SFWJFX 대한족부족관절학회지 : 제 16 권제 2 호 2012 J Korean Foot Ankle Soc. Vol. 16. No. 2. pp.87-93, 2012 이경태정형외과의원, 대전선병원정형외과학교실 * 이경태 박영욱 제갈혁 김준범 * Fifth Metatarsal Stress Fracture Kyung Tai Lee, M.D., Young Uk Park, M.D., Hyuk Jegal, M.D., Jun Beom Kim, M.D. * Foot and Ankle Service, KT Lee s Orthopedic Hospital, Seoul, Korea, Department of Orthopedic Surgery, Sun General Hospital, Daejeon, Korea * =Abstract= Fractures located at the metaphyseal/diaphyseal junction at the base of the fifth metatarsal were first described by Sir Robert Jones in 1902. However, ever since, there has been disagreement and debate regarding the diagnosis, classification, pathomechanics, the incidences, and potential causes of delayed unions and nonunions, and the optimal method of treatment. It appears to be widely agreed that proximal fractures of the metaphyseal/diaphyseal region of the fifth metatarsal are prone to delayed union or even nonunion. Several classifications of proximal fifth metatarsal stress fractures have been devised. Torg et al. classified fractures involving the proximal part of the diaphysis of the fifth metatarsal into three types. The Torg classification is a good grading system that can be used to determine the type of surgery needed as well as for the prediction of prognosis. The plantar gap might add to the decision-making process for surgery and improve the prediction of patient prognosis. In addition, the new classification using plantar gap might be used for classification of fifth metatarsal stress fracture. Fifth metatarsal stress fractures can be treated conservatively or surgically, and excellent results have been reported for surgery with rapid recovery in athletes. Intramedullary screw fixation has become a popular form of fixation for fifth metatarsal stress fractures. Bone grafting presents the problems of a longer recovery time and additional skin incision for harvesting. The modified tension band wiring is an useful and simple option for surgical treatment of challenging fifth metatarsal stress fractures. Key Words: Stress fracture, Fifth metatarsal bone, Sports injury 서 론 제 5 중족골의피로골절은운동선수에서발생빈도가높 Received: April 14, 2012 Revised: April 28, 2012 Accepted: May 16, 2012 Young Uk Park, M.D. Foot and Ankle Service, KT Lee s Orthopedic Hospital, 8 Seolleung-ro 131-gil, Gangnam-gu, Seoul 135-820, Korea Tel: +82-2-546-8259 Fax: +82-2-546-8297 E-mail: parkyounguk@gmail.com 고치료기간이길며, 치료가끝나고운동복귀후에도재골절등의합병증발생빈도가높아선수와감독및의료진에게많은어려움을주고있다. 