어깨 해부학적 구조 - eokkae haebuhagjeog gujo

물리치료사에게 듣는 어깨관절 이야기 (1) - https://nyptstory.tistory.com/9

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물리치료사에게 듣는 어깨관절 이야기 (3) - https://nyptstory.tistory.com/12

미국 정형물리치료사가 강의하는 Evidence Based Orthopedic PT Course - https://nyptstory.tistory.com/86

안녕하세요. 뉴욕 물리치료 이야기 지봉학 입니다.

한동안 포스팅이 뜸했던것 같네요. 갑자기 면역력이 떨어지게되면 몸안에 있는 항체가 정상적인 안구의 포도막을 나쁜물질로 인식해 염증이 생기는 포도막염때문에 지금도 고생중에 있습니다. 반성합니다 에고. ^^;;

저같은 경우 가장 관심이 많은 분야는 척추(spine)입니다만, 한국에 있을때 자의반 타의반으로 어깨에 대하여 공부를 많이 할 기회가 생겼었습니다. 여러가지 전공관련 포스팅을 보게되면서, 웹상에서 잘못된 내용들이 근거없이 올바른 내용인것처럼 게시되어 있는 글도 많이 보았구요. 그래서 지금부터 (얼마나 걸릴지는 모르겠지만) 저처럼 이제 막 물리치료를 시작하는 분들을 위해, 그리고 어깨관절이 궁금하신 분들을 위해 물리치료사로써 바라본 어깨관절에 대한 기능해부학, 감별진단, 물리치료적 중재법등 전반적인 내용들을 알아보려고 합니다.^^

*사실 해부학은 의학뿐만 아니라 많은 분야에서 중요한 학문이고 내용 또한 많습니다. 이 포스팅은 어느정도 해부학적 지식이 있다고 판단되는 분들을 위해, 그리고 깊은 해부학적 수준의 내용까지는 필요하지 않은 분들을 위해서 간단히 언급하고 가는 수준에서 작성해보도록 하겠습니다.

어깨관절 복합체 (Shoulder Complex)

어깨 해부학적 구조 - eokkae haebuhagjeog gujo

<Shoulder Complex>

흔히 우리가 아는 어깨관절은 견관절(shoulder joint)이라고 합니다. 상완골(humerus)과 견갑골(scapular)의 관절와(glenoid cavity)가 만나서 관절을 형성하기 때문에 상완와관절(Glenohumeral joint, GH jt)이라고도 합니다. 대부분의 임상적인 어깨관절문제는 이 GH joint에서 일어나지만, 원인이 되는 요인들은 GH joint에서가 아닌 다른 곳에 있는 경우가 많기 때문에 우리는 어깨관절 복합체(Shoulder Complex)에 대해서 알아야 합니다.

어깨관절복합체는 4개의 관절 및 4개의 뼈로 구성되어 있으며 특히 관절들은 GH jt를 움직이기 위해 도움을 주는 필수적인 관절입니다.

1. Joint and articulation

1) 흉쇄관절(Sternoclavicular joint; SC joint) :

흉골과 쇄골이 만나서 움직이는 관절이며, 이 관절에서 나타나는 움직임은 GH jt의 flexion과 extension시 일어나게되는 elevation, depression. 그리고 shoulder flexion후반부에서 일어나는 쇄골의 posterior rotation이 일어나며, scapula와 함께 일어나는 protraction, retraction이 있습니다. 물리치료사로써 임상에서 환자를 볼 경우 크게 문제점을 찾아볼 수 없는 관절입니다.

2) 상완관절(Glenohumeral joint; GH joint) :

인체의 관절중 고관절(hip jt)과 함께 가장 가동성이 큰 관절입니다. 관절의 수동적인 안정성이 부족하기 때문에 많은 인대와 근육으로부터 안정성을 갖기 때문에 손상이 많이 일어나는 관절입니다(이에 관한 내용은 다음편에 차례대로 설명해보도록 하겠습니다.^^). 관절의 움직임으로 sagittal, frontal, transverse축을 기준으로 flexion, extension, abduction, adduction, int rotation, 그리고 ext rotation이 일어납니다.

