관절가동술은 항상 관절형상학에 입각해서 적용해야 한다.

너무도 뻔하게 관절가동술(joint mobilization) 관절형상학(Arthokinematic)에 입각해서 활주 방향을 적용해야 한다는 썸네일을 보고 들어왔지만, 만약 기존 원리와 방식대로 적용하지 않는다면 효과가 없다고 생각하시나요?

 

물리치료사는 학부 과정에서 관절가동술(JM)에 대한 내용을 접하며, 임상에 나와도 관절 도수치료를 배우고 익힌다. 이러한 Joint mobilization은 1980년대 Freddy Kaltenborn과 Geoffrey Maitland의 도입으로 지금까지 많은 치료사들이 임상에서 환자를 치료할 때 사용하는 대표적인 도수치료 테크닉이다.

 

인간의 움직임을 역학적으로 설명하기 위한 관절운동형상학의 구르기(Roll), 미끄러짐(Slide), 회전(Spine)에 대한 개념을 관절 형태에 따라 구분하여 교육 받고 있으며, 치료 방향을 설정할 때 생체역학적 관점에서 진행하는 것이 지배적이다.

 

 그렇다면 오늘은 1980년 발전된 관절가동술 도수치료가 2023년 현재는 어떠한 관점에서 활용될 수 있는지를 개인적인 의견을 추가해서 전달해보도록 하겠다.

 

칼텐본(Keltenborn)의 오목-볼록 법칙에는 결함이 있거나 잘못 해석되지 않았을까? 

칼텐본의 오목-볼록 규칙은 전 세계의 많은 물리치료학과에서 교육되고 있으며, 이 글을 읽는 선생님들께서도 다 배웠을 개념이라고 생각된다. 그러나 그 개념은 시간이 흘러 다양한 실험적 증거(Evidence)들이 제시되었을 때 다른 많은 개념과 마찬가지로 결함(Flawed)이 발생할 수 있다.

 

오목-볼록(Concave-convex) 규칙에 대한 간략한 설명

인간의 움직임은 운동형상학과 관절운동형상학 두 가지 개념으로 설명될 수 있다. 관절가동술을 적용할 때 치료 방향을 설정하기 위해 볼록-오목 규칙을 기준으로 하며, 관절들의 움직임 방향에 따른 관절낭(Joint capsule)의 어느 부분이 스트레칭이 되는지를 알 수 있다.

오목-볼록 규칙 (Concave-convex rule)

: 볼록한 면을 기준으로 오목한 면이 움직일 때 구르기(Roll)와 미끄러짐(Glide)은 같은 방향으로 나타난다.

 

볼록-오목 규칙 (Convex-concave rule)

: 오목한 면은 기준으로 볼록한 면이 움직일 때 구르기(Roll)와 미끄러짐(Glide)은 반대 방향으로 나타난다.

 

관절가동술은 관절주머니가 어느 부분이 스트레칭 되어야 하는지를 위해 적절한 병진 활주 방향을 결정해야하며, 관절운동학에 대한 지식을 통해 관절가동술의 방향을 정하였지만, 정말 이렇게 간단한 개념으로 설명할 수 있을까?

 

정말 관절형상학 규칙에 따라 관절에서 구르기(Roll)와 미끄러짐(Glide)이 발생합니까?

Bayens et al 2000의 자료에 따르면 팔을 던지는(예시 : 야구) 동작에서의 관절운동학을 조사하였고, 기존에 우리가 알고 있던 오목-볼록 규칙처럼 Ball and Socket Joint가 작용하지 않는다는 신기한 발견을 하였다. 그들의 연구에서는 상완골두가 우리가 예상했던 것과 반대로 즉, 실제 후방으로 움직이는 것을 관찰하였다.

 

위와 같이 관절의 움직임이 일반적으로 언급되고 있는 관절형상학 규칙을 따르지 않는 것으로 보이는 많은 증거들이 존재하고 있다. Scarvell et al 2019의 연구에서는 무릎 관절의 굽힘이 실제로 대퇴골의 후방의 후방 병진과 연결되어 있다는 사실을 발견하였고, Bayens et al 2006의 연구에서도 몸쪽 노자뼈(Proxiaml radioulnar) 관절에서 회외(Supination)동안 노뼈의 머리는 후방 병진으로 움직이는 발견한 반면, 오목-볼록 규칙은 같은 움직임에서 전방 활주 한다고 설명한다.

