膝关节前交叉韧带（ACL）损伤对患者可能造成严重影响，引发急性与长期临床问题。因此，ACL始终是全球骨科科研人员与临床医生关注的重点领域。近年来，ACL外科手术取得重大进展：ACL重建术已从开放手术发展为关节镜手术，先后经历双切口与单切口技术。研究发现，传统经胫骨关节镜单束重建术无法完全恢复膝关节旋转稳定性，由此催生了更符合解剖结构的ACL重建术式。解剖型ACL重建术的目标是复刻膝关节正常解剖结构、恢复运动学特征，同时保护膝关节长期健康。本文综述了推动ACL重建术从传统技术向现代解剖型与个体化理念转变的相关研究。
一、引言
前交叉韧带（ACL）断裂是骨科最常见的运动相关损伤之一，年发病率为每10万人35例。ACL损伤后果严重，尤其对年轻运动员而言——若不通过手术重建ACL，往往难以继续参与高强度运动；此外，长期并发膝关节骨关节炎（OA）的概率较高。一项为期12年的ACL重建术后随访研究显示，50%的患者出现影像学骨关节炎表现，而随访时患者平均年龄仅31岁——该年龄段尚无有效方案治疗有症状的骨性关节炎膝关节。因此，研发新型ACL重建方法，以维护膝关节长期健康、保障患者生活质量，具有重要临床意义。
从历史发展来看，早期ACL重建术采用切开膝关节的方式，目标是复刻ACL原生解剖结构。随着微创外科技术在膝关节手术中的应用，关节镜辅助ACL重建术逐步发展：最初的关节镜ACL重建采用双切口技术，通过“外-内”方式钻制股骨隧道；随后出现单切口技术，通过胫骨隧道以“内-外”方式钻制股骨隧道。这两种技术虽快速高效，但均无法稳定复刻ACL原生解剖结构。
二、问题认知
20世纪90年代初，外科医生迅速采用新型微创关节镜技术，但该技术在带来重大进步的同时，也引发了新问题，包括膝关节活动度丧失、ACL移植物撞击等。此外，随着初次ACL重建术数量增加，手术失败案例也随之增多，导致ACL翻修手术需求上升。
三、解剖结构的重新审视
尽管早在1836年，Weber兄弟就已详细描述ACL解剖结构，但早期多数ACL重建技术未能精准复刻原生解剖特征。例如，Weber兄弟提出ACL存在两个功能束，但当时的重建技术仅能修复其中一束。直到1982年，Mott才首次报道并发表开放手术重建ACL双束的方法；1994年，Rosenberg描述了关节镜下双束ACL重建技术，该技术在20世纪90年代末经Yasuda与Muneta等人在日本推广后逐渐普及。这些领域先驱的探索，促使学界重新批判性地研究ACL解剖结构及后续重建技术。
3.1 解剖学研究进展
通过精细解剖观察，学界证实Weber兄弟对ACL位置的描述准确无误。一项针对40例16-20周龄人类胎儿完整膝关节的研究中，通过体视显微镜观察发现：ACL已存在前内侧束（AM束）与后外侧束（PL束）两个束支，二者由明确的间隔分隔，并被一层膜覆盖——这表明双束解剖结构在胎儿期即已形成（图1、2）。
图1 胎儿右膝关节解剖图。显示ACL已存在两个束支，被膜覆盖且由间隔分隔（AM=前内侧束，PL=后外侧束，Septum=间隔）
图2 ACL的三维激光扫描图。显示双束解剖结构、覆盖两束的膜（紫色）及分隔两束的间隔（AM=前内侧束，PL=后外侧束，Septum=间隔）
近期针对胎儿与成人膝关节ACL的研究发现，上述间隔中含有血管源性干细胞，可能有助于韧带断裂部位的再生修复及韧带强度维持。成人尸体膝关节解剖研究显示，膝关节屈曲角度不同，双束的解剖走向也会发生变化。因此，目前关节镜下ACL重建术通常在屈膝90°位进行，而非完全伸直位。
传统ACL重建技术假设所有ACL尺寸相似，且与后交叉韧带、半月板等其他解剖结构的距离一致。但近期研究表明，ACL附着点的大小与形态存在显著个体差异。一项纳入137例ACL损伤后6个月内接受重建术患者的研究中，通过电凝标记并借助关节镜标尺测量发现：ACL附着点最大宽度差异明显，范围为12-22mm。
3.2 附着点解剖特征量化