1-4) 1902년 Jones 5) 에의해제5 중족골기저부의골절이간접외상에의해서도발생할수있다고보고된이후수많은연구자에의해서그치료와분류및예후에대해서연구되어왔다. 1984년 Torg 등 6) 이이에대한분류와그에따른치료방법에대한논문을발표하였으며이후많은논문에서인용되고있다. Dameron 1) 은운동선수에게발생한제5 중족골피로골절 - 87 -
이경태 박영욱 제갈혁 김준범 은일반인과는다른치료가필요하다고하였고, 여러저자들도운동선수에서보존적치료를했을때재골절이나지연유합의발생이높지만, 수술후좋은결과를보인다고보고하였다. 3,7) 현재많이사용되고있는수술방법에는골수강내나사고정술식, 골이식술, 그리고긴장대강선술식등이있다. 각각의장단점과수술후결과및합병증에대해서는잘알려져있으며, 재골절은골유합의부정확한진단후이른운동복귀에의해발병되는것으로보고되고있다. 4,8,9) 본논문에서는제5 중족골피로골절의원인및영향인자와분류법, 그리고그에맞는치료법에대해서알아보고자하였다. 1. 제 5 중족골의해부학 본 론 제5 중족골은두부, 경부, 간부, 기저부, 결절로구성되어있으며제5 중족골결절은기저부의후외측과족저부로돌출되어있다. 1) 경상돌기는결절의후방으로돌출된작은돌기이다. 이제5 중족골기저부및결절근처에두개의관절이존재하는데 1) 입방골 -제5 중족골관절 2) 제4-5 중족골간관절이그것이다. 단비골건이제5 중족골결절의배외측에비교적넓게부착하고있으며제3 비골건은결절의바로원위부의제5 중족골간부에부착하고, 족저건막의외측섬유가경상돌기의족저방향으로부착하고있다. 제5 중족골기저부의혈액공급은몇개의골간단동맥에서담당하는데영양동맥이되어제5 중족골기저부로들어간다. 제5 중족골의간부의근위부분은이영양동맥의골수강내분지로부터혈액공급을받게된다. 제5 중족골근위부피로골절은간부의영양혈관이들어가는구멍의근위부에서골절이일어나기때문에골절부에혈액공급이되지않아지연유합또는불유합이흔하다는보고가있으며, 8,10) 중족골주위의혈관직경이작아반복적인압박력에취약하다는보고가있다. 11) 화가없고, 미미한피질골의비대를보이는경우이고제2형은지연유합형으로골절선의확대및피질골의비대를보이나, 골수강내경화가미미한경우를말하며제3형은골절선의확대및피질골의비대를보이며, 골수강내경화가진행되어폐쇄를보이는경우로분류하였다. 그러나 Torg 의분류에맞게치료를하여도불유합이나지연유합, 재골절등의합병증은흔하게보고되고있다. Torg 등 6) 은 25명의제5 중족골피로골절환자에서 15명은비체중부하등의비수술적으로치료하여 14명에서유합을얻었고, 나머지 10명은체중부하를할수있는보조기를이용하여치료하였더니 4명에서만유합을얻을수있었다. Josefsson 등 12) 은보존적으로치료한제5 중족골피로골절환자의약 25% 에서지연유합이나재골절등으로재수술을하였다고보고하였다. Quill 13) 은비수술적으로치료한제5 중족골피로골절환자의 1/3에서재골절이생겼다고보고한바있다. 2) 족저간격 (plantar gap) 에의한예후판정법수많은보고에서 Torg I형과 II형에서도좋지않은결과들이보고되었다. 2,5) 본저자의경험에서도 Torg 1형골절에서도좋지않은예후를경험한적이있으며동일한병기에서도서로다른예후를보여주는경우가있었다. 이에본저자는 Torg와는달리새로운예후인자에대한연구를하여보고한바있다. 14) 제5 중족골피로골절에서골절선은대부분중족골의족저및외측에존재하게되는데, 골절사이의간격 ( 족저간격, plantar gap) 에따라예후가달라지는것을관찰하였고이에대해보고하였다 (Fig. 1). 75명의제5 2. 제 5 중족골피로골절의분류 1) Torg 분류법제5 중족골근위부피로골절은 Torg 등 6) 에의해제5 중족골의피로골절을크게 3개의영역으로구분하였으며급성손상을 I형, 지연유합을 II형, 불유합을 III형이라정의하였다. 제1형은급성골절로골절선의확대및골수강내경 Figure 1. The plantar gap is the distance between the fracture margins on the plantar lateral side of the fifth metatarsal bone shown in the standard oblique X-ray view of the foot. - 88 -
