공덕 교정운동 PT | 보행분석, 걸음 한 번에 어떤 근육이 언제 일할까요

걸음 한 번은 디딤기 약 60%와 다리를 앞으로 보내는 유각기 약 40%로 나뉘고, 구간마다 일하는 근육이 바뀝니다. 그래서 걷는 모습을 구간별로 나눠 보면 어느 근육이 약하고 어느 쪽 다리를 더 쓰는지 꽤 정확하게 읽을 수 있습니다.

래미안헬스에서는 교정운동을 시작하기 전에 회원분이 걷는 모습을 앞·옆·뒤에서 찍습니다. 서 있을 때는 멀쩡해 보이던 골반과 어깨가 걸을 때 드러나는 경우가 많기 때문입니다. 오늘은 현장에서 실제로 보는 순서대로 보행분석을 정리합니다.

 

한쪽 뒤꿈치가 땅에 닿고 같은 뒤꿈치가 다시 닿을 때까지를 보행 주기 한 번으로 봅니다. 발이 땅에 붙어 있는 입각기가 약 60%, 떠 있는 유각기가 약 40%입니다. 양발이 동시에 땅에 붙어 있는 구간도 두 번, 각각 약 10%씩 있습니다.

예전부터 현장에서 써 온 이름과 요즘 교과서(미국 랜초 로스 아미고스 병원 분류)의 이름이 조금 다릅니다. 같은 장면을 가리키니 함께 알아 두시면 편합니다.

뒤꿈치가 닿고 체중이 한쪽 다리로 실리는 순간입니다. 이때 반대쪽 다리는 땅에서 떨어지기 때문에 골반이 그쪽으로 기울려고 합니다. 디딤발 쪽 중둔근, 특히 뒤쪽 섬유가 골반을 붙잡아 수평을 지킵니다.

같은 순간 무릎은 약 15~20도 살짝 굽혀지며 충격을 흡수하고, 허벅지 앞 대퇴사두근이 버티며 늘어납니다. 정강이 앞 전경골근은 발바닥이 '철썩' 떨어지지 않게 천천히 내려 줍니다.

근육별로 몸을 받치는 몫을 계산한 연구에서는 입각기 초반엔 대퇴사두근과 대둔근, 중반엔 중둔근, 후반엔 종아리 근육이 가장 큰 몫을 맡았습니다.

반대쪽 골반이 5도 안팎으로 살짝 내려가는 건 정상입니다. 그 이상 크게 처지면 디딤발 쪽 중둔근이 약하다는 신호로 봅니다.

반대쪽 발이 공중을 지나가며 몸이 디딤발 바로 위를 넘어가는 구간입니다. 몸의 질량중심이 가장 높이 올라가는 순간이기도 합니다.

이때 정강이는 발목 위에서 앞으로 기울어 갑니다. 가자미근이 늘어나면서 그 속도를 조절합니다. 가자미근이 약하면 정강이가 너무 빨리 넘어가 무릎이 앞으로 꺾이거나, 반대로 뻣뻣하면 발이 일찍 들립니다.

뒤꿈치가 들리면서 비복근과 가자미근이 발목을 밀어 몸을 앞으로 보냅니다. 걸음에서 가장 큰 추진력이 나오는 구간이고, 이 밀기가 약하면 보폭이 짧아집니다.

두 근육의 역할은 조금 다릅니다. 컴퓨터 근육 모델 연구에서 가자미근은 주로 몸통을 받치고 앞으로 밀었고, 비복근은 다리를 들어 유각기로 넘기는 데 더 큰 몫을 했습니다. 보폭은 이 발목 밀기와 다음 구간의 고관절 굴곡이 함께 만듭니다.

고관절이 가장 많이 펴진 직후입니다. 이 시점 고관절은 약 10~20도 신전돼 있고, 장요근이 늘어난 상태에서 잠깐 힘을 내 다리를 앞으로 당기기 시작합니다.

허벅지 안쪽 장내전근도 이때 함께 일합니다. 고관절이 펴진 자세에서는 장내전근이 굴곡을 돕기 때문에, 다리가 안쪽으로 살짝 모이며 앞으로 나오는 느낌이 생깁니다. 대퇴직근은 무릎이 너무 많이 접히지 않게 짧게 조절합니다.

오래 앉아 지내 고관절 앞쪽이 짧아진 분들은 이 신전 각도가 나오지 않습니다. 그 대신 허리를 젖히거나 골반을 돌려 보폭을 만듭니다.

초기 유각기에는 장요근 같은 고관절 굴곡근이 다리를 앞으로 던집니다. 무릎은 약 60도까지 접히고, 전경골근이 발끝을 들어 바닥과 1~2cm 틈을 만듭니다. 걸려 넘어지는 어르신들은 이 틈이 부족한 경우가 많습니다.