为进一步明确附着点解剖特征，学界开展研究以可视化并量化AM束与PL束移植物解剖型隧道的位置。在8具尸体膝关节中，通过解剖标志辅助进行关节镜下精细解剖与隧道钻制（用于解剖型双束ACL重建），随后对每具膝关节进行CT扫描，构建三维（3D）模型并对齐至三维解剖坐标系，精准定位并客观描述AM束与PL束隧道开口中心的位置：
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胫骨侧：以前后径与内外径的百分比描述附着点位置； -
股骨侧：以平行与垂直于Blumensaat线（髁间窝顶线）距离的百分比描述附着点位置（表1）。
该尸体研究首次提供了将隧道位置与ACL原生附着点对比的参考数据。
表1 ACL原生附着点位置
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3.3 传统与解剖型重建术的隧道位置对比
尽管有假说认为传统单束ACL重建术会导致隧道位置非解剖化，但此前研究缺乏评估移植物位置的客观数据。在上述尸体研究的第二阶段，通过构建32例接受传统经胫骨单束ACL重建术患者的三维CT模型，借助基于CT骨模型的解剖坐标系，将隧道位置与解剖型移植物位置参考数据对比发现：传统经胫骨关节镜ACL重建术的胫骨隧道始终位于解剖型PL束位置的内侧，股骨隧道则位于AM束与PL束解剖型位置的前方（表2）。该研究首次证实，经胫骨ACL重建术无法将股骨与胫骨隧道精准置于ACL原生附着区内。
表2 传统ACL重建术与解剖型ACL重建术的隧道位置对比（单位：%）
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3.4 股骨隧道定位的关键标志
学界已识别出多个可辅助术者解剖型定位ACL股骨隧道的标志：Clancy此前提出，外侧髁间嵴（又称“resident’s ridge”）是ACL股骨附着点的最前缘；近期发现的外侧分叉嵴，则是分隔股骨侧AM束与PL束附着点的关键结构。这两个嵴是ACL重建术中将股骨隧道置于解剖型附着区的核心标志。研究表明，即使在慢性ACL损伤中，这些嵴仍多存在，因此即便慢性断裂的ACL软组织残端已不明显，它们仍是多数病例中的可靠标志。
四、双束解剖结构与膝关节功能
4.1 双束功能差异
为探索ACL双束解剖结构与功能，学界开展尸体研究，结合完整膝关节运动学数据与离体ACL的载荷-长度曲线，测定各束的长度与在体载荷。结果显示，膝关节屈曲角度变化会导致韧带内载荷分布改变。与此前研究不同，该新型机器人研究无需手术干预、无需在ACL及其附近附着机械装置，也无需预设在体力的方向，进一步证实ACL双束的功能差异：PL束的在体载荷受膝关节屈曲角度影响显著，而AM束的在体载荷相对稳定。这些发现为移植物固定时选择适宜膝关节屈曲角度提供了重要指导。
4.2 双束重建术的生物力学优势
学界开展研究以验证“重建ACL双束是否更能恢复正常膝关节运动学”，通过机器人尸体实验，对膝关节施加胫骨前向载荷与复合旋转载荷，测定完整膝关节、ACL缺损膝关节、单束重建膝关节及解剖型双束重建膝关节的运动学特征与ACL及其替代移植物的在体载荷。结果显示：解剖型双束重建术的胫骨前向移位更接近完整膝关节；在复合旋转载荷下，双束重建ACL的在体载荷更接近正常膝关节。
后续研究对比单束与双束ACL重建术与原生ACL的膝关节接触力学发现：双束重建术后的接触面积与压力与原生ACL相近，而单束重建术会导致软骨接触面积减少、关节接触压力升高。这一发现意义重大——关节压力升高可能导致软骨损伤，因此双束重建术可能有助于降低ACL损伤后骨关节炎的发生风险。
此外，除束支数量外，束支位置对恢复膝关节正常稳定性也至关重要。一项对比不同ACL股骨隧道位置的研究显示，最接近原生股骨附着区的隧道位置，在抵抗旋转载荷方面效果最佳。
五、解剖型ACL重建术的临床应用
5.1 手术技术的系统性评价
为评估ACL重建术的技术多样性，学界开展系统性文献综述，纳入所有描述“解剖型双束ACL重建术”技术的研究（共74项）。结果显示，各研究描述的解剖型双束ACL重建术技术差异显著，表明目前针对解剖型ACL重建术最有效方法的证据与共识仍不足。
