왜, 어디가, 어떻게 아픈가… 어떻게 대처해야 하나
자전거를 타는 사람들이 호소하는 통증 중 가장 흔한 것 중의 하나가 무릎일 것이다. 무릎 주위의 근육과 힘줄 및 인대를 이해한다면 자신의 무릎 통증의 원인을 파악하고 치료하는데 도움이 될 것이다. 무릎통증의 원인은 다양한데, 가장 흔한 이유는 과도한 사용으로 인한 것이다. 이번호에서는 무릎 부위에 대한 심층적인 이해와 그 통증을 유발하는 원인들은 무엇인지, 교정방법은 있는지를 특집으로 구성했다
글·사진 강승규(전 계명대 교수, 리툴 공인 피터) http://kts.pe.kr 또는 bikefit.co.kr

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  1   무릎 통증의 단골손님, 힘줄(tendon)과 인대(ligament) 
힘줄은 근육과 뼈를 이어주고, 인대는 뼈와 뼈를 연결한다. 힘줄과 인대는 조직학적 구조는 비슷한데, 역할과 손상 이유는 다소 차이가 있다. 힘줄은 근육의 수축을 통해 활동하고 대부분의 손상은 과도한 사용으로 인한다. 슬개건염과 회전근개건염 등이 대표적인 힘줄 관련 질환이다.
치료는 과도한 사용을 줄여야 하는데, 반복적인 사용이나 잘못된 동작으로 인한 손상을 줄여야 한다. 힘줄의 손상은 근육과 관련이 있으며, 근육의 유연성이 부족한 경우 그 부담을 힘줄이 감당하게 되어 손상될 수 있다.
인대는 관절에서 뼈가 제대로 자리를 잡도록 하는데, 대부분의 손상은 외상으로 인한다. 발목염좌, 십자인대파열 등 관절의 정상적인 활동범위를 벗어날 때 버티지 못하고 파열된다. 인대가 손상되면 관절의 움직임에 이상이 생겨 연골 등 관절 내 구조에 손상이 가고 관절염으로 진행될 수 있다.

  2   무릎 통증 부위 
무릎 통증은 크게 앞뒤와 측면으로 두 개의 카테고리로 분류할 수 있다.
먼저, 무릎 앞이나 뒤에서 통증이 발생한다면 안장의 높이나 앞뒤위치가 부적절해 허벅지와 종아리의 각도가 너무 크거나 적을 때 나타나는데, 앞쪽에서 통증이 있는 경우에는 전조 증상으로 햄스트링이나 대퇴사두근이 경직되고 계속되는 장거리 라이딩으로 인한 피로가 누적되기 때문이다. <그림1> <그림2>
사진에서 제시한 것처럼 피팅을 하면서 안장의 높이는 페달이 최하위에 있을 때 무릎각도로 결정되는데, 그보다 근본적인 문제는 주요 근육의 유연성이다. 즉, 똑같은 체격이라도 유연성이 좋다면 문제가 없지만 연령도 많고 유연성이 부족한 라이더를 피팅 측정범위에 맞추더라도 통증이 발생할 수 있게 된다. 나이가 들면 근육과 인대 및 힘줄의 탄력성이 떨어지기 때문에 젊은이들과 동일할 활동력이 없기 때문이다. 결국 이런 경우에는 무릎각도가 적정범위에 있더라도 안장이 높은 것과 같은 효과가 있어 햄스트링이나 종아리의 경련이 있을 수 있고 무릎 뒤쪽에서 통증이 수반되기도 한다.
좀 더 구체적으로 살펴보면 슬개인대(patella ligament)와 대퇴힘줄(quad tendon)로 구분할 수 있는데, 이 두 개는 완전히 분리된 구조이지만 통상 같은 원인으로 발생한다. 무릎 통증 모두 전면에 나타나는데, 대퇴힘줄은 슬개골 위에, 슬개인대는 슬개골 아래에 있다. 이 힘줄에서 발생하는 통증은 대부분 힘줄 주위를 손가락으로 가리킬 수 있어 슬개골 안쪽 연골 통증과 달리 손쉽게 구분할 수 있다.
일반적으로 안장이 너무 낮은 것이 이런 무릎 통증의 원인 중에 하나다. 또한 크랭크 암의 길이가 적절한지도 살펴봐야 하는데, 체격에 비해 크랭크 암이 길면 페달이 최상위에 있을 때 무릎이 너무 굽혀져 슬개골을 너무 압박하기 때문이다. 필자가 피팅을 하면서 분석한 바에 따르면 국내 동호인들은 대부분 자신의 체격보다 긴 크랭크 암을 사용 중이다.

