뉴만 Kinesiology) Hip-1

SHAPE OF THE PROXIMAL FEMUR

 

1. Angle of Inclination

 - angle of inclination : femur shaft와 femoral neck사이의 각도. 

 - 태어날 때는 140-150'정도이지만, 자라나면서 각도가 감소하게 되고, 정상 성인에서는 125'정도의 각도를 갖게 된다.

 - 그림에서 보는 것처럼 정상보다 낮은 각도를 가질 때 Coxa vara라고 하고, 정상보다 큰 각도를 가질 때 Coxa valga라고 한다. 

 - 뒤에 다시 기술되지만, 각각에 따른 장단점이 존재하며 coxa vara의 경우 정상보다 hip abductor의 힘이 약해지고(이는 moment arm이 길어지기 때문에 상쇄되기는 함.), femur neck의 골절 위험성이 높아지며, coxa valga의 경우 정상에 비해 탈구의 위험이 높아진다. 

 

 

2. Femoral Torsion

 - Femoral torsion : femur neck이 shaft에 비해 상대적으로 얼마나 회전했는지를 나타내는 각도. femoral condyle의 M-L 축과 femoral neck사이의 각도로 나타낸다.

 - 태어날 때 약 40'의 각도를 갖지만, 뼈가 자라나고, 체중지지의 증가, 근육을 사용하면서 점차 각도가 줄어들어 16세에 약 15'의 각도를 갖게 된다. 

 - 위에서 보는 것처럼 정상 각도는 약 15'이며, 이보다 각도가 클 경우 anteversion, 각도가 낮을 경우 retroversion이라고 한다. 

 - 성인에서 anteversion이 지속되는 경우, 탈구 위험성이 증가하고, 관절의 조화가 떨어지고, 관절의 contact force가 증가하고, 관절 연골이 잘 닳게 되면서, 궁극적으로 이차성 골관절염의 위험이 높아지게 된다. 

 - anteversion을 갖고 있는 어린이에게서는 in-toeing gait pattern (발 끝이 안쪽을 향하는 보행 패턴)을 자주 관찰할 수 있다. 

 - 이는 관절면에서 femur의 축과 acetabulum의 축을 맞추기 위해 femur가 내회전 하게되는 보상패턴으로 나타나는 것이다.

- 또한 fermur anteversion시 hip abductor의 moment arm이 감소하게 되는데, 이를 걸을 때 femur를 내회전시켜 다시 moment arm을 늘려주기 위한 이유도 있다.

 - 이유가 어찌되었든, 이러한 in-toeing gait는 성장하면서 anteversion이 감소하기 때문에, 보통은 특별한 교정없이 경과관찰이 가능하다.

 

 

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ARTHROLOGY

Functional Anatomy of the Hip Joint

FEMORAL HEAD

 - Femoral Head는 inguinal ligament의 중간 1/3지점에 위치한다.

 - Femoral head는 거의 완전한 구의 형태를 이루며, 중심에서 약간 뒤쪽에 옴폭 파인 fovea가 있다.

femoral head는 fovea를 제외하고 articular cartilage로 덮여있다.

 - Femoral head의 fovea와 acetabulum의 transverse acetabular ligament사이를 ligamentum teres가 연결한다.

 - synovial lining된 도관처럼 생긴 이 인대는 고관절의 안정성에는 거의 관여하지 않으며, 인대 안으로 지나가는 acetabular artery를 보호하는 역할을 한다.

 

ACETABULUM

- 아래쪽이 약간 파인 반구모양의 소켓 구조물로 그 안에 femoral head가 들어가서 관절면을 이룬다. 

 - femoral head는 acetabulum내부에서 말굽모양의 lunate surface하고만 접촉을 하게 된다. 

 - Lunate surface는 articular cartilage로 덮여 있는데 그 중에서도 위, 앞쪽 부분은 articular cartilage가 가장 두껍게 존재한다. 바로 이 부분이 걸을 때 가장 큰 관절내 힘을 받는 부분이 된다. 

 - 걷는 동안 stance phase처럼 고관절이 받는 힘이 증가할 때 (체중의 약 300%까지 증가한다.), lunate surface는 살짝 편평해지면서 넓어지게되고, 이는 접촉 면적을 넓혀서 peak pressure를 감소시킨다.

 

ACETABULAR LABRUM

- 일차적으로 fibrocartilage로 구성된 flexible-ring 구조.

- Acetabular labrum은 acetabular rim에 붙어서 acetabulum의 깊이를 깊게 만들고, negative pressure를 형성에 도움을 주어 고관절의 안정성을 높여준다.

- Contact area를 넓혀서 articular cartilage를 보호하는 역할을 한다.

- 또한 circumferential seal은 synovial fluid를 가지고 있어서 lubrication 의 역할도 한다.

- 혈관은 바깥 1/3에만 분포되어 있어서 healing에는 취약하다.

- 그에 비해 afferent nerve는 많이 분포되어 있어서 proprioceptive feedback을 제공하고, 손상 시 통증이 발생할 수 있다.

 

ACETABULAR ALIGNMENT

 - Center-edge angle (성인에서 정상은 35’)

이 각도가 줄어들수록 acetabulum이 femoral head를 덮는 면적이 줄어들게 된다. 이 경우, 탈구 발생 가능성도 높아지고 접촉 면적이 적어지기 때문에 관절압도 높아지게 되고, 결국 acetabular labrum의 퇴행성 변화가 가속되며 결구 고관절염으로 진행될 수 있다.

 

 

- Acetabular anteversion angle

acetabulum이 얼마나 anteversion되었는지를 측정하는 각도로, CT에서 측정할 수 있다.

20’정도가 정상이며 anteversion이 커질수록 이 각도도 늘어나게 된다.

Anteversion이 심한 경우는 femoral head의 앞쪽 부분의 노출이 커지게 되고 이는 anterior dislocation발생 가능성이 및 anterior labrum의 손상 가능성도 커지게 된다. (이는 hip이 ER될 때 더욱 더 그 경향이 커짐.)

 

CAPSULE AND LIGAMENTS OF THE HIP

 - Hip 주변부 ligament들

 - Iliofemoral ligament, pubofemoral ligament, ischiofemoral ligament

 - 이 중에서 iliofemoral ligament가 가장 두껍고 강력하다.

 - 앞쪽 부분에 위치하여 iliopsoas와 함께 과도한 hip extension이 되지 않도록 안정화시키는 역할을 한다.

 

하지마비 환자에서는 iliofemoral ligament의 passive tension에 기대어 standing을 하기도 한다.