근골격계(musculoskeletal system)의 좌우 균형에 대하여 분석할 때는 [그림1]을 떠올려보자.
'작은 나무의 몸통 중간 부분'에 두 개의 고무줄을 묶어서 양쪽으로 당겨 바닥에 고정하고,
'나뭇가지의 중간 부분'과 '나뭇가지의 시작 부분'에 각각 고무줄을 묶어서 아래로 당겨 바닥에 고정-양쪽 나뭇가지에 똑같이 적용하였다.-한 그림이다.
이제부터 이 고무줄들이 어떤 힘을 만드는지 알아보자.
먼저 [그림2]와 같이, 양쪽 나뭇가지에 묶여 있는 고무줄이 없다고 가정해보자.
작은 나무의 몸통에 묶여 있는 두 개의 고무줄 중에서 한쪽을 더 세게 당겨서 고정한다면,
나무는 고무줄이 더 세게 당겨진 방향으로 기울어질 것이다.
그러므로 이 고무줄은 '기울이는 힘(leaning force)'을 만든다고 표현한다.
다음으로 [그림3]과 같이, 작은 나무의 몸통에 묶여 있는 두 개의 고무줄이 없다고 가정해보자.
양쪽 나뭇가지에 묶여 있는 고무줄 중에서 한쪽을 더 세게 당겨서 고정한다면,
나무는 고무줄이 더 세게 당겨진 방향으로 구부러질 것이다.
그러므로 이 고무줄은 '구부리는 힘(bending force)'을 만든다고 표현한다.
"'작은 나무의 몸통에 묶여 있는 두 개의 고무줄'과 '양쪽 나뭇가지에 묶여 있는 고무줄'이 나무를 휘어지게 만든다는 점에서 동일하다고 볼 수 있지만, 그 방법에 있어서는 분명한 차이가 있다."
이번에는 위에서 언급한 두 힘을 조합하여 생각해 보자.
[그림4]와 같이, 작은 나무의 몸통에 묶여 있는 두 개의 고무줄 중에서 왼쪽을 더 세게 당겨서 고정하고,
마찬가지로 양쪽 나뭇가지에 묶여 있는 고무줄도 왼쪽을 더 세게 당겨서 고정한다면
"'나무가 기울어지는 방향'과 '나무가 구부러지는 방향'이 서로 동일하기 때문에,
두 힘의 조합에 의해서 나무는 왼쪽으로 기울어지면서 구부러질 것이다."
하지만 [그림5]와 같이, 작은 나무의 몸통에 묶여 있는 두 개의 고무줄은 오른쪽을 더 세게 당겨서 고정하는 반면,
양쪽 나뭇가지에 묶여 있는 고무줄은 왼쪽을 더 세게 당겨서 고정한다면
"'나무가 기울어지는 방향'과 '나무가 구부러지는 방향'이 서로 반대이기 때문에,
두 힘의 조합에 의해서 나무는 왼쪽으로 구부러질 것이다."
"'기울이는 힘'과 '구부리는 힘'이 '서로 동일한 방향으로 작용'하면, '기울어지는 힘'이 강해진다. 반면에 '기울이는 힘'과 '구부리는 힘'이 '서로 반대 방향으로 작용'하면, '구부러지는 힘'이 강해진다."
앞에서 언급한 작은 나무와 고무줄을 근골격계(musculoskeletal system)에 대입하여 본다면
다음과 같이 정리할 수 있다.
- 나무가 심겨있는 땅: 골반(pelvis)
- 나무의 몸통: 요추(lumbar vertebrae)
- 나뭇가지: 늑골(ribs)
- 나무의 몸통 중간 부분에 묶여 있는 두 개의 고무줄: 장요근(iliopsoas)
- 나뭇가지의 중간 부분에 묶여 있는 고무줄: 요방형근(quadratus lumborum)
- 나뭇가지의 시작 부분에 묶여 있는 고무줄: 척주기립근(erector spinae)
이 예를 인체에 대입하여 생각할 때도,
근육의 기시(origin)와 정지(insertion)에 따르는 '힘의 방향'을 생각한다면, 이해하기가 쉽다.