 

그렇다면 과연 기존에 알고 있던 규칙이 실제 연구에서의 결과와 다르다는 것을 어떻게 설명할 수 있을까?

 

Schomacher 2009의 연구에서는 상완골 머리가 후방으로 이동하는 던지기 후반 단계에서 뒤쪽으로 회전한다는 사실을 잊어서는 안 된다고 주장한다. (후방 회전은 전방 미끄러짐과 쌍으로 움직인다는 개념) 해당 연구에서 상완골의 병진 움직임은 몇 밀리미터(mm)임에도 불구하고 말이다.

이것은 조금 더 생체역학적인 원근법으로 표현하자면, 둘레가 16cm인 성인 크기의 상완골두를 예시로 들 수 있다. 순수한 구르기(Roll) 운동으로 인해 발생하는 90도 정도의 외전(Abduction) 움직임은 이론적으로 상완골두가 약 4cm 정도 관절에서 관절의 위치를 이탈하게 하기에 구르기와 동시에 활주 운동은 불가피하다.

 

 

분명 상완골두가 구르기(Roll)하는 동시에 미끄러짐(Glide)이 발생해야지만, 관절안에서 이탈없이 몇 mm만 움직인다는 사실은 관절의 미끄러짐(Glide)이 나타난다는 확실한 증거이다. 그렇기에 위에서 언급된 연구 결과에도 불구하고 관절운동형상학에 입각한 오목-볼록 규칙은 모순이 아니라는 것이다. 우리는 상완골두의 중심부의 움직임과 관절 표면의 움직임을 구분할 수 있어야 한다. 

 

오목-볼록 규칙은 관절가동술 적용 시 활주 방향을 정확히 알려준다?

비교적 최근 아주 재미있는 결과를 제시한 Johnson et al 2007의 연구를 한번 살펴보자. 유착성 관절낭염 또는 동결견 환자의 어깨 관절의 외회전 가동범위 증진을 위해 오목-볼록 규칙에 근거하여 상완골(Humeral head)는 외회전에서 전방으로 활주하며, 그와 반대로 견갑골(Scapula)는 후방으로 활주하는 것이 기본 개념이다. 이는 우리가 기존에 알고 있던 내용과 크게 다르지 않다.

 

그렇기에 Johnson과 그의 동료들은 이러한 규칙에 따라 외회전 가동범위를 증진시키기 위하여 전방 활주 운동을 수행해야 한다고 추론하였으며, 이를 비교 하기 위하여 한 그룹에서는 전방 활주를 다른 그룹에서는 후방 활주를 제공함에 있어 그 결과의 차이는 비교하였다.

 

 

오목-볼록 규칙에 의거하여 전방 활주를 제공한 그룹에서는 외회전 가동범위 3도를 개선한 반면에 그와 반대로 후방 활주를 제공한 그룹에서는 외회전 가동범위를 약 31.3도를 개선하였다는 놀라운 결과를 보였으며, 유착성 관절낭염 환자에서 외회전 가동범위를 개선하기 위한 전방 및 후방 가동술은 두 그룹 모두 통증이 유의하게 감소된 것으로 보고되었다.

 

이러한 연구에 대한 결과에서 이들의 견해는 무엇보다 외부 회전이 실제 구르기(Roll)와 미끄러짐(Glide) 움직임보다 관절의 회전 움직임이 발생하느지에 대한 의문점이 들었다는 것이다. 또한 Neuman 2012년 Editroial에서는 오목-볼록 규칙은 단지 관절형상학에서의 움직임을 설명하기 위한 내용이며, 관절가동술의 활주 적용 방향을 설정하기 위해 만들어진 개념이 아니라고 설명하고 있다.

 

 

즉, 치료사들은 치료를 할 때 이러한 규칙에만 의거하여 관절의 움직임을 회복하기 위한 가동술을 적용하는 것이 아닌 환자의 증상과 관련된 병리학적 임상 소견을 치료해야한다. 후방 활주를 적용하면 관절주머니의 일부가 우선적으로 스트레스 받을 수 있으므로, 관절 내부의 공간이 회복되고 더 큰 회전을 허용할 수 있을 것으로 생각된다.

