47. 발의 구조와 기능(Structure & Function of Foot)

① 발의 뼈와 관절

   족부(Foot)는 전, 중, 후족부로 나누어 진다. 발의 뼈는 족근골(Tarsal bone), 중족골(Metatarsal bone), 지절골(Phalanx bone)로 나눈다. 족근골(Tarsal bone)은 종골(Calcaneus), 거골(Talus), 주상골(Navicular), 3개의 설상골(Cuneiforme), 입방골(Cuboid) 등이며, 중족골(Metatarsal bone)은 족근골(Tarsal bone)과 지절골(Phalanx bone) 사이의 뼈로서 제1, 2, 3, 4, 5 중족골이 있다. 지절골(Phalanx bone)은 발가락을 구성하는 뼈들로서 중족골과 인접한 가장 근위부(Proximal part)부터 근위지골(기절골 : Proximal phalanx), 중간지골(중절골 : Middle phalanx), 원위지골(말절골 : Distal phalanx)로 분류한다.

② 발의 근육

   발바닥의 근육은 4개의 층으로 배열되어 있으나, 발과 발가락을 움직이는 발근육 각각의 작용과 함께 몸의 균형을 유지하기 위한 발바닥과 발가락의 전체 작용도 함께 이해해야 할 것이다. 발근육의 주된 작용은 입각기(Stance phase)때 족궁의 뒤 끝인 발꿈치의 체중에 실리면 족궁(Arch of foot)을 낮추려는 힘에 강력히 저항하면서 족궁의 앞 끝(발의 볼)과 엄지발가락으로 체중을 전달해서 발이 편평해지는 것을 막고, 족궁을 유지하는 것이다. 또한 몸이 앞으로 나가기 위하여 앞발딛기(Push off)를 할 때도 횡족궁(Transverse arch of foot)이 납작해지려는 경향에 대항하여 발바닥의 근육이 활발히 수축하여 발을 안정시켜준다. 동시에 종아리에서 발로 내려오는 긴 근육들의 수축을 미세하게 조정하여 회내, 회외를 유발시켜 울퉁불퉁한 땅에 발이 닿지 않게 해준다. 아래의 표에 발의 근육들을 4개의 층으로 나우어 정리해 보았다.

 

※ 신경지배(Innervation)

   A - 내측족저신경(Medial plantar nerve)

   B - 외측족저신경(Lateral plantar nerve)

   C - 심비골신경(Deep peroneal nerve)

층	근육명	기시점	정지점	작용	신경지배
1	모지외전근(Abductor hallucis)	종골의 결절의 내극 발목의 굴근 지대 족건막	모지의 기절골 내측 족저면	모지 외전, 굴곡	A
	단지굴근(Flexor digitorum brevis)	종골결절의 내극 족저건막	제2 ~ 5 족지의 중절골	외측 4족지 굴곡	A
	소지외전근(Abductor digiti minimi)	종골결절의 내극과 외극 사이 외측족저근막의 심층면	제5족지의 기절골 측면	제5 족지 외전 굴곡	B

층	근육명	기시점	정지점	작용	신경지배
2	족방형근(Quadratus plantae)	종골	장지굴근의 건	외측 4개 족지 굴곡 (장지굴근의 작용을 보조)	B
	충양근(Lubricalis)	장지굴근의 건	4발가락의 신전돌기	외측 4개 족지에서 - 기절골을 굴곡시킴 - 중절골, 말절골을 신전	A,B

 

층	근육명	기시점	정지점	작용	신경지배
3	단모지굴근(Flexor hallucis brevis)	입방골과 외측설상골의 기저부	모지의 기절골 양 측면 (2개의 건으로 내, 외측에 부착)	모지의 기절골 굴곡	A
	모지내전근(Adductor hallucis)	사두 : 제2,3,4 중족골의 기저부 횡두 : 제3,4,5 족지의 족저중족골지골간인대	모지의 기절골 기저부 외측면	모지의 내전 발의 횡단면안정성을 유지	B
	단소지굴근(Flexor digiti minimi)	제5중족골의 기저부	제5족지의 기절골	제5족지의 기절골 굴곡	B

층	근육명	기시점	정지점	작용	신경지배
4	족저골간근(3개)(Plantar interossei)	제3,4,5 종족골의 기저부	제3,4,5족지의 기절골 기저부 내측면	제2,3,4족지의 내전 MP joint 굴곡	B
	배측골간근(4개)(Dorsal interossei)	인접한 중족골의 골간	1 : 제2족지 기절골기저부 내측면 2~4 : 해당족지 기절골기저부 외측면	제2,3,4족지의 외전 MP joint 굴곡	B
	단지신근 (Extensor digitorum brevis)	종골의 윗면	일치하는 장지신근건의 외측부위 (2,3,4족지 중절골과 말절골)	장지신근의 신전 작용 보조 (제2,3,4족지에서)	C

