것을 후면에서 관찰해 보면 명백해 알 수 있게 된다. 한 발로 체중을 지지함에 따라 체중지지를 하고 있지 않은 발의 탄력적이고 유연한 아치는 부하를 주기 전의 높이로 다시 돌아오게 된다. 종골은 원래의 위치로 돌아오면서 약간 내전 되는데, 이것은 다시 충격흡수의 기능을 준비하기 위한 것이다.