중간 유각기는 대부분 시계추처럼 관성으로 지나갑니다. 근육이 크게 힘쓰지 않는 구간입니다.

말기 유각기의 주인공은 햄스트링입니다. 앞으로 뻗어 나가는 무릎을 늘어나며 브레이크 겁니다. 전력 질주 연구에서도 햄스트링이 가장 길게 늘어나는 시점이 바로 이 구간이었습니다. 끝 무렵에는 대퇴사두근이 다음 착지를 준비합니다.

질량중심(center of mass)은 몸 전체 무게가 모여 있다고 보는 한 점으로, 서 있을 때 대략 천골 앞쪽에 있습니다. 걸을 때 위아래로 약 5cm, 좌우로 약 4cm 움직입니다.

위아래 움직임은 한 주기에 두 번 오르내립니다. 중간입각기에 가장 높고, 양발이 모두 땅에 닿은 순간에 가장 낮습니다. 좌우로는 디딤발 쪽으로 한 번씩 옮겨 갑니다.

지나치게 크면 확인해 볼 신호입니다. 현장에서 자주 보는 경우는 두 가지입니다.

▪ 골반이 앞으로 기울고 무릎이 뒤로 젖혀진 채 뒤꿈치를 딛는 경우. 체중수용기에 무릎이 굽혀지며 충격을 흡수하지 못해 몸이 통통 튀듯 올라갑니다.

▪ 골반이 뒤로 말리고 무릎이 많이 굽은 채 걷는 경우. 매 걸음 굽은 다리를 펴며 몸을 들어 올려야 해서 허벅지 앞이 쉽게 지칩니다.

그렇다고 출렁임을 억지로 줄이는 게 정답은 아닙니다. 1953년에 나온 '보행의 6가지 결정요인' 이론은 질량중심을 평평하게 할수록 효율적이라고 봤습니다. 그런데 2005년 실험에서 사람들에게 질량중심을 평평하게 유지하며 걷게 했더니 에너지 소모가 오히려 크게 늘었습니다. 2017년 곡면 트레드밀 연구에서도 같은 결과였습니다. 다리는 거꾸로 선 시계추처럼 적당히 오르내릴 때 가장 경제적입니다.

현장에서는 흔들리는 범위부터 봅니다. 몸 전체가 통째로 좌우로 움직이면 몸 옆을 지나는 근막 라인(외측선)이 뻣뻣한 경우가 많습니다. 어느 한 부위만 좌우로 움직이면 그 부위가 회전하고 있을 가능성이 큽니다. 질량중심이 한쪽으로 쏠려 있다면 그쪽 다리만 과하게 쓰고 있다는 뜻입니다.

실제 분석 예를 하나 들겠습니다. 오른발 체중수용기에 오른쪽 골반이 올라가 보이고, 척추가 회전돼 천골과 머리 위치가 어긋나며, 오른쪽 어깨가 떨어진 회원분이 있었습니다.

오른쪽 골반이 올라가 보인다는 건 반대쪽인 왼쪽 골반이 처졌다는 뜻입니다. 오른쪽 중둔근이 골반을 충분히 붙잡지 못한 것입니다. 그러면 몸은 넘어지지 않으려고 몸통을 디딤발인 오른쪽으로 기울입니다. 그래서 오른쪽 어깨가 떨어집니다. 몸통을 기울이면 중둔근이 버텨야 하는 힘이 줄어들기 때문에, 약한 근육을 아끼려는 몸의 보상입니다.

가장 정확한 방법은 왼발과 오른발의 중간입각기 장면을 각각 캡처해서 나란히 놓고 비교하는 것입니다. 한 발로 온전히 체중을 받치는 순간이라 좌우 차이가 가장 잘 드러납니다.

캡처한 사진에는 중간입각기 기준으로 세로선을 긋습니다. 귀, 어깨, 골반, 무릎, 복사뼈가 그 선에서 얼마나 벗어나는지 봅니다. 옆모습에서는 허벅지와 정강이가 각각 어떤 각도로 움직이는지도 따로 봅니다.

스마트폰 2D 영상도 쓸 만합니다. 3D 동작분석 장비와 비교한 연구에서 무릎·골반 같은 일부 정면 지표는 2D 영상으로도 일관되게 측정됐습니다. 다만 회전처럼 깊이가 필요한 움직임은 2D로 정확히 재기 어렵습니다.

압력중심이 발바닥 바깥쪽으로만 지나가거나 엄지 쪽으로 넘어가지 못하면, 뒤꿈치 떼기와 발가락 떼기에서 추진력이 새고 있다는 뜻입니다.