● 기능해부학

 1. 족저굴곡(Plantar flexion)과 족배굴곡(Dorsi flexion)

2. 전족(Forefoot)의 내전(Adduction)과 외전(Abduction)

3. 전족(Forefoot)의 내번(Inversion)과 외번(Eversion)

4. 회외(Supination)와 회내(Pronation)

회외(Supination) = 내번(Inversion) + 내전(Adduction)

회내(Protrction) = 외번(Eversion) + 외전(Abduction)

★ 족궁 (Arch of foot)

※ 체중은 경골에서 거골로 전해진 다음, 뒤쪽으로는 거골로, 앞쪽으로는 발볼(Ball of the foot)로 전달되며, 다음으로 균형과 편안함을 위해 제3,4,5 중족골두에도 골고루 전달된다. 이처럼 체중이 직접 전달된곳들의 사이는 상대적으로 탄력이 높은 부분으로서 족궁(Arch of foot)이라고 하며, 서있을 때는 체중에 의해 족궁이 어느 정도 편평하게 늘려져 있다가, 체중이 사라지면 원래의 곡선 형태로 돌아오게 된다.

 

※ 족궁은 종족궁(내측, 외측)과 횡족궁으로 이루어져 있다. 내측종족궁과 외측종족궁은 둘 다 횡족궁과 함께 동시에 작용하여 체중을 여러 방향으로 분산시키는데, 내측 종족궁이 외측종족궁보다 더 높고 더 중요하다.

 

★ 내측 종족궁  => 내측 종족궁은 종골(Calcaneus), 거골(Talus), 주상골(Navicular), 3개의 설상골(Cuneiform), 3개의 중족골(Metatarsal)로 이루어지며, 그 중 거골두(Talar head)가 가장 핵심이다. 이 족궁을 유지하는 데에 도움을 주는 구조는 전경골근건과 장무지굴근건이다. (전경골근건은 제1중족골과 내측설상골에 부착되어 내측종족궁을 강화시킨다.)

★ 외측 종족궁  => 외측종족궁은 종골(Calcaneus), 입방골(Cuboid), 제4,5 중족골로 이루어진다. 내측종족궁보다 좀더 편평하고, 서있는 동안에는 작용하지않고 바닥에 닿아있다.

★ 횡족궁(Transvers arch of foot)  => 횡족궁은 입방골(Cuboid), 설상골(Cuneiform), 중족골(Metatarsal) 저부로 이루어진다. 횡족궁은 발의 양쪽 옆면을 가로질러 놓여있고, 내, 외 종족궁이 횡족궁의 기둥역할을 한다. 후경골근건과 장비골근건이 발바닥을 가로지르며 횡족궁 유지에 도움을 준다.

※ 발은 많은 뼈와 인대로 이루어져, 발이 땅에 닿을 때마다 땅의 조건에 따라 발의 형태를 변화시켜 충격을 흡수할 수 있는 유연성이 있고, 횡족궁과 건들이 세로로 배열된 족근골과 중족골을 지지해서, 체중을 감당하고 보행시에는 땅바닥의 굴곡에 적응하는 발바닥의 탄력성도 증가시킨다. 즉, 족궁은 발에 가해진 체중을 분산시키고 충격을 흡수하며, 몸을 추진시키는 도약판(Springboard)의 역할도 한다.

뼈들로만 이루어진 족궁을 유지할 수 있도록 지지하는 구조가 있는데 위 그림처럼 수동적인구조(Passive factors)와 역동적인지지(Dynamic supports)로 나누어 볼 수 있다.

◆ 수동적인구조 Passive factors

 1. 뼈들이 연결되어진 모양(족궁, 특히 횡족궁)

 2. 종족궁의 활시위 형태를 유지하는 4개의 섬유층(얕은 층에서 깊은 층의 순서로)

   => 족저건막(Plantar aponeurosis)

   => 장족저인대(Long plantar ligament)

   => 단족저인대(Short plantar ligament)

   => 용수철인대(Spring ligament)

 

◆ 역동적인 지지 Dynamic supports

 1. 족부내재근(Intrinsic muscles)의 반사적인 긴장력 (종족궁에 대한 지지)

 2. 발로 연결된 긴 건(Tendon)을 가진 근육의 수축

   => 종족궁 : 장무지굴근(Flexor hallucis longus), 전경골근(Tibialis anterior)

   => 횡족궁 : 장비골근(Peroneus longus), 후경골근(Tibialis posterior)

 

※ 족궁을 유지하는 요소들 중에서도 족저인대들(Plantar ligaments)과 족저건막(Plantar aponeurosis)이 가장 큰 스트레스를 받고, 가장 중요한 구조물들이다.