3) 견쇄관절(Arcromioclavicular joint; AC joint) 및 

견흉관절(Scapulo-thoracic articulation; ST joint or articulation) :

Shoulder jt를 평가시 꼭 먼저 평가해야 하는 관절입니다. 쇄골(clavicle)과 견갑골(scapula)가 만나서 움직임이 일어나는 관절으로, 견관절에 대한 물리치료적 평가(physical therapist assessment)시 가장 중요한 관절입니다. 이 관절에서 일어나는 움직임으로는 upward and downward rotation, internal rotation and external rotation(protraction and retraction), anterior and posterior tilting, abduction and adduction 그리고 elevation and depression이 있습니다.

AC jt같은경우 GH jt의 움직임을 위한 견봉하공간(subacromial space)을 구성하며 많은 인대들로 구성되고 있습니다. 이 견봉하 공간의 좁아짐으로 충돌증후군(impingement syndrome)의 원인이 되며, 외상으로 인한 인대손상 및 탈골(dislocation)이 많이 일어나는 관절입니다. 

어깨관절 복합체의 정상 정렬 (Normal alignment of the shoulder complex)

어깨관절복합체, 특히 견갑골의 정상적인 위치는 물리치료평가 및 진단에 있어서 중요합니다. 그 이유로, 물리치료에 적응증이 있는 대부분의 환자 또는 고객들은 움직임에 손상이있거나, 이 비정상적인 움직임이 야기하는 기능적 손상이 구조적인 문제로 나타날 수 있기 때문입니다. 예를들면, 견갑대(shoulder girdle)의 잘못된 움직임으로 생기는 충돌증후군으로 인한 회전근개(rotator cuff)의 건염(tendinitis)또는 건병증(tendinopathy)이 가장 대표적인 질환으로 볼 수 있습니다.

1. 관상면 (frontal plane)

견갑골의 정상적인 위치 및 움직임은 어깨관절 안정화(stabilization)를 위해 굉장히 중요한 요소입니다. 그 이유는 나중에 설명하게 될 견갑상완리듬(Scapulohumeral rhythm)에서 알 수 있듯이 항상 어깨관절의 움직임엔 견갑골의 움직임이 동반되기 때문입니다. 즉 견갑골의 비정상적인 위치 및 움직임이 견관절에서 문제점을 야기할 수 있다고 볼 수 있습니다. 뒤에서 평가하는 관상면에서의 정상적인 견갑골의 위치는 추 2번과 7번 사이에 위치해 있으며, 흉추(thoracic spine)로부터 1-3 inch정도 떨어져 있습니다. 다음 글에서 설명할 예정인 충돌증후군같은 경우, 견갑골의 불안정시 나타나는 downward rotation이 주된 원인이 되기 때문에 관상면, 그리고 후면에서의 평가는 중요하다고 할 수 있습니다. 

그림에서 보듯이 흉추와의 관련성이 많기 때문에 흉추의 변화는 또한 어깨관절 복합체의 움직임에 변화를 줄 수 있으며, 견갑골주위근육(periscapular muscles)은 경추(cervical spine)가지 연결되어 있기때문에 목에 대한 문제점까지 야기할 수 있는 중요한 부위가 바로 어깨관절 복합체입니다.

2. 횡단면 (transverse plane)

1) 견갑골과 쇄골 (scapula and clavicle) : 횡단면에서의 어깨관절 복합체는, 쇄골은 뒤쪽으로 20도, 견갑골은 앞쪽으로 30-35도 앞쪽을 향하며. 이 앞쪽으로 기울어진 35도를 견갑면(scapular plane)이라고 합니다. 또한 견갑면에서의 sagittal plane의 움직임은 scaption입니다. 이 견갑면에서의 움직임은 충돌증후군의 원인이 되는 상완골의 대결절(greater tubercle)이 견봉에 충돌하지 않고 움직일 수 있는 면으로서 중요한 의미가 있으며, 어깨관절 재활 초기시 이 scaption에서 실시하는 운동은 임상적으로 중요합니다.