 

관절주머니의 어느 부분이 가장 제한되어 있는지, 가동범위의 시작과 끝에서 상완고두의 위치에대한 객관적인 정보는 알기 어려우며, 이러한 추론은 순전히 추측이며 다른 관점에서 생각해보아야 한다.

 

문제는 바로 콜라겐의 응력-변형률 곡선을 볼 때 끝 단계에서만 관절 가동이 발생한다는 점을 감안할 때 관절주머니에도 큰 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 관절가동술(JM)을 끝가지 유지한다면 약간의 변형(Creep)를 만들 수 있으지도 모르지만, 이는 다른 도수치료와 마찬가지로 그 효과는 아마 신경생리학적 기전에 의해 나타난 것으로 생각할 수 있다.

 

 

관절가동술(JM) 적용 규칙은 잘못 해석된 부분이다?

자 그렇다면 위에서 작성한 내용을 한번 요약해보도록 하겠다. 오목-볼록 규칙에는 결함이 있는 것일까? 아니면 잘못해석된 것일까? 이에 대한 대답은 NO..!! 여전히 관절의 역할과 활주(Glide) 측면에서 관절운동형상학적 개념하에 움직임을 설명해야 한다.

 

뼈운동형상학(Osteokinematic) 움직임을 개선하기 위해 우리가 관절가동술의 방향을 결정하는데 기존 개념처럼 활용할 수 있을지에 대한 대답에는 기존의 관행보다는 적을 것으로 판단된다. 이러한 규칙이 시작점이 될 수 있지만 각 환자에 대한 움직임 범위와 구르기(Roll) 및 미끄러짐(Glide)의 한계를 개별적으로 평가해야 하므로 낮은 신뢰성(Reliability)를 항상 염두어 두어야 한다.

 

현재까지의 많은 연구 결과에서 도수치료의 메커니짐에 대한 증거(Evidence)를 고려할 때 관절주머니의 특정 부분을 늘리는 것은 어려울 수 있고, 통증에 댛나 조절과 움직임의 회복은 신경생리학적 메커니즘에 의해 나타날 가능성이 높으며, 실제 유착성 관절낭염 환자의 움직임 회복은 질병의 자연 과정과 더불어 지속적인 조직의 스트레칭 자극을 장 기간 제공해야지 나타날 수 있는 길고 긴 싸움이다.

 

물리치료사는 세포로 이루어진 유기체의 생물학적 관점에서 병리학(Pathologic)에 대한 이해를 토대로 통증 그리고 병리 그에 따른 자세와 움직임 변화에 대한 상관관계를 숙지하고, 물리치료 본연의 목적인 재활(Rehabilitation)을 잃지 않아야 한다.

 

Ref )

 

1) Baeyens, J-P., Pierre Van Roy, and Jan Pieter Clarys. "Intra-articiilar kinematics of the normal glenohumeral joint in the late preparatory phase of throwing: Kaltenborn's rule revisited." Advances in Sport, Leisure and Ergonomics. Routledge, 2003. 321-332.

 

2) Baeyens, Jean-Pierre, et al. "In vivo 3D arthrokinematics of the proximal and distal radioulnar joints during active pronation and supination." Clinical Biomechanics 21 (2006): S9-S12.

 

3) Neumann, Donald A. "The convex-concave rules of arthrokinematics: flawed or perhaps just misinterpreted?." journal of orthopaedic & sports physical therapy 42.2 (2012): 53-55.

 

4) Schomacher, Jochen. "The convex–concave rule and the lever law." Manual therapy 5.14 (2009): 579-582.

 

5) Johnson, Andrea J., et al. "The effect of anterior versus posterior glide joint mobilization on external rotation range of motion in patients with shoulder adhesive capsulitis." journal of orthopaedic & sports physical therapy 37.3 (2007): 88-99.

 

6) Scarvell, Jennie M., et al. "Analysis of kneeling by medical imaging shows the femur moves back to the posterior rim of the tibial plateau, prompting review of the concave-convex rule." Physical Therapy 99.3 (2019): 311-318.