대퇴사두근에 대하여

해부학적 고려사항

넙다리네갈래근은 크고 강력한 무릎 폄근육으로서, 단면적이 뒤넙다리근보다 2.8배나 더 크다. 네갈래근은 넙다리곧은근, 가쪽넓은근 그리고 좀 더 깊은 곳에 있는 중간넓은근으로 구성되어 있다. 큰 넓은 근들은 무릎에서의 전체 폄 토크 중 약 80%를 생산하고, 넙다리곧은근은 약 20%를 생산한다. 3개의 넓은 근들의 수축은 간지 무릎만을 폄 시킨다. 그러나 넙다리곧은근은 엉덩관절의 굽힘과 무릎의 폄을 유발한다. 네갈래근의 모든 갈래는 무릎뼈의 바닥과 옆면에 부착하는 강력한 네갈래근 힘줄을 형성하기 위해 합쳐진다. 무릎힘줄은 무릎뼈의 꼭지와 정강뼈거친면을 연결한다. 가쪽넓은근과 안쪽넓은근은 무릎 지지띠 섬유들을 통해 관절주머니와 단달 연골들에 부착된다. 네갈래근, 그리고 무릎힘줄은 함께 무릎폄 근육 기전이라 불린다. 이렇게 연결된 조직들은 매우 큰 힘을 생산하고 전달할 수 있다. 극단적인 얘이기는 하지만, 운동한 젊은 남성들에서의 네갈래근은 6000N까지의 최대노력의 힘을 생산할 수 있다고 추정된다. 이러한 힘은 어떤 개인이 일상적인 대부분의 기능적 활동들을 수행하는데 자주 요구되는 것은 분명히 아니다. 그런데도, 폄근육 기전, 정강 넙다리 관절과 무릎 넙다리관절, 그리고 어떤 인대들은 비교적 크고 반복적인 힘들을 일상적으로 받기 때문에, 이러한 구조들은 일생의 어떤 한 시점에서 손상당하게 된다. 이러한 상황에 대한 인식은 손상을 예방하기 위한 충고 또는 손상이나 병리 이후의 재활을 위한 운동을 계획할 때 임상적으로 중요하다. 넙다리곧은근은 골반의 아래앞엉덩뼈가시 근처와 절구의 바로 위쪽에 부착한다. 그러나 넓은 근들은 넙다리뼈의 광범위한 부위 특히, 앞-가 쪽 넙다리뼈몸통과 거친 선에 부착한다. 가쪽넓은근은 네갈래근 중에서 가장 큰 단면적을 갖고 있지만, 안쪽넓은근은 무릎을 향해 좀 더 먼 쪽으로 뻗어 있다. 안쪽넓은근은 섬유의 방향이 다른 두 개의 섬유들로 구성되어있다. 좀 더 먼 쪽에 있는 사선 방향의 빗 섬유들은 네갈래근 힘줄의 안쪽에서 50~55도의 각도로 무릎뼈에 접근한다. 좀 더 세로방향의 나머지 섬유들은 네갈래근 힘줄의 안쪽에서 15~18도의 각도로 무릎뼈에 접근한다. 빗 안쪽넓은근은 네갈래근의 다른 근육들보다 좀 더 먼 쪽으로 뻗어있다. 빗 안쪽넓은근은 전체 안쪽넓은근 단면적의 단지 30%만을 차지하지만, 무릎뼈에 대한 사선 방향의 당김은 무릎뼈가 넙다리뼈의 도르래 고랑을 통해 미끄러질 때 무릎뼈의 안정화와 방향에 있어 중요한 의미를 갖게 된다. 네갈래근 중 가장 깊은 쪽에 있는 근육인 중간넓은근은 넙다리곧은근과 가쪽넓은근의 바로 깊은 쪽에 주로 있다. 중간넓은근의 깊은 쪽에 경계가 명확하지 않은 무릎관절근이 있다. 이 근육은 먼 쪽 넙다리뼈의 앞면에서 싲가하여 앞 관절주머니에 부착하는 소수의 가는 근섬유들로 구성되어있다. 이 근육은 능동적인 무릎 폄 동안 관절주머니와 윤활막을 몸쪽으로 당긴다. 무릎관절근은 팔꿈치에 있는 경계가 명확하지 않은 팔꿈치 관절근과 유사하다.