  3   슬개골 내부의 통증 
통증이 어디에서 발생하는지 손가락으로 가리킬 수 없다면 슬개골 안쪽 연골에서 통증이 발생하는 것으로 추측할 수 있다. 이 통증은 정확히 어디라고 가리키지 못하고 대부분의 라이더들은 슬개골 안쪽 전부를 가리킨다. 안장높이가 낮으면 페달이 최상위에 있을 때 슬개골을 압박해서 통증이 있게 되고 무릎이 최대로 굽혀지는 동안 슬개골 안쪽 연골은 대퇴골의 압박을 받게 된다. 또한, 엉덩이와 무릎의 위상이 맞지 않아 슬개골의 궤적이 대퇴골과 일치하지 않기 때문이다.
  이렇게 위상이 어긋나면 바이크에서 내리더라도 문제가 심각해질 수 있다. 라이더의 보폭을 교정하거나 클릿 웻지 등을 이용해서 교정하기도 하지만 더 근본적인 방법은 엉덩이 근력과 이동성을 위해 근력과 균형감을 강화시켜야 한다. 주로 고무밴드를 양쪽 무릎 위쪽에 걸치고 옆으로 걷거나 런지(lunge) 자세로 근력운동을 하는 것이 도움이 된다.

  4   무릎 측면의 통증 
무릎 측면에서 발생하는 통증은 안쪽과 바깥쪽으로 구분할 수 있다. 무릎의 앞뒤에서 발생하는 통증과 달리 측면에서 발생하는 통증의 원인은 다양하게 나타날 수 있어 세심하게 원인을 파악해야 한다.
무릎 측면 통증의 직접적인 원인은 무릎이 그리는 궤적의 평면이 크랭크 암이 그리는 궤적의 평면과 일치하지 않기 때문이다. 무릎 관절은 단순한 힌지(hinge)에 불과해서 무릎의 궤적은 허벅지와 종아리가 그리는 평면에서 기능을 수행해야 하나, 측면으로의 뒤틀림(twisting)이 발생할 경우 그 부분에 통증을 유발하게 된다. 측면과 더불어 슬개골 안쪽에서도 뒤틀림이 발생할 수 있는데, 이는 대퇴골이 위아래로 오르내리면서 슬개골에서 대퇴사두근을 잡아당기는 힘이 발생하기 때문이다.
장시간의 슬개골 활동으로 후면의 얇은 연골이 닳게 되고, 슬개골의 원래 궤적을 벗어나게 되면 통증이 오면서 다른 문제로 번질 수 있다. 엉덩이 주변 근육이 유연하지 않고 경직된 상태이거나 과도한 굴근의 사용, 대퇴사두근의 근력부족, 아치가 무너지거나 클릿과 안장의 위치가 부적절한 경우에 무릎의 궤적이 비정상적일 수 있게 된다.
무릎 통증이 안쪽에 있다면 무릎 관절을 지지하거나 통증이 있는 슬개골을 지지하는 인대일 가능성이 높다. 내측반월연골(medial meniscus)에서도 통증을 유발하지만 반월연골이 손상되었다면 라이딩 중에 심한 통증을 느끼게 된다. 바이크에서 내려도 통증이 지속된다.
측면에서 통증이 있다면 주로 IT 밴드가 원인이지만 지지띠 인대와 같이 발생하기도 한다. IT 밴드가 이 인대와 연결되어 있어 두 개를 구분하기 어렵다. IT 밴드 통증은 허벅지 아래쪽의 측면에서 통증이 발생해서 종아리 아래쪽까지 이어진다.
측면 통증의 원인 중에 하나는 안장이 너무 높거나 경골이 휘게끔 발가락이 너무 아래쪽을 향하려는 경향이 있을 때 발생한다. 안쪽 통증은 엉덩이 근력운동, 클릿 웻지, 클릿 폭 조절, 핸들바의 거리와 높이 조절 등으로 교정할 수 있다.