[그림6]을 보면 알 수 있듯이,
장요근은 요추에 부착되어 '대각선 방향으로 당기는 힘'을 만드는 반면,
요방형근은 주로 12번 늑골(12th rib)과 장골능(iliac crest)에 부착되어
'이 둘-12번 늑골과 장골능-이 서로 가까워지도록, 당기는 힘'을 만든다.
* 장요근: 요추를 기울이는 힘(leaning force)을 발생시킨다.
* 요방형근: 요추를 구부리는 힘(bending force)을 발생시킨다.
여기서 주의할 점이 있는데,
나무와는 달리 인체에 적용할 때는 한 가지 변수를 더 고려해야 한다.
나무가 심겨져 있는 땅은 움직이지 않지만,
땅에 해당되는 골반은 양측 고관절(hip joint)로 인하여 움직이기 때문에
이로 인해 만들어지는 힘도 존재하는 것이다.
즉, 요추-골반 영역(lumbopelvic region)은
두 발이 땅에 고정된 상태에서 고관절에 의해 움직일 수 있기 때문에,
근육의 장력(tension)이 어떻게 조합이 되는지에 따라서 회전력(rotational force)과 병진력(translational force)이 만들어지며, 환자의 자세를 분석할 때 이 힘들을 고려해야 한다.
만약 [그림7]과 같이,
'양쪽 장요근 중에서 장력이 더 높은 쪽(방향)'과 '양쪽 요방형근 중에서 장력이 더 높은 쪽(방향)'이 서로 일치한다면, "'장요근의 기울이는 힘'과 '요방형근의 구부리는 힘'이 '서로 동일한 방향으로 작용'하는 것이기 때문에, 요추가 왼쪽으로 기울어지면서 구부러진다."
이런 경우에는, '왼쪽으로 이동되는 체중심(center of gravity)'을
다시 중앙으로 가져오기 위해 골반이 오른쪽으로 이동된다.
이때에는 회전력과 병진력 중에서 병진력이 더 강한 것이다.
반대로 [그림8]과 같이,
'양쪽 장요근 중에서 장력이 더 높은 쪽(방향)'과 '양쪽 요방형근 중에서 장력이 더 높은 쪽(방향)'이 서로 일치하지 않는다면, "'장요근의 기울이는 힘'과 '요방형근의 구부리는 힘'이 '서로 반대 방향으로 작용'하는 것이기 때문에, 요추가 왼쪽으로 구부러진다."
이러한 경우에는, '오른쪽으로 약간 이동되는 체중심'을
다시 중앙으로 가져오기 위해 골반이 왼쪽으로 조금 이동된다.
이때에는 회전력과 병진력 중에서 회전력이 더 강한 것이다.
장요근(iliopsoas)과 요방형근(quadratus lumborum),
이 두 근육이 요추-골반 영역(lumbopelvic region)에 어떤 영향을 미치는지 정리하면 다음과 같다.
※ 요추-골반 영역에서 좌우 불균형의 대표적인 유형 4가지 <posterior view>
[ A-1 Type ]
오른쪽 장요근의 장력이 높음
왼쪽 요방형근의 장력이 높음
회전력이 더 강함
골반이 좌측으로 이동
왼발에 체중을 더 많이 부하
[ A-2 Type ]
왼쪽 장요근의 장력이 높음
오른쪽 요방형근의 장력이 높음
회전력이 더 강함
골반이 우측으로 이동
오른발에 체중을 더 많이 부하
[ B-1 Type ]
왼쪽 장요근의 장력이 높음
왼쪽 요방형근의 장력이 높음
병진력이 더 강함
골반이 우측으로 이동
왼발에 체중을 더 많이 부하
[ B-2 Type ]
오른쪽 장요근의 장력이 높음
오른쪽 요방형근의 장력이 높음
병진력이 더 강함
골반이 좌측으로 이동
오른발에 체중을 더 많이 부하