트레드밀은 벨트가 발밑을 뒤로 끌어 주고, 앞으로 나아가며 받는 공기 저항과 관성 변화가 거의 없습니다. 연구에서는 트레드밀에서 걸음 수가 늘고 보폭과 입각기 시간이 짧아졌습니다. 몸이 앞으로 기울거나 손잡이를 잡는 분도 많습니다.

관절 각도와 힘은 평지와 크게 다르지 않다는 연구도 있습니다. 다만 처음 올라가면 걸음이 어색해서, 무릎 움직임이 안정되기까지 약 6분이 걸렸다는 연구가 있습니다. 트레드밀로 분석할 때는 최소 5~6분 걷게 한 뒤에 찍습니다.

아주 무른 바닥과 비교하면 그렇습니다. 모래 위를 걸으면 단단한 바닥보다 에너지가 1.6~2.5배 더 들었습니다. 발이 빠지면서 다리가 하는 일이 늘고, 근육 효율도 떨어지기 때문입니다.

하지만 딱딱할수록 무조건 편한 건 아닙니다. 달리기 연구에서는 탄성이 있는 바닥에서 오히려 에너지 소모가 약 12% 줄었습니다. 적당히 되튀어 주는 바닥이 가장 편하고, 지나치게 무르면 힘듭니다. 회원분께 모래길이나 푹신한 매트 걷기를 권할 때는 운동 강도를 올리는 도구로 씁니다.

어느 정도는 알 수 있습니다. 65세 이상 34,485명을 모은 9개 연구 분석에서 평소 걷는 속도가 초속 0.1m 빠를수록 사망 위험이 약 12%씩 낮았습니다. 그래서 걷는 속도를 '여섯 번째 활력징후'라고 부르기도 합니다.

현장에서는 4m 구간을 평소 속도로 걷게 해 시간을 잽니다. 초속 1m 이상이면 좋은 편으로 보고, 0.8m에 못 미치면 하체 근력과 균형 운동을 먼저 챙깁니다.

 

1단계 ▪ 운동화를 신고 앞·옆·뒤에서 각각 10걸음 이상 촬영합니다. 카메라는 무릎 높이에 고정합니다.

2단계 ▪ 왼발·오른발 중간입각기를 캡처해 나란히 놓고 골반 높이, 어깨 높이, 머리와 천골 위치를 비교합니다.

3단계 ▪ 체중수용기에 반대쪽 골반이 처지거나 어깨가 떨어지면 디딤발 쪽 한 발 서기와 중둔근 근력을 확인합니다.

4단계 ▪ 보폭이 짧으면 한 발 카프레이즈 횟수를 좌우로 비교하고, 고관절 신전 각도를 함께 봅니다.

5단계 ▪ 약한 근육부터 운동합니다. 중둔근은 옆으로 누워 다리 들기가 근육 활성이 가장 높게 나온 운동 중 하나라 첫 단계로 씁니다.

6단계 ▪ 4주 뒤 같은 조건으로 다시 찍어 처음 사진과 비교합니다.

Q1. 걸을 때 한쪽 어깨만 떨어지는데 어깨 문제인가요?

어깨보다 골반 쪽 원인이 많습니다. 떨어지는 쪽 다리로 디딜 때만 그렇다면 같은 쪽 중둔근을 먼저 확인합니다.

Q2. 신발 밑창 한쪽만 닳으면 보행 문제인가요?

압력중심이 한쪽으로 치우쳐 지나간다는 단서입니다. 영상과 함께 보면 어느 구간에서 쏠리는지 알 수 있습니다.

Q3. 트레드밀 걷기만 해도 걸음 교정이 되나요?

운동은 되지만 걸음 자체는 평지와 조금 다릅니다. 교정 단계에서는 평지 걷기와 근력운동을 함께 합니다.

Q4. 팔자걸음도 보행분석으로 보나요?

봅니다. 발끝 방향은 고관절 회전과 정강이 회전이 함께 만들기 때문에 서 있을 때와 걸을 때를 나눠 확인합니다.

Q5. 걸을 때 발이 자주 걸려요.

유각기에 발끝과 바닥 사이 틈이 부족한 경우가 많습니다. 전경골근과 고관절 굴곡근을 먼저 확인합니다. 갑자기 생긴 증상이라면 병원 진료가 먼저입니다.

Q6. 보폭을 일부러 넓게 걸으면 운동이 더 되나요?

에너지는 더 쓰지만 몸에 맞는 보폭에서 벗어나면 허리나 고관절에 부담이 갈 수 있습니다. 보폭은 종아리 밀기와 고관절 신전이 좋아지면 자연스럽게 늘어납니다.

Q7. 보행분석은 얼마나 자주 하나요?

래미안헬스에서는 처음 한 번, 그리고 운동 4주마다 같은 조건으로 다시 찍어 비교합니다.

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