  5   무릎 통증으로 인한 치우침 
무릎 통증이 있으면 페달링에는 어떤 변화가 있을까? 예를 들어 왼쪽 무릎에 이상이 있으면 무의식적으로 오른쪽 무릎을 더 사용하게 된다. 이런 경우 트레이너 위에서 페달링을 할 때 뒤에서 안장 위의 엉덩이 좌우쏠림으로 확인할 수 있다. <그림1>
실제로 두 다리의 길이가 똑같더라도, 왼쪽 무릎에 이상이 있는 경우 안장 위에서 오른쪽으로 쏠려 앉아서 페달링을 하게 된다. 이렇게 되면 오른쪽 골반이 왼쪽 골반보다 더 앞이나 아래로 쏠리게 되며 왼쪽은 무릎이 뒤틀리면서 IT밴드와 무릎 바깥쪽이나 슬개골 안쪽 통증이 수반된다. 이런 경우 안장에 제대로 앉게 되면 왼쪽 무릎의 궤적이 좋아진다.
피팅을 하면서 페달링 자세를 유심히 관찰하게 되는데, 그 중 하나는 안장에 앉는 위치와 진동을 보게 된다. 적지 않은 라이더들이 안장의 정중앙에 앉는 것이 아니라 한쪽으로 치우쳐 앉는데, 왼쪽보다는 오른쪽으로 치우쳐 앉는 경우가 더 많다고 하며 이를 우측 치우침(Right Side Bias)이라고 부른다. 왼쪽 무릎에 이상이 있으면 이런 현상이 나타난다. 오른쪽 골반이 왼쪽보다 더 아래로 처지게 되며 페달링도 왼쪽보다 더 강하게 하는 경향이 있다. 반면 왼쪽의 무릎궤적은 오른쪽에 비해 불규칙하게 나타나는 경향이 있다.
최근에 피팅을 했던 선수의 예를 사진을 통해서 확인해보면, 안장에서 왼쪽으로 치우쳐 앉으며 왼쪽 골반이 오른쪽에 비해 더 처진 상태(Left Side Bias)로 확인되었다. <그림2> 이번에는 왼쪽 무릎 슬개골 안쪽 연골이 닳아 제대로 무릎을 꿇을 수 없고 통증이 있는 라이더의 경우 안장에서 오른쪽으로 치우쳐 앉았으며, 오른쪽 무릎의 궤적은 아주 정상이나 왼쪽은 예상했던 대로 틸팅각도는 8도로 매우 크게 측정되었다. <그림3>
이와 같은 좌우의 불균형은 싱글레그 스쿼트(single leg squat)를 시켜보면 판단할 수 있다. 한쪽 발을 들고 양팔로는 균형을 맞추게 하면서 무릎이 직각이 되도록 앉았다가 2초 정도 멈춘 후 다시 일어서게 하면서 근력과 좌우 불균형을 가늠할 수 있다. 특히 무릎이 불안정한지 여부와 안쪽으로 쏠리는지를 판단하면 된다. 아울러 평소에 지속적인 스트레칭으로 유연성을 길러야 힘줄과 인대를 보호할 수 있으며 부상의 위험도 줄일 수 있다.

