Hamstring의 해부학적 이해와 움직임 분석

Hamstring 햄스트링(슬괵근) 복합체

     햄스트링 복합체는 대퇴이두근 장두, 대퇴이두근 단두, 반건양근, 반막양근 등 허벅지 뒤쪽에 위치한 네 개의 근육 그룹이다. 이 근육은 고관절 신전과 무릎 굴곡, 걷기와 달리기 시 골반 안정화에 중요한 역할을 한다. Newman Kinesiology에서는 대퇴이두근이 더 측면에 위치하고 반건양근과 반막양근이 더 안쪽에 위치하는 대각선 방향을 갖는 것으로 햄스트링 복합체를 설명한다. 이 대각선 방향은 햄스트링 복합체가 고관절 신전 동안 둔부 근육과 무릎 굴곡 동안 대퇴사두근과 시너지 효과를 발휘하도록 한다.
     Anatomy Trains 근막경선해부학에서는 햄스트링 콤플렉스가 몸의 뒤쪽을 따라 발과 머리를 연결하는 "Deep Longitudinal System"의 일부라고 제안한다. 이 시스템은 Superficial Back Line 표면후방선이라고 불리며 척추 기립근 및 비복근과 같은 다른 근육을 포함하며 직립 자세를 유지하고 운동 중 충격 흡수를 제공하는 데 관여한다. 근육 불균형의 평가 및 치료에서는 햄스트링 복합체의 강도와 유연성을 대퇴사두근 및 고관절 굴근과 같은 하지의 다른 근육과 균형을 맞추는 것이 중요함을 강조한다. 근육 불균형은 보상 및 변경된 움직임 패턴으로 이어져 부상 위험을 증가시킬 수 있다. 햄스트링 복합체를 평가하기 위해 엎드린 무릎 굽힘 테스트 또는 곧은 다리 올리기 테스트와 같은 다양한 테스트를 사용할 수 있다. 근육 불균형에 대한 치료 전략에는 햄스트링에 대한 스트레칭 및 강화 운동뿐만 아니라 잘못된 자세 또는 잘못된 움직임 패턴과 같은 기여 요인을 해결하는 것이 포함될 수 있다.

 

1. Hamstring의 Original기시점과 Insertion정지점

Semitendinosus반건양근, Semimembranosus반막양근, Biceps Femoris Long head대퇴이두근 장두는 Ischial Tuberosity 좌골결절에서 기시하지만 Biceps Femoris Short head 대퇴이두근 단두는 대퇴골의 조선에서 기시한다. 그래서 대퇴이두근 단두는 골반을 펴는 기능을 하지 못한다.

 

1-1. Semimembranosus 반막양근

• Origin 기시점 : Ischial Tuberosity 좌골결절
• Insertion 정지점 : posterior part of the medial condyle of the tibia 경골의 안쪽관절융기의 뒤쪽부분

 

1-2. Semitendinosus 반건양근

• Origin 기시점 : Ischial Tuberosity 좌골결절
• Insertion 정지점 : upper part of the medial surface of the tibia 경골의 안쪽의 위쪽부분(Pes anserinus Tendons 거위발 힘줄 부착부위)

 

1-3. Biceps Femoris Long head 대퇴이두근 장두(넙다리두갈래근 긴 머리)

• Origin 기시점 : Ischial Tuberosity 좌골결절
• Insertion 정지점 : Fibular Head 비골골두

 

1-4. Biceps Femoris Short head 대퇴이두근 단두(넙다리두갈래근 짧은 머리)

• Origin 기시점 :  linea aspera of femur (lateral lip)대퇴골의 거친선, lateral supracondylar line of femur 대퇴골의 가쪽 위관절융기선
• Insertion 정지점 : Fibular Head 비골 골두

 

2. Hamstring의 기능

• Hip Extension(Femoralacetabular Joint Extension) 골반 폄(대퇴비구관절 폄)
• Pelvic Posterior Tilt 골반 후방경사
• Knee Flexion 무릎 굽힘
• Tibia External Rotation & Internal Rotation 경골 외회전&내회전

골반이 굽혀질수록(힙힌지) 대내전근과 반건양근의 모멘트암이 증가하는 모습, 그와 반대로 대둔근의 모멘트암은 감소하고 있다.