2) 상완골(humerus) : 상완골 또한 견갑골과 관절하기 위하여 상완골두(humeral head)가 뒤쪽으로 35도 돌아가 있으며(retroversion), 회전근개 또는 상완골의 움직임에 영향을 주는 주위 근육들의 불균형은 GH jt의 비정상적인 정렬을 일으키며 여러가지 구조적인 문제를 일으킬 수 있습니다. (ex, impingement or anterior humeral glide syndrome)

어깨관절 복합체의 근육 (Muscles of the shoulder complex)

어깨관절복합체를 이루는 골격계와 관절들에 대해서 간략히 알아봤다면, 지금부터 이 관절들을 움직이는 움직임의 주체인 근육들을 알아보겠습니다. 어깨관절은 척추전체에 걸쳐서 많은 움직임들에 영향을 주고 받을 수 있기때문에, 어깨관절 복합체를 움직이는 근육들에 대한 이해는 굉장히 중요한 요소라고 볼 수 있습니다. 이번 포스팅에서는 움직임을 구성하는 근육들에 대하여 간단히 알아보고, 다음에 포스팅하게 될 감별진단과 관련된 포스팅에서 관련 근육에 대한 내용들을 좀 더 자세하게 알아보도록 하겠습니다.^^  

1. 회전근개 근육(rotator cuff) : primary stabilizer of the GH joint

어깨관절을 공부하게 될 경우 학부생때부터 가장많이 보게되는 근육군이 바로 회전근개입니다. 인체의 움직임이 일어나는, 특히 인체의 움직임을 구성하는 대관절엔 안정성(stability)에 중요한 근육과 운동성(mobility)에 중요한 근육들이 존재하는데, 이 회전근개 근육은 바로 안정성에 중요한 근육이라고 볼 수 있습니다. 회전근개 근육은 4개의 근육으로 구성되며 각각의 근육들에 대한 정보는 다음과 같습니다.

<Rotator cuff, 이미지 출처 : https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/imagepages/19622.htm>

 1) 극상근 (Supraspinatous; SST) 2) 극하근 (Infraspinatus; IST) 
origin : scapula (supraspinous fossa)
insertion : humerus (greater tubercle)
action : abduction of arm & holds head of humerus in glenoid cavity
origin : scapula (infraspinous fossa)
Insertion : humerus (greater tubercle)
action : lateral rotation of arm & holds head of humerus in glenoid cavity
 3) 견갑하근 (Subscapularis; IST) 4) 소원근 (Teres minor) 
origin : scapula (subscapular fossa)
Insertion :humerus (lesser tubercle)
action : medial rotation of arm & holds head of humerus in glenoid cavity
origin : scapula (lateral border)
Insertion : humerus (greater tubercle)
action : adduction of arm, lateral rotation of arm, & holds head of humerus in glenoid cavity

※ 물리치료사가 전하는 충돌증후근(impingement syndrome)과 관련된 견갑하근(subscapularis)의 중요성.

대부분 충돌증후근을 설명할 경우, 회전근개중 특히 극상근의 중요성만 강조하는 경우가 많습니다. 그 이유로 견갑골에 대하여 상완골을 견갑와에 안정시키는 가장 중요한 근육이기 때문이라고 생각합니다. 하지만, 극상근 외에도 우리가 또 하나 유심히 평가해야 할 근육이 바로 견갑하근입니다. 견갑하근의 중요성은 그림과 함께 알아보도록 하겠습니다.

그림과 같이, 어깨관절의 외전의 주동근은 삼각근(deltoid)입니다. 어깨관절의 외전시 상완골은 위쪽으로 올라가 견봉하 공간이 작아져 그 밑에 있는 구조물들이 충돌하여 손상을 입는것이 충돌증후군이며, 이 충돌증후군을 예방하기 위하여 극상근이 상와골두가 위로 올라가는것을 막아주는 역할을 합니다. 하지만 극상근 뿐만 아니라, 나머지 세개의 근육들이 극상근에 대항한 counter force를 만들어 극상근을 도와 상완골두를 밑으로 내리며 견갑와에 안정시키는 작용을 하게되는데, 견갑하근 같은경우 여러가지 이유로 나머지 세개의 근육보다 약화 또는 억제되는 경향이 강해 어깨관절의 불안정성을 초래하는 경우가 많습니다. 이에 대한 내용은 다음 포스팅에 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.^^

2. 견갑골의 상방회전근 (Upward rotators of the scapula)