중족골피로골절환자를 Torg의분류대로나누고, 다시족저간격의정도에따라나누어서골유합시간을비교하였더니 Torg 1형의평균골유합시간은 71.05±21.77일이었으며 2형은 104.48±54.62일, 3형은 122.92±51.75일이었다. 이결과는세그룹간에통계적으로의미있는차이를보였다 (p=0.008). 족저간격이 1 mm보다작은군은평균골유합시간이 71.21±29.95일이었고 1 mm보다큰군은 126.4± 51.99일이었다 (p<0.001). 족저간격에따른유합시간의정도는상관분석을통해양의상관관계를확인하였다 ( 상관계수 =0.661, p<0.001). 또한 Torg 2형만따로모아족저간격으로나눠서비교해보았더니골유합시간이통계학적으로의미있는차이가있었으며 (p<0.001) 족저간격의정도와골유합시간이강한양의상관관계가있었다 ( 상관계수 =0.657, p<0.001). Torg의분류법이치료의선택과예후판정에도움이되지만이연구를통해 Torg의분류를보완할수있는예후판정인자로족저간격을사용할수있다고생각된다. 예를들면 Torg 2형의피로골절이고족저간격이 1 mm보다큰경우에는골이식같은추가적인수술적인치료가필요할수있고수술후불유합이나재골절이발생하는지여부를잘관찰해야한다. 3) 새로운분류법본저자들은족저간격의연구결과를바탕으로제5 중족골피로골절의새로운분류법에대해연구하였다. 골절선이내측피질골까지진행된완전골절과족저외측에만골절선이있는불완전골절로분류하고, 불안전골절을족저간격 (1 mm) 에따라두군으로나누어골유합시간과합병증발생에대해비교분석하였다. 86명의제5 중족골피로골절환자를 Torg의분류대로나누고, 다시새로운분류법으로나누어서골유합시간을비교하였다. Torg의분류에따라통계적으로의미있게골유합시간의차이가있었으며. 새분류법으로나눈결과완전골절군의평균골유합시간이불완전골절군에비해통계적으로유의하게적었다. 또한, 불완전골절군을족저간격, 1 mm를기준으로큰군과작은군으로나누어분석하였더니족저간격이 1 mm 이상인군의골유합시간이 1 mm 미만인군보다통계적으로유의하게더컸다. 또한골이식의효과를제거하기위해 Torg 3형을제외한환자들을새분류법으로분류한결과완전골절군의평균골유합시간과불완전골절군의평균골유합시간은통계적으로유의한차이가있었으며역시족저간격으로구분하여비교한결과족저간격이 1 mm 미만인군에서통계적으로의미있게골유합시간이작은것을알수있었다. 전체환자에서불유합이 9예, 재골절이 7예였다. 이중 Torg형 에따른불유합은 2형에서 8예, 3형에서 1예이고, 완전골절군에서는 1예, 불완전골절, 특히족저간격이 1 mm 이상인군에서 8예발생하였다. 새로운분류법이수술방법의결정과환자의예후를판단하는데효과적인것으로생각된다. 3. 제 5 중족골피로골절의원인및기여인자 제5 중족골피로골절의병리기전은잘밝혀져있지는않지만, 제5 중족골두부에반복적인힘이가해져서발생하며, 골절의형태를관찰해보면족저외측에서시작해족배내측으로진행하는것을알수있다. 15,16) 일부저자에서는제5 중족골원위간부의만곡도가크면피로골절이발생하기쉽다고보고하고있고, 1) 불충분한혈액공급이영향을준다고보고하는이들도있다. 17,18) Hens 등은경골내반과후족부내반, 요내반족등이제5 중족골피로골절의원인인자라고보고하였으며, 호르몬의영향이나근피로등이원인이라고주장하는보고도있다. 19,20) 본저자의발의구조와제5 중족골의피로골절에대한연구에서거종각과종골경사각의정도, 즉요족의정도와피로골절의발생이관련성이있다는것을밝힌바있다. 21) 50명의제5 중족골피로골절환자를실험군으로설정하고운동종목과나이를보정한대조군을설정하여방사선학적지표를평가하였다. 두그룹간의미있는차이를보인항목으로거골- 제1 중족골간각과 A Figure 2. Fifth metatarsal lateral deviation (MT5-LD) angle: the angle created by a line bisecting the midpoint of the articular surface of the head and the neck of the fifth metatarsal and line adjacent and parallel to the medial surface of the proximal metatarsal. (A) MT5-LD on AP view. (B) MT5-LD on 30 degrees medial oblique view. B - 89 -