햄스트링은 대둔근, 내전근과 함께 Femoroacetabular joint 대퇴비구관절의 펴는 역할을 담당한다. 하지만 골반의 굽힘이 커질수록 대둔근의 모멘트암은 감소하는 반면 햄스트링과 내전근의 모멘트암은 증가하는데 이는 역학적 이득이 대둔근은 감소하고 햄스트링과 내전근은 상승한다는 말이다. 예시로 스티프레그 데드리프트를 할때 대둔근보다 햄스트링에 자극이 많이 오는것을 확인 할 수 있다. 

https://www.youtube.com/watch?v=USkDmr4XqXQ 

영상의 초반 부분에 나오는 달리기선수의 Triple Extension을 볼 수 가 있다. 이것은 발목, 무릎, 고관절의 Extension 폄을 뜻하는데 지면에 닿기전 굽힘되어 있던 관절들이 입각기(지면에 닿을때~지면에서 뜨기전까지)에 들어서자 강력하게 펴지며 체중을 앞쪽으로 이동시키는 것이다. 골반이 펴질때 대둔근, 대내전근, 햄스트링이 작용하며 지면을 때린 발이 다시 유각기(발이 공중에 뜰때)로 전환될때는 골반이 펴진 상태에서 무릎이 굽혀지며 그 후에 골반이 굽혀지며 공중에 뜬발은 가슴 가까이로 이동된다. 무릎이 굽혀지는 과정 역시 햄스트링이 작용한다. 가슴 가까이로 이동되며 3개의 관절이 굽혀진 다리는 다시 펴지며 지면을 강하게 밀게된다. 

 

OKC 열린사슬 상태 Tibia External Rotation 경골 외회전

     햄스트링중 외측에 위치한 Biceps Femoris는 경골의 외회전을 담당한다. 아래팔과 마찬가지로 다리의 아래부분은 약간의 회전움직임이 가능한데 이는 역학적으로 매우 중요한 역할을 한다. 우리가 스쿼트나 런지 혹은 점프 후 착지동작, 달리기, 걷기 등등 무릎이 펴지고 접어지는 움직임을 할때 무릎뼈의 방향은 2~3번째 발가락 방향을 따라가는것이 안전한데 이는 정상인의 무릎 구조가 약간 Valgus Knee밖굽이를 띄고 있어서이다. 무릎뼈의 방향이 2~3번째 발가락을 따라가는것은 경골의 내회전과 골반의 외전, 외회전동작과 관련이 깊다.

열린사슬OKC 상태의 Tibia Internal Rotation 경골 내회전

위 동영상은 열린사슬 상태에서 경골의 내회전을 보여주고 있다. Semitendinosus반건양근, Semimembranosus반막양근은 좌골결절에서 기시하여 경골의 내측으로 주행하는데 특히나 Semitendinosus반건양근은 Gracilis박근(두덩근), Sartorius봉공근(넙다리 빗근)과 함께 Pes Anserinus Tendons 거위발 힘줄을 구성한다. 

Pes Anserinus Tendons 거위발 힘줄 : Semitendinosus반건양근, Sartorius봉공근, Gracilis박근

     거위발 근육 그룹은 경골을 내회전 시키고 무릎의 밖굽이를 방지하는 역할을 한다. 점프한 후에 착지하거나 급격한 방향변화를 할때 무릎은 밖굽이가 되며 다리전체가 내회전 되는데 이때 내회전되는 대퇴골에 비해 상대적으로 경골은 외회전 된다.(하지 전체가 내회전되는데 무릎의 밖굽이 붕괴가 일어나며 경골은 상대적으로 외회전된다는 뜻임) 이때 거위발 근육그룹과 Gluteus Group 엉덩이근육(대둔근, 중둔근, 소둔근)의 상호협조가 필요하다.

급격한 방향변화와 점프후 착지시 어떠한 일이 생기는지 참고하라.