견갑골의 상방회전근으론 승모근 그룹과 전거근이 있습니다. 흔히 익상견갑(winging scapular)에 대한 원인으로 장흉신경(long thoracic nerve)마비로 인한 전거근 약화로 알고있지만, 견갑골을 retraction하게되는 중승모근의 약화시 또한 임상적으로 winging scapular가 충분히 나타날 수 있기때문에 평가시 중요한 근육들이라고 볼 수 있습니다. 또한 견갑골을 안정화에 가장 중요한 역할을 하며 이에대한 내용은 다음 포스팅시 근육활동에 대한 연구와 함께 더 자세하게 다뤄보도록 하겠습니다.

1) 승모근 (trapezius)

승모근은 상, 중, 하 세개의 근육군으로 나누어지며, 각각의 승모근에 대한 내용으론 다음과 같습니다.

origin  Insertion
 External Occipital protuberance
Nuchal ligament
Spinous process of C7 - T12
Upper: lateral 1/3 of clavicle, acromion process
Middle: spine of scapula
Lower: root of spine
 Action
 Upper: elevation and upward rotation of scapula
Middle: adduction of scapula
Lower: depression and upward rotation of scapula

2) 전거근 (serratus anterior; SA)

전거근은 견갑골의 upword rotation을 담당하는 주동근이며, 견갑골을 흉곽에 밀착하는 역할을 하기 때문에 하승모근과 함께 견갑골의 안정화(scapular stability)에 가장 중요한 근육입니다. 또한 호흡과도 깊은 관련이 있는 근육입니다.

 origin insertion 
 Superolateral surfaces of upper 8 or 9 ribs at the side of chest  Vertebral border of scapula
 action
 Draws scapula forward and upward; abducts scapula and rotates it; stabilizes vertebral border of scapula

3. 견갑골의 하방회전근 (downward rotators of the scapula)

견갑골의 하방회전근은 견갑거근(levator scapulae), 능형근(rhomboid major and minor) 그리고 소흉근(pectoralis minor)이 있습니다.

1) 견갑거근(levator scapulae)

그림에서 보듯이, 견갑거근은 상승모근과 함께 경추에서 기시하여 견갑골에서 정지하는 근육(spinoscapula muscle)입니다. 이런 이유로 목통증이 있거나 또는 어깨의 불안정성이 있는 환자와 고객들 같은경우 목과 견갑대에 동시에 문제가 있는 경우가 많아 저 같은경우는 목과 어깨관절을 꼭 함께 평가하는 경우가 많습니다. 견갑거근에 대한 내용으론 다음과 같습니다.

 origin insertion 
 Posterior tubercles of transverse processes of C1 - C4 vertebrae  Superior part (angle) of medial border of scapula
 action
 Elevates scapula and tilts its glenoid cavity inferiorly by rotating scapula

2) 소흉근(pectoralis minor)

대흉근에 묻혀(?) 임팩트가 약간 덜한느낌이 없지않아 있지만, 소흉근은 임상적으로 매우 중요한 근육중에 하나입니다. 해부학적 구조로 인해 팔로가는 신경을 압박하는 흉곽출구 증후군(thoracic outlet syndrome; TOS)의 원인 중 하나가 되기도 하며 견갑골의 안정근인 전거근의 길항근(antagonist)으로써 작용하는 근육이기도 합니다.

origin insertion
3rd to 5th ribs near their costal cartilages Medial border and superior surface of coracoid process of scapula
action
 Stabilizes scapula by drawing it inferiorly and anteriorly against thoracic wall

3) 능형근(rhomboid major and minor)

능형근은 대능형근(rhomboid major)과 소능형근(rhomboid minor)으로 구성되는 근육으로, 비율은 적지만 정지부에 따른 근육작용으로 인하여 승모근, 전거근과 함께 익상견갑의 원인이 되는 근육입니다.

 origin insertion 
 Minor: nuchal ligament and spinous processes of C7 and T1 vertebrae;
Major: spinous processes of T2 - T5 vertebrae
 Medial border of scapula from level of spine to inferior angle
 action
 Retract scapula and rotate it to depress glenoid cavity; fix scapula to thoracic wall

※ 척추에서 기시하여 견갑골에 정지하는 근육(spinoscapula muscles)군에 따른 척추와 어깨관절 평가의 중요성.