이경태 박영욱 제갈혁 김준범 종골경사각, 제4-5 중족골간각, 전후면과 30도내사면방사선에서측정한제5 중족골외측전위각이었다 (Fig. 2). 이를통해요족의정도와제5 중족골이휘어진정도가제5 중족골피로골절발생과관련이있다는것을증명하였다. 4. 제5 중족골피로골절의치료법운동선수가아닌일반환자들에서는보존적인방법으로치료하는것이일반적이다. Torg 등 6) 은전위가없는 1형의급성피로골절에서비체중부하를시킨상태에서석고고정만으로 93% 의환자에서고정후 7주째골유합소견을얻었다고보고하였다. 일부에서는전기자극이나초음파자극, 충격파요법으로좋은결과를보고하기도하였다. 22,23) 하지만 2형이상의피로골절이나운동선수들에서는재활이오래걸릴수있기때문에조기복귀를위해수술적인방향으로치료하는경우가많다. 1,2,12,24) 다양한수술방법들이쓰이고있는데 DeLee 등 2) 에의해소개된압박나사를이용한골수강내고정술식이널리사용되고있으며, 여러저자들에의해좋은결과도보고되고있다. 3,25) 이외에도골이식술과골수강내나사고정술과골이식술을병용한술식, 긴장대강선술식도사용되고있다. 1) 골수강내나사고정술 (intramedullary screw fixation) 골수강내나사고정술은효과적인고정방법으로널리쓰이고있으며현재까지제5 중족골피로골절의표준치료로자리잡고있다. 2,12,25) DeLee 등 2) 에따르면 10예에서피하로나사못을고정하여좋은결과와함께합병증이없다고보고한바있으며, Mindrebo 등 25) 도 10예중 1예에서나사못을제거한증례이외에는좋은결과를보고하였다. Josefsson 등 12) 도 27예모두특별한문제없이유합소견을얻을수있었다고보고하였으며이후수많은연구자들이좋은결과를보고하고있다. 그러나압박나사를이용한술기를사용후여러가지합병증들이보고되고있는것도사실이다. 삽입도중나사의파손, 나사가골수강내로들어가지못하거나, 반대측피질골을뚫고들어가는등기술적인어려움이있고, 나사두부자극및중족골통, 단비골건의파열, 비복신경자극등의합병증들도보고되고있다. 3,14,26) 수술시 Kavanaugh 등 3) 은금속나사를이용하여제5 중족골조면에서원위부로삽입을시도하였으나수기적으로어려우며수술후약 45% 에서합병증이발생하였다고보고하였으며그예로골수강내삽입실패가 2예, 술후나사못의머리부분의자극으로인한동통으로나사못을제거한경우가 1예있었다고하였다. Glasgow 등 27) 은여섯가지의합병증을보고한바있는데, 골수강을지나원위간부의피질골을뚫고나오는경우가있었으며제5 중족골의만곡을따라나사못이휘어지는경우도있었고, 나사못의머리가들어가지않아자극증상이생기는경우등을기술하였다. Josefsson 등 12) 은나사못을제거한환자의 20% 에서재골절이발생하였다고보고하고증상이있더라도나사못을유치시키는것을권하였다. Wright 등 9) 은나사못고정술후 6예에서재골절을경험한이후재골절을예방하기위해수술시내경이더큰나사못을사용하거나, 전산화단층촬영에서완전유합이된이후에운동으로복귀시키는것이옳다고하였고수술후보조기등을사용해골절부위를보호해야한다고주장하였다. 그러나몇개의생역학적연구에서나사못의크기와골절부위강도는의미있는차이가없다는연구도있어현재까지나사못의굵기에대한것은논란의여지가있다. 28,29) 경우에따라, 제5 중족골의골수강이넓은환자에게는좀더굵은나사못이필요할것이고, 제5 중족골의만곡이큰경우에는좀더짧은나사못이필요할것으로생각한다. 2) 긴장대강선고정법 (Tension band wiring) 제5 중족골피로골절의수술적인치료법으로골수강내고정술이흔히쓰이고있으며효과적인수술법으로알려져있지만위에서언급한대로삽입도중나사의파손이생기거나반대측피질골을뚫고들어가는등기술적인어려움이있고, 나사두부자극및중족골통, 단비골건의파열, 비복신경자극등의합병증들이흔해본저자는변형긴장대강선고정법을선호한다. 여러문헌에따르면긴장대강선고정법이제5 중족골기저부골절의수술법의한종류로소개하고있으며골수강내나사못고정술의한대안으로언급되고있다. 16,19,25,26,30,31) 본저자는두개의나사못과강선을이용한변형긴장대강선고정법을사용하고있으며수술술기는다음과같다. 환자를앙와위로눕히고동측둔부아래에받침을두어하지가중립위를취하게한다. 족부족관절마취를시행후발목지혈대를착용한다. 제5 중족골의외측으로약 4 cm의절개를가하는데 C-arm 영상을확인후골절부위를중심으로절개한다. 연부조직을박리후골절부위를노출시킨다. Torg 3형인경우나족저간격이 1 mm 이상인경우에는경화되어있는골절부위를제거하고골이식을준비하지만 Torg 1, 2형이나족저간격이 1 mm 미만인경우에는골절편이잘정복되는지확인만한다. 두개의 2.7 mm 피질골나사못을골절선에서 1 cm 거리의근위부와원위부에삽입을하는데되도록장력이주로가해지는족저, 외측에삽입 - 90 -