기능적 고려사항



일반적으로, 무릎의 폄근육은 무릎의 굽힘근육에서 생산된 토크보다 2/3배나 더 크다. 등척성, 편 심성, 그리고 동심 성 활성을 통해, 이 폄근육 토크는 무릎에서의 다양한 기능들을 수행하기 위해 사용된다, 등척성 활성을 통해 네갈래근은 무릎을 안정시키고 보호하는 데 도움이 된다. 편 심성 활성을 통해, 네갈래근은 앉기, 쪼그려 앉기, 또는 점프 후 착지와 같은 동작을 할 때 신체 질량중심의 하강 속도를 조절한다. 또한, 편 심성 활성은 무릎에 대한 충격 흡수의 기능을 제공한다. 걷기의 발꿈치 닿기에서 무릎은 지면 반발력에 대한 반응으로 약간 굽 심하게 된다. 편 심성으로 활성화된 네갈래근은 이러한 무릎 굽힘의 크기를 조절한다. 스프링과 같은 작용에 의해, 근육은 관절에 가해지는 부하의 충격을 완충시키는 데 도움이 된다. 이러한 보호직용은 점프 후 착지하기, 달리기의 초기 발 닿기, 또는 높은 계단에서 내려오기와 같이 높은 충격 부하가 가해지는 동작들 동한 특히 유용하게 사용된다. 무릎에 보조기를 착용했거나 부자연스러워 벨 편 된 상태를 유지 하는 사람은 이렇게 자연스러운 충격 흡수 기전이 결여된다. 앞의 예에서, 네갈래근의 편 심성 활성은 무릎 굽힘을 감속시키는 데 사용되었다. 이와는 대조적으로, 네갈래근의 동심 성수 축은 정강뼈나 넙다리뼈를 무릎 폄으로 가속한다. 이러한 작용은 오르막길 달리기, 점프하기, 또는 앉은 자세에서 일어서기와 같이 신체의 질량중심을 상승시키는 데 흔히 사용된다.



넙다리네갈래근에 대한 내적인 토크와 관절 각도의 관계



최대 무릎 폄 토크는 일반적으로 45도 금 힙과 70도 굽힘 사이에서 일어나며, 굽힘과 폄의 거의 끝 범위에서 생산된 토크는 도 다 더 적다. 그러나 이러한 토크-각도 곡선의 형태는 활성의 유형과 속도 그리고 엉덩관절의 위치에 따라 달라진다. 대부분의 연구에서 무릎이 완전한 폄에 도달할 때 최대의 내적인 토크는 50~70%의 감소가 있다고 보고된다. 흥미로운 것은 정강뼈에 대한 넙다리뼈의 폄 동안 무릎에 적용된 외적인 토크 또한 내적인 토크가 감소를 하는 가동범위와 같은 범위에서 똑같이 빠른 감소를 한다는 것이다. 정강뼈에 대한 넙다리뼈의 완전한 무릎 폄의 마지막 45~70도 동안 네갈래근의 내적인 토크와 네갈래근에 대해 적용된 외적인 토크들 사이에는 일반적인 생체역학적 조화가 있음을 알 수 있다. 이러한 조화는 사람이 정강뼈에 대한 넙다리뼈 무릎 폄의 이러한 운동로를 통해 기립자세를 취할 때 네갈래근에 대한 저항의 적용에 초점을 둔 닫힌 운동 형상학적 사슬 운동이 인기가 있는 이유가 된다. 무릎뼈의 기능적 역할. 무릎뼈는 넙다리뼈와 네갈래근 사이에서 간격 장치로서 기능하며, 이것은 무릎 폄근육 기전의 내적인 모멘트팔을 증가시킨다. 정의에 의해 폄근육의 내적인 모멘트팔은 안-가쪽돌림 축과 근육 힘 선 사이의 수직거리이다. 토크는 힘 곱하기 모멘트팔이기 때문에, 무릎뼈의 존재는 무릎에서 편 토크를 증가시킨다. 연구자들은 무릎 폄근육의 모멘트팔이 무릎 굽힘과 폄의 완전한 운동 후 동안 상당히 변화된다고 보여주었다. 이런 주제로 출판된 자료들은 방법론과 다양성에 근거해 상당히 다르지만, 대부분의 연구는 20도와 60도 무릎 굽힘 사이에서 무릎 폄근육의 모멘트팔이 가장 크다고 보고하고 있다. 비교적 높은 지레 작용을 갖는 이러한 범위는 무릎 폄 토크들이 왜 이 범위에서 가장 높게 되는지를 설명해준다. 최대 노력의 무릎 폄 토크는 폄의 마지막 30도에서 급격하게 떨어지는데, 이것은 감소한 폄의 지레 작용과 짧아진 근육 길이의 결합 때문이다. 시상 면에서의 가동범위 동안 무릎 폄 모멘트팔의 길이에 영향을 미치는 3가지 요소가 있다. 이러한 요소로는 1 무릎뼈의 형태와 위치, 2만쪽 넙다리뼈의 형태 안-가 쪽 돌림 축의 이동이 있다. 내적인 모멘트팔의 길이 변화가 폄근육 토크와 관절각도 사이의 관계를 나타내는 곡선의 형태에 정확히 어떻게 영향을 미치는지는 명확하지 않다. 근육 길이가 변하는 상황에서 지레 작용의 효과를 독립적으로 안다는 것은 기술적으로 어렵다. 근육 길이와 지레 작용은 가동범위 내내 변하고 이 두 인자는 직접 또는 간접적으로 무릎 폄 토크에 영향을 미친다.