위에서 볼 수 있듯이, 견갑거근, 승모근, 능형근 등 견갑골을 움직이는 근육들의 상당수가 척추에서 기시하는 경우가 많습니다. 어깨관절의 움직임을 제한하는 원인 중 하나가 바로 흉추의 뻣뻣함(stiffness)또는 비정상적인 정렬입니다. 흉추는 joint by joint approch에 의하면 안정성이 요구되는 경추(cervical)와 요추(lumbar)사이에서 가동성(mobility)을 만들어 내는 구조물 입니다. 또한 늑골(rib)과도 관절하기 때문에 흉추의 뻣뻣함이나 저가동성(hypomobiliy)은 호흡과도 연관이 많기도 하구요. 따라서 증가된 흉추후만(kyphosis)과 같은 저가동성은 견갑골과 어깨관절 복합체의 정상적인 위치를 변화시켜 어깨관절의 문제점을 야기할 수 있는 요소임으로 어깨관절 평가시 척추에 대한 평가, 즉 인체 전체에 대한 평가는 매우 중요합니다.

4. 상완골의 내회전근 (Internal rotators of the humerus)

마지막으로 알아볼 어께관절복합체의 근육은 상완골을 내회전 하는 근육들 입니다. 정상적인 상완골의 외전은 중간범위 이후부터 상완골의 외회전을 동반합니다. 이 때, 상완골의 내회전근들이 우세할 경우 상완골의 정상적인 외회전을 방해하여 문제를 야기할 수 있으므로, 상완골의 내회전근에 대한 이해는 중요합니다.

1) 대흉근 (pectoralis major)

남자를 대표하는 가장 멋진근육이 아닐까 생각합니다. 근육은 3가지 근섬유로 구성되며 (문헌에 따라선 2가지로 구분하기도 합니다.) 사이즈가 커서 많은 힘을 낼 수 있기때문에 어깨관절 복합체의 위치변화에 가장 큰 원인이 되는 근육입니다. 정지부로 인하여 상완골을 내회전시키는 근육이지만 더 나아가 견갑골의 외전에도 영향을 주는 근육입니다. 또한 상완골의 신전시 도움을 주는 근육이기 때문에 광배근과 함께 완전한 어깨관절 굴곡(full shoulder flexion)에 제한을 줄 수 있는 근육이기도 합니다.

 origin insertion 
 Clavicular head: anterior surface of medial half of clavicle;
Sternocostal head: anterior surface of sternum, superior six costal cartilages, and aponeurosis of external oblique muscle
 Lateral lip of intertubercular groove of humerus
 action
 Adducts and medially rotates humerus; draws scapula anteriorly and inferiorly; Acting alone: clavicular head flexes humerus and sternocostal head extends it

2) 대원근(teres major)

광배근과 함께 상완골을 내회전 시키는 근육입니다. 정지부가 상완골 앞쪽에 있기때문에 상완골의 내회전을 담당하게 됩니다.

 origin insertion 
 Dorsal surface of inferior angle of scapula
 Medial lip of intertubercular groove of humerus
 action
 Adducts and medially rotates arm

3) 광배근(latissimus dorsi)

그림에서 보듯이 기시부와 정지부로 인한 해부학적 특징때문에, 허리와 연관된 어깨관절 제한에 원인이 되는 근육입니다. FMS에서 굳이 overhead position에서 squat를 검사하는 이유가 바로 요추와 어깨관절 제한과 관련이 있는 광배근의 특징때문입니다. 특히 어깨관절 신전에 대한 보조근으로 작용을 하기때문에 어깨관절 굽힘이나 외전 끝범위에서 제한이 있을경우에도 광배근에 문제가 있을 수 있으며, 후면사슬(posterior chain)과 관련이 있기때문에 전면사슬(anterior chain)약화로 인한 어깨관절 제한에 문제가 있을경우 운동학습(motor learning)이 요구되는 근육입니다.

 origin insertion 
 Spinous processes of inferior 6 thoracic vertebrae, thoracolumbar fascia, iliac crest, and inferior 3 or 4 ribs
 Floor of intertubercular groove of humerus
 action
 Extends, adducts, and medially rotates humerus; raises body toward arms during climbing

※ 일상에서 쉽게 볼 수 있는 내회전근과 관련된 어깨관절의 가동범위 제한.