하도록노력한다. 또한, 되도록나사못구멍을확공하여나사못의머리가돌출되어피부에자극되지않게한다. 정복겸자 (reduction clamp) 를두개의나사못머리에걸어골절부위에압박력을가한상태에서강선을 8자모양으로감고조여서고정한다 (Fig. 3). 강선을조인매듭은피부자극을피하기위해적당한길이로자르고구부려서중족골방향으로밀어넣는다. 두개의나사못을좀더조여골절부위에압박력이좀더가해지게한다. 수술창을세척후봉합한다. 수술후단하지석고고정을약 4주간시행하며수술후약 6주째점진적으로체중부하를시작한다. 임상적으로증상이없고일반방사선과전산화단층촬영에서모두방사선학적유합이확인되면수술후 9주째에일상적인보행이가능하고관절운동범위와족관절주위의근력이 90% 이상회복되면약 13주째조깅을시키고점진적으로운동에복귀시킨다 (Fig. 4). 내고정물로인한자극증상이없으면내고정물제거는하지않는다. Figure 3. Using a reduction clamp on both screws, the fractures were reduced with compressive force and a wire loop was tightened around the screws in figure-of-8 fashion. 3) 감입골이식법 (inlay bone graft) Torg가제안한자가골이식술은후일내고정물제거술을하지않아도되고다른합병증이없다는장점이있지만타부위에절개를해야하는부담이있고, 압박나사고정법에비해비교적장기간인 3개월정도의골유합기간이필요하다는단점이있다. 6) Glasgow 등 27) 은자가골이식술후불유합, 지연유합, 재골절등의합병증을보고하여경화골에대한불충분한제거와이식골편의크기불일치를원인으로언급하였다. 본저자는 Torg 3형의피로골절인경우와족저간격이 1 mm 이상인경우에는골이식을동반해서같이시행한다. 저자가시행하는감입골이식 (inlay bone graft) 의방법은다음과같다. 14) 먼저날카로운절골기구를이용하여골절부위를중심으로약 0.8 1.3 0.5 cm ( 높이, 넓이, 깊이 ) 로골절부위의외측피질골을제거한다. 외과전하방 A Figure 4. (A) Initial anteroposterior view on first visit shows fifth metatarsal base fracture. (B) Complete bony union is shown in this anteroposterior view of a foot. B Figure 5. A rectangular section of bone centered over the fracture, was removed with a sharp osteotome. An autogenous corticocancellous bone graft removed from the anterior process of the calcaneus was placed into the rectangular defect of the fifth metatarsal bone. - 91 -
이경태 박영욱 제갈혁 김준범 으로두번째절개를하여종골의전방돌기의외측피질골을같은모양으로떼어낸다음골절부위에이식한다. 이때, 골편이골절부위에딱맞게들어가도록크기를조정한다 (Fig. 5). 골이식후에변형긴장대강선법으로추가고정한다. 4) 이외보조적인치료법최근제5 중족골피로골절의치료의다른방법으로체외충격파와자가혈소판농축액주사요법등이도움이된다고보고되고있다. 23,32-34) 표준적인치료에서반응하지않는경우나불유합이나지연유합등의합병증이생긴경우, 환자가수술적인방법을원치않는경우에는고려해볼수있겠다. 5. 제 5 중족골피로골절치료의합병증 Larson 등 8) 은골수강내나사못고정술을시행받은 15예의환자들중 4예에서재골절이발생하였고 2예에서불유합이발생하였다고보고하였다. DeLee 등 2) 은 10예중 7예에서나사못머리의자극증상이생겼다고보고하였다. Portland 등 24) 은 22예중 1예의불유합과 2예에서자극증상이생긴다고보고하였다. 본저자는 42예의 Torg 1, 2형의제5 중족골피로골절을대상으로변형긴장대강선법을시행하여모든환자에서이전운동강도를회복하였으며평균유합시간은 75±25일이었다. 그러나추시기간중 4예의지연유합과 1예의불유합, 4예의재골절을경험하여보고하였다. 26) 골수강내나사못고정술을비롯한다른수술법들에서다양한합병증들을보고하고있으며합병증발생률은적게는 0% 에서많게는 40% 까지보고하고있다. 2,24,27,30,35) 지연유합 4예중 2예에서는의사의지시없이운동에복귀하였고재골절 4예중 3예에서복귀후두달안에재골절이발생하였던것을고려하면이는골절의병기와무관하며복귀후무리한재활때문이었을것으로생각한다. 이를고려하면변형긴장대강선법의합병증발생률은골수강내고정술을비롯한다른방법들과비슷한수치를보여주고있다. 6. 운동으로의복귀 동기가강한운동선수들은좀더이른시기에복귀하기위해통증에대한호소를잘하지않는경향이있으며, 이런경우재골절이나불유합같은합병증들이발생하기쉽다. 합병증이발생한증례의대부분의경우치료방침을무시하고서둘러운동에복귀한경우였기에운동복귀의결정은임상적, 방사선학적으로모두유합된상태에서코치진과 환자와의긴밀한협조체제를통해복귀시기를조율하여결정해야한다. 