5.2 同种异体移植物重建的失败风险因素
随着ACL重建术数量增加，手术失败案例增多，学界开始关注手术技术与患者个体因素对失败风险的影响。一项针对同种异体移植物解剖型ACL重建术的研究，将移植物失败定义为患者报告不稳、体格检查发现病理性松弛，或磁共振成像（MRI）/关节镜下观察到移植物失败，共纳入206例患者（168例双束重建、38例单束重建）。结果显示：
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总体移植物失败率为13%，其中双束重建失败23例（14%），单束重建失败4例（11%）； -
双束重建失败的相关因素为年轻（失败组平均19岁 vs 成功组25岁）、早期重返运动（失败组平均222天 vs 成功组267天）； -
单束重建失败的相关因素为年轻（失败组平均19岁 vs 成功组24岁）、体重增加（失败组平均83kg vs 成功组65kg）。
该研究证实，同种异体移植物ACL重建术的失败率高达13%，且失败风险与年龄、重返运动时间、体重等因素相关，具体取决于手术技术。
六、ACL愈合的山羊动物模型
ACL移植物植入后会经历广泛重塑，导致早期移植物强度与刚度下降。学界提出多种改善移植物愈合速度的策略，以降低早期失败风险。一项持续研究采用山羊模型，探讨纤维蛋白凝块对ACL移植物愈合的影响：对8只西班牙公山羊的右后肢采用跟腱自体移植物进行双束重建，左后肢作为正常对照；其中4只山羊在重建时使用自体纤维蛋白凝块，另外4只采用标准双束重建术（不使用纤维蛋白凝块）。
术后12周处死动物，通过3.0T MRI评估移植物信号强度，随后对标本进行冷冻切片并常规组织学染色。结果显示：
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两组均未在术后12周达到山羊原生ACL的形态与微观结构； -
苏木精-伊红（H&E）染色显示，使用纤维蛋白凝块的组别中，组织排列更规则、更接近韧带组织，且AM束与PL束之间的间隔更明显； -
使用纤维蛋白凝块组的韧带组织成熟指数评分（15±2.3）显著高于未使用组（7.75±5.19）； -
MRI显示，使用纤维蛋白凝块组的PL束信号强度（1.13±0.68）显著低于未使用组（3.68±1.34），AM束信号强度两组无显著差异。
该研究表明，在山羊模型中，双束ACL重建术添加纤维蛋白凝块可在早期促进韧带组织成熟。
七、临床试验
7.1 三种重建技术的随机对照试验
有充分证据表明，传统非解剖型单束ACL重建术无法恢复膝关节正常运动学，且会改变关节载荷模式。尽管临床研究显示双束重建术在关节松弛度测量中表现更优，但此前尚不清楚该优势源于“增加一束”还是“束支解剖型定位”。
一项I级随机对照试验对比三种ACL重建技术的临床疗效，将320例患者随机分为三组：传统单束组（图3）、解剖型单束组（图4）、解剖型双束组（图5），平均随访51个月（范围39-63个月），最终281例患者（88%）完成评估。结果显示：
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解剖型单束组的前后向与旋转松弛度显著低于传统单束组（解剖型组胫骨前向移位侧方差异平均1.6mm vs 传统组2.0mm；解剖型组轴移试验阴性率66.7% vs 传统组41.7%）； -
解剖型双束组的前后向与旋转松弛度显著优于解剖型单束组（双束组胫骨前向移位侧方差异平均1.2mm vs 单束组1.6mm；双束组轴移试验正常率93.1% vs 单束组66.7%），且活动范围显著更优； -
Lysholm评分：传统单束组90.9分、解剖型单束组91.8分、解剖型双束组93.0分，仅双束组与传统组差异显著； -
国际膝关节文献委员会（IKDC）主观膝关节评分三组无显著差异。
该研究证实，解剖型单束与双束ACL重建术在松弛度控制方面均优于传统单束重建术。