위에서도 언급했듯이, 어깨관전을 내회전 하는 근육들의 단축은 어깨관절 완전 굽힘과 외전의 가동범위 제한을 야기합니다. 이러한 단축은 주로 잘못된 자세나 반복적인 움직임등으로 인한 근육의 불균형(muscle imbalance)이 원인이 되는 경우가 많은데, 다음은 일상에서 쉽게 찾아볼 수 있는 어깨관절가동범위 제한의 예입니다.

1) 수영선수에서 볼 수 있는 어깨관절 가동범위의 제한.

어깨관절 내회전과 가장 관련이 많은 운동종목은 바로 수영입니다. 특히 자유형(crawl)과 접영(butterfly)에서 많이 볼 수 있는데 그림을 참고하여 보면.

다음과 같이 자유형과 같은경우 스트로크시 어깨관절의 내회전과 신전이 같이 동반되는 경우가 많습니다. 또한 접영과 같은경우 수면위로 뜨기위해 스트로크와 동시에 요추의 신전까지 같이 이루어 지게 됩니다. 이러한 반복적인 동작은 어깨의 내회전근의 단축을 유발하며, 특히 자유형과 같은경우 어깨를 내회전한 상태에서 스트로크를 위해 어깨관절의 굴곡이 함께 나타나기 때문에 충돌증후군으로 인한 어깨관절 통증에 많이 노출되어 있으며, 따라서 수영선수들의 어깨관절주위 근육들의 균형은 매우 중요합니다.

2) lateral pull down시 완전관절가동범위의 중요성.

대부분 등근육을 자극하기 위해 많이들 실시하는 운동이 바로 lateral pull down입니다. 웨이트 트레이닝과 같은 고중량을 이용한 저항운동은 운동의 특성상 잘못된 운동방법이 바로 완전한 관절가동범위를 이용하여 운동을 하지 않는 경우입니다. 고중량을 이용하여 운동을 할 경우엔 완전한 관절가동범위를 이용할 경우 운동의 주가되는 근육의 길이가 길어져 근육의 긴장도가 떨어지게 되고 이로인해 원하는 만큼의 힘을 낼 수 없기때문입니다. 이러한 중간범위내에서의 운동은 근육의 단축을 유발하게 되는데, 그림과 같이 lateral pull down을 실시할 경우, 대부분 요추의 폄을 유지하고 가슴을 위쪽으로 들어 운동을 하기 때문에 광배근의 단축을 유발하여 이는 밑에 그림에서 볼 수 있듯이 어깨관절의 끝범위시 요추가 들리게 되는 보상작용, 또는 어깨의 내회전 우선작용으로 인하여 어께관절의 충돌증후군을 유발하게 됩니다.

지금까지 물리치료적인 관점으로 본 어깨관절에 대한 내용이였습니다. 다음 포스팅으론 어깨관절 주위 연부조직으로 인하여 생기는 질환들에 대한 감별질환과, 물리치료적인 중재가 가장 많이 요구되는 충돌증후군에 대해서 알아보겠습니다.^^

물리치료사에게 듣는 어깨관절 이야기 (1) - https://nyptstory.tistory.com/9

물리치료사에게 듣는 어깨관절 이야기 (2) - https://nyptstory.tistory.com/10

물리치료사에게 듣는 어깨관절 이야기 (3) - https://nyptstory.tistory.com/12

미국 정형물리치료사가 강의하는 Evidence Based Orthopedic PT Course - https://nyptstory.tistory.com/86

Referrence List

- Travell & Simons' Myofascial Pain and Dysfunction: The Trigger Point Manual  2nd edition.

- Kinesiology of the musculoskeletal system foundations for physical rehabilitation 2nd edition, Donald A. Neumann.

- Assessment and Treatment of Muscle Imbalance : The Janda approach. Phil Page, Clare. C Frank, and Robert Lardner.

-Diagnosis and Treatment of Movement Impairment Syndrome by Sahrmann SA.

-NASM Corrective Exercise Training.

-Corrective Exercise Solution by Evan Osar.