35) 결 론 제5 중족골피로골절은도약, 방향전환등의동작이많은운동선수에서대부분발생한다. 예후가좋지않은경우가많아병기의결정과병기에따른수술법의선택에좀더주의를기울여야하겠다. 또한골절이치유되어완전히유합된상태라도코치진과환자와의긴밀한협조체제를통해복귀시기를조율하여결정해야할것으로생각한다. REFERENCES 1. Dameron TB Jr. Fractures and anatomical variations of the proximal portion of the fifth metatarsal. J Bone Joint Surg Am. 1975;57:788-92. 2. DeLee JC, Evans JP, Julian J. Stress fracture of the fifth metatarsal. Am J Sports Med. 1983;11:349-53. 3. Kavanaugh JH, Brower TD, Mann RV. The Jones fracture revisited. J Bone Joint Surg Am. 1978;60:776-82. 4. Lee KT, Young KW, Kim JY, Lee SJ, Bang YS. Inlay bone graft and screw fixation technique for 5th metatarsal stress fracture in soccer players. J Korean Sports Med. 2003;21:161-7. 5. Jones R. I. Fracture of the base of the fifth metatarsal bone by indirect violence. Ann Surg. 1902;35:697-700.2. 6. Torg JS, Balduini FC, Zelko RR, Pavlov H, Peff TC, Das M. Fractures of the base of the fifth metatarsal distal to the tuberosity. Classification and guidelines for non-surgical and surgical management. J Bone Joint Surg Am. 1984;66:209-14. 7. Porter DA, Duncan M, Meyer SJ. Fifth metatarsal Jones fracture fixation with a 4.5-mm cannulated stainless steel screw in the competitive and recreational athlete: a clinical and radiographic evaluation. Am J Sports Med. 2005;33:726-33. 8. Larson CM, Almekinders LC, Taft TN, Garrett WE. Intramedullary screw fixation of Jones fractures. Analysis of failure. Am J Sports Med. 2002;30:55-60. 9. Wright RW, Fischer DA, Shively RA, Heidt RS Jr, Nuber GW. Refracture of proximal fifth metatarsal (Jones) fracture after intramedullary screw fixation in athletes. Am J Sports Med. 2000;28:732-6. 10. Hatch RL, Alsobrook JA, Clugston JR. Diagnosis and management of metatarsal fractures. Am Fam Physician. 2007;76: 817-26. 11. Devas MB. Compression stress fractures in man and the greyhound. J Bone Joint Surg Br. 1961;43-B:540-51. 12. Josefsson PO, Karlsson M, Redlund-Johnell I, Wendeberg B. Jones fracture. Surgical versus nonsurgical treatment. Clin Orthop Relat Res. 1994;(299):252-5. 13. Quill GE Jr. Fractures of the proximal fifth metatarsal. Orthop - 92 -
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