图3 右膝关节传统单束ACL重建术。a：胫骨隧道位于PL束附着区（关节镜视图）；b：股骨隧道位于原生ACL附着区上方的高位AM束位置（关节镜视图）；c、d：三维CT扫描显示胫骨与股骨隧道位置
图4 右膝关节解剖型单束ACL重建术。a：胫骨隧道位于ACL原生附着区中心（关节镜视图）；b：股骨隧道位于股骨附着区中心（关节镜视图）；c、d：三维CT扫描显示胫骨与股骨隧道位置
图5 右膝关节解剖型双束ACL重建术。a：胫骨AM束隧道位于原生胫骨AM束附着区，胫骨PL束隧道位于原生胫骨PL束附着区（关节镜视图）；b：股骨AM束隧道位于原生股骨AM束附着区，股骨PL束隧道位于原生股骨PL束附着区（关节镜视图）；c、d：三维CT扫描显示胫骨与股骨隧道位置
7.2 个体化重建技术的随访研究
一项随访研究假设“根据ACL尺寸个体化选择单束或双束重建术时，二者疗效无差异”，根据术中ACL附着点尺寸测量结果，选择单束重建（附着点宽度<16mm，n=32）或双束重建（附着点宽度>16mm，n=69），平均随访30个月（范围26-34个月）。结果显示，两组在Lysholm评分（双束组93.9分 vs 单束组93.5分）、IKDC主观膝关节评分（双束组93.3分 vs 单束组93.1分）、胫骨前向移位（双束组侧方差异1.5mm vs 单束组1.6mm）、轴移试验正常率（双束组92% vs 单束组90%）方面均无显著差异。结论认为，采用个体化ACL重建技术时，解剖型双束重建术并不优于解剖型单束重建术。
7.3 前瞻性随机双盲临床试验
近期，美国国立关节炎、肌肉骨骼与皮肤疾病研究所资助了一项前瞻性随机双盲临床试验，对比解剖型单束与双束ACL重建术的疗效。该研究的核心目标是明确解剖型双束ACL重建术在膝关节动态功能与临床结局方面是否优于解剖型单束重建术，共纳入57例ACL双束损伤且参与I级或II级运动的患者，随机分配至解剖型单束或双束重建组。
术后6个月与24个月，通过“高速双平面X线（精准评估膝关节运动学）+三维成像（MRI与CT，明确关节及软骨形态）”的组合方式，测量患者行走与跑步时的膝关节运动学特征及软骨表面相互作用；术后3、6、12、24个月评估临床结局，包括松弛度、活动范围及患者报告的症状、活动能力与参与度。
该研究的顺利完成将为“解剖型双束ACL重建术能否恢复膝关节正常力学、改善临床结局”提供证据。若结果证实该术式具有明确优势，将为后续研究“解剖型双束ACL重建术对长期临床结局与关节健康的益处”奠定基础。这是首项针对预设ACL附着点尺寸范围，对比解剖型单束与双束重建术的临床试验。
八、荟萃分析
8.1 单束与双束重建术的疗效对比
近期一项纳入12项研究的荟萃分析，旨在明确单束（SB）与双束（DB）重建术在恢复前后向及旋转松弛度、活动范围（ROM）方面的效果。结果显示：
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双束重建术在膝关节前向松弛度（KT关节测量仪差值-0.6mm，Lachman试验阳性风险降低64%）与轴移试验（阳性风险降低69%）方面显著优于单束重建术； -
非解剖型重建亚组中，单束与双束重建术无显著差异； -
非解剖型双束重建术的伸膝功能障碍风险，是而非解剖型单束重建术的2.6倍——推测原因是非解剖型双束组中，移植物尺寸增大叠加非解剖型定位，导致髁间窝空间拥挤，进而引发撞击。
另一项近期荟萃分析则发现，解剖型双束重建术的疗效优于解剖型单束重建术。
九、双束解剖结构的术前与术后影像学评估
9.1 MRI技术的应用进展
磁共振成像（MRI）技术的进步，不仅加深了学界对ACL解剖结构的认知，还为术前评估与术后随访提供了新工具。目前已研发出可区分ACL双束的MRI检查方案：在一项尸体研究中，采用3.0T超高场强MRI（成像速度更快、分辨率更高、信噪比更高）对ACL双束结构进行定位，通过斜矢状面与斜冠状面成像，可清晰识别每例膝关节的ACL双束结构。
后续影像学研究聚焦于ACL单束断裂的诊断及软骨状态评估：精准检出ACL部分损伤，有助于制定手术方