Gracilis박근(두덩정강근)은 Adductor Group(Adductor Magnus, Adductor Longus, Adductor Brevis, Pectineus, Gracilis)내전근 무리중에서 유일하게 이관절근육으로 Pubis에서 기시하여 Tibia로 주행한다. 이 말을 다시 해석하면 내전근 그룹은 모두 무릎의 밖굽이를 유발할 수 있지만 오직 Gracilis만이 밖굽이가 되는 무릎을 막아주는 역할을 한다는 뜻이다. 점프 후 착지, 급격한 방향전환 뿐만아니라 달리기, 걷기, 스쿼트, 런지 같이 무릎이 굽혀지는 동작에서 무릎뼈는 2~3번째 발가락 방향을 따라가는게 중요하다고 앞서 언급하였다. 이러한 동작은 Gluteus 근육중에서 중둔근의 골반 외전&외회전, 골반 회전근개(Pififormis, Gemellus, Obturators, Qudratus Femoris)의 외회전 그리고 거위발그룹(반건양근, 박근, 봉공근)의 경골 내회전 및 밖굽이 방지역할이 모두 일어나야 한다. 족저의 아치를 살리는 후경골근, 아킬레스텐던 그룹은 발목 근육 파트에서 언급하겠다.

https://www.youtube.com/watch?v=P-eY3rY-Vq4 

만약 이러한 기전이 일어나지 않는다면 경골은 대퇴골에 비해 심하게 외회전되며 무릎은 MCL과 ACL이 부하를 수용할 수 없을만큼 Valgus 밖굽이가 될것이다. 또한 대퇴골이 맷돌처럼 내측 반달연골을 긁게되는데 이러한 부상을 Unhappy Triad 불협한 3화음이라고 한다. 불협한 3화음은 ACL앞십자인대, MCL내측측부인대, Medial Meniscus 내측반달연골의 동시손상이다. 위 동영상에서 선수들이 어떠한 방식으로 부상을 당하는지 참고하라.

 

 

3. Hamstring 신경지배 및 혈관

 

4. Hamstring 트레이닝 방법

https://www.youtube.com/watch?v=2PGC_gmgj30 

https://www.youtube.com/watch?v=bGH6SIk15x8 

Nordic Curl 노르딕 컬

4-1. 신장성활성 vs 스트레칭

https://korea-exercise-specialist.tistory.com/13

어깨 통증의 해부학 적 이해와 기능적 접근을 통한 해결 방법

햄스트링 트레이닝을 위한 방법으로 신장성활성 운동을 추천한다. '어깨 통증의 해부학적 이해와 기능적 접근을 통한 해결방법' 편에서 신장성활성과 스트레칭을 비교했으니 참고하라.    

교정운동을 위해 ROM 향상은 아주 중요한 요소이다. 하지만 ROM향상을 위해 스트레칭보다는 신장성 활성 운동을 권하는데 다음과 같다. O’Sullivan(2012)은 신장성활성 훈련이 추가적인 근절 형성을 유도한다고 하였다. 즉 근육이 늘어난 상태에서 장력을 발생시켜야 하기 때문에 근절이 근육에 추가되는 것이다. Timmins et al.(2015)은 신장성 활성훈련을 42일동안 신장성훈련 그룹과 동심성훈련 그룹의 근길이를 비교했는데 그 결과 신장성훈련 그룹의 근길이가 훨씬 증가하였다. Weppler et al. (2010)은 스트레칭후 근육길이의 증가가 일시적이며 이러한 길이변화가 감각의 변형에 의한것이라고 하였다. Konrad et al (2014)은 49명의 지원자를 6주동안 스트레칭 훈련 프로그램에 적용시켰다. 그 결과 평균 운동 범위는 중재 그룹에서 30.9(5.3)에서 36.3(6.1)으로 크게 증가했지만 기타 기능(수동 저항 토크, 최대 수의 수축) 및 구조적(다발 길이, 펜네이션 각도, 근육 강성, 힘줄 강성) 매개변수는 변경되지 않았다. 이 연구팀은 증가된 운동 범위가 근육-힘줄 단위의 구조적 변화로 설명할 수 없으며, 아마도 통각 신경 종말의 적응으로 인한 증가된 신장 내성 때문인 것이라고 추측하였다. 2019년 영국스포츠의학회(Nicol van Dyk, 2019)는 8459명의 운동선수를 햄스트링원심성운동 그룹과 대조군으로 나누어 프로그램을 진행하였다. 그 결과 원심성운동을 한 그룹은 부상확률이 50퍼센트가 감소하였다. 단 하나의 운동이 부상확률을 50퍼센트 낮추었다는 것은 엄청난 결과이다.