  6   무릎 통증은 교정으로 해결하자 
무릎 통증에 대한 근본적인 치료는 전문 의료진의 몫이 될 것이고, 피팅을 하면서는 앞서 언급한대로 무릎 통증의 부위와 그 원인은 진단이 가능할 것이다.
무릎 앞뒤의 통증은 정확한 안장의 높이와 앞뒤조정으로 대부분 해소할 수 있으나, 측면의 통증은 원인이 다양하고 복잡하다. 측면의 통증은 기본적으로 무릎의 궤적이 한 평면을 이룰 수 있도록 해야 한다. 즉, 어느 정도의 틸팅각도는 허용하더라도 진동폭(lateral travel)을 적게 해서 무릎이 뒤틀림이 발생하지 않고 단순한 힌지(hinge) 역할만 하도록 하는 것이 바람직하다. 그렇게 하기 위해 가장 먼저 확인할 사항은 클릿의 앞뒤 위치와 각도가 제대로 설치되었는지를 확인해야 한다. 좌우 불균형이 심한 경우에는 근력운동과 더불어 외발 페달링 훈련으로 그 차이를 점진적으로 줄일 수 있도록 해야 한다.

무릎 통증을 유발하는 원인과 해결책

  1   슬개골 전단력
안장이 낮으면 페달이 최상위에 이를 때 허벅지와 종아리 사이의 무릎각도가 너무 작아지게 된다. 페달이 최상위에 이를 때 대퇴사두근으로 페달을 밀게 되는데, 대퇴사두근은 슬개골과 연결되어 있는 대퇴힘줄과 인대를 통해 정강이뼈로 연결되어 있다. 대퇴사두근이 수축되면서 발로 페달을 밀 때 반작용에 의해 슬개골에 스트레스가 가중된다. 이를 줄이기 위해서는 페달이 최상위에 이를 때 무릎각도는 70° 이상이어야 한다.

2   슬개골 궤적 
슬개골에 전달되는 힘은 대퇴골의 방향으로 전달되는데, 무릎과 허벅지 사이에 약간의 각도를 이루게 되며 이를 Q-각도라 부른다. 그 각도만큼 방향이 수정되어야 하며, 그것을 담당하는 근육이 내광근(vastus medialis)이다. (2월호 무릎 궤적 기사 참조)
근육활동의 전체적인 기록을 살펴보면 다리를 뻗는 마지막 시기에 내광근이 가장 활발하게 움직이게 된다. 이 근육은 걷거나 뛸 때도 사용된다. 안장이 너무 낮으면 다리를 뻗을 때 내광근을 제대로 사용할 수 없게 되고, 위에 언급한 전단력을 전달하는데 슬개골과 일치하지 않게 될 수 있다. 시간이 지나면서 무릎 통증은 라이딩을 못할 정도로 심각하지는 않지만 다른 3개의 대퇴사두근은 내광근에만 비정상적으로 힘을 가하게 된다. 문제는 이 근육은 무릎 부상이 있을 때 너무 빨리 약해진다는 것이다.

  3   클릿의 불일치 
무릎 통증의 가장 흔한 원인은 클릿의 방향이 잘못되어 발이 심하게 안쪽 또는 바깥쪽을 향하기 때문이다. 이상적으로 발은 페달링을 하는 동안 양쪽으로 약간의 회전을 할 수 있어야 한다. 발이 부자연스러운 자세라면 경골이 회전되어 슬개골의 궤적이 좋지 않게 되면서 무릎의 인대에 불필요한 긴장을 주게 된다. 발이 너무 안쪽으로 회전된 상태라면 넓적다리와 종아리를 연결하는 조직인 IT밴드가 늘어지게 된다. IT밴드는 무릎과는 떨어져 있지만 마찰로 인해 염증이 발생할 수 있다. (1월호 클릿의 설치 기사 참조)

  4   크랭크가 너무 길 때 
크랭크 암이 다리 길이에 비해 너무 길면 무릎관절은 페달이 최상위에 있을 때 너무 수축되고 위에 언급한대로 전단력이 커진다. 이런 경우 안장이 너무 낮지 않다면 다리를 뻗었을 때 무릎각도가 제대로 된 상태인지 확인해야 한다. 크랭크 암의 길이가 짧은 것으로 교체하는 것이 좋다.