     특정 근육을 늘리기 위해 먼저 구체적인 목표가 무엇인지 자문해야 한다. 먼저 스트레칭이 예방효과가 있다는 과학적 증거가 없으며 근육통을 줄여주거나 부상위험을 줄여주지는 않는다. 그리고 짧은 근육이 실제로 도움될때가 있다. 예를 들어 축구선수가 공을 찰 때를 상상해보라. 짧은 햄스트링은 무릎이 움직임을 늦추는데 도움이 되므로 십자인대, 무릎관절주머니와 같은 수동적 구조에 대한 압력을 줄이는데 도움이 된다. 또한 우리의 몸은 한쪽이 수축할 때 다른 한쪽은 신장성으로 활성한다. 즉 스트레칭이 신경근효율성에 있어 아무 쓸모없는 동작이란 것이다. 물론 교감신경을 억제하는데 도움을 주겠지만 뻣뻣함이란 단지 신경학적 반응일 뿐이므로 기능부전의 원인을 해결하지 못한다. 그렇기 때문에 나는 ROM향상을 위해 스트레칭 대신 신장성활성 훈련을 권한다. 

    스트레칭만 한다고 인체의 정렬이 드라마틱하게 바뀌지 않는다. 모든 것은 기능적 움직임으로 통합되어야 한다. 블라디미르 잔다가 소개한 교차증후군은 특정근육은 Tight패턴을, 반대편 근육은 Weak패턴을 가지는 것으로 분류되었는데 이 때문에 생겨난 몇몇 오해는 약해진 근육은 고립해서 강화시키고, 짧아진 근육은 스트레칭한다는 것이다. 하지만 잔다는 단 한번도 근육이 짧아졌다 혹은 약해졌다 라고 말한적이 없다. 잔다는 교차증후군을 발견했을 때 그것을 근골격계 환자들의 예측가능한 패턴이라고 말하였다. 다시 말해 이것은 신경계 환자들과 비슷한 패턴으로서 CNS의 장애로 특정근육이 억제되거나 과활성되는 것이다. 예를 들어 SCM이 과활성화 되어 있다면 SCM이 강한게 아니라 목과 몸통의 상부 움직임에 있어서 SCM이 많이 쓰인다는 것이다. Rhomboid가 억제되어 있다면 Rhomboid가 약한게 아니라 동작에서 Rhomboid가 적게 쓰인다는 것이다. 즉 뇌에서 근육 쓰는 것을 까먹은 것이다. 확실하게 약하고 강한 개념이 아니라 억제되고 많이 활동하는 것이다.

     그렇다면 정말로 스트레칭은 사용하면 안되는 것인가? 꼭 그렇지는 않다. ROM 향상을 위해 신장성활성운동과 스트레칭 두가지를 적절하게 섞는다면 더 좋은 효과를 발휘할 수 있다. 스트레칭 역시 ROM을 확보하는데 도움이 되므로 신장성 활성운동을 하다가 막히는 부분이 있다면 그 지점에서 등척성 수축 혹은 스트레칭을 진행하고 다시 신장성 활성운동을 실시하는 방법도 있다. 모든 것은 원리에 관한것이므로 원리만 잘 따른다면 좋은 방법은 수백가지 이상 만들 수 있다. 또한 스트레칭과 마찬가지로 신장성활성운동 역시 기능적움직임 통합을 위한 하나의 도구에 불과하다. 핵심은 정렬을 한번에 맞출 수 있는 기능적움직임 통합을 위한 준비운동으로서 활용하란 것이다.