  5   안장이 너무 높을 때 
안장이 너무 높으면 햄스트링에 문제가 발생하고 IT밴드도 늘어지게 된다. 3개의 햄스트링 근육 중 2개가 안쪽 정강이뼈에 연결되어 있고, 하나는 정강이뼈 옆쪽으로 연결되어 있다. 안장이 너무 높으면 햄스트링은 너무 늘어나게 되고 연결된 부분에서 점액낭염이 발생할 수 있다. IT밴드가 너무 경직된 상태에서 무릎관절을 가로지르는 밴드를 감염시키거나 슬개골 궤적의 불일치를 유발할 수 있다.

  6   무릎의 큰 진동폭과 내반족 
많은 선수들이 무릎의 진동폭이 크지만 진통은 없는 경우가 있다. 일부는 불편하고 연골이 닳거나 인대에 염증이 발생해서 무릎의 안정성을 유지하기 어려운 경우도 있다. 내반족이 심한 라이더가 무릎이 오르면서 탑튜브에 붙이고자 할 때 무릎의 진동폭이 클 수 있는데, 이런 경우 클릿 웻지나 사이클화 인솔(insole)을 삽입하면 도움이 된다.

  7   지나친 뒤굽힘(dorsiflexion)  
페달링을 하는 동안 발목의 각도가 다양하게 나타난다. 발가락이 아래 또는 위로 향하는 등 페달의 위치에 따라 지면에 대한 발의 각도가 -10° 에서 +30° 까지 이르게 된다. 정상적인 발목각도는 파워를 낼 때는 뒤굽힘이 일어나며, 페달이 최하위에 이르면 발이 15°~20° 정도의 바닥쪽굽힘(plantarflexion)이 발생한다.
크랭크가 거의 수평을 이룰 때 최대파워를 내게 되는데, 이때 지나친 뒤굽힘이 발생하면 무릎의 진동폭이 크게 된다. 지나치게 되면 페달이 최하위에 있을 때도 뒤꿈치가 아래로 처지게 되어 무릎과 연결되어 있는 햄스트링과 종아리 근육이 늘어지게 된다. 이와 같은 지나친 뒤굽힘이 발생할 때는 아치를 받칠 수 있는 인솔을 삽입하면 어느 정도 보완할 수 있다.

  8   엉덩이, 무릎 및 발의 위상이 클 때 
프레임 사이즈는 달라도 페달 간격은 똑같다. 이를 Q팩터(Q-factor)라 부르는데, 평균적인 체격을 가진 사람을 기준으로 한 것이다. 아주 날씬한 사람은 이 간격이 넓을 수 있으며, 특히 체인링이 3개라면 더욱 그렇다. 이런 경우 무릎에서 페달로 힘이 전달될 때 수직을 이룰 수 없고 무릎을 바깥쪽으로 밀게 되어 관절에 스트레스가 가중되는 결과를 초래한다. 반대로 엉덩이가 큰 사람은 페달 간격이 상대적으로 좁아 IT밴드에 스트레스를 주게 된다. 이와 같이 엉덩이와 무릎 및 발이 수직이 아닐 때 무릎과 발에 통증이 발생할 수 있다. 이런 경우에는 페달 스핀들 길이를 달리 하거나 어댑터를 삽입하기도 한다. 

엉덩이 크기에 따라 페달 스핀들 길이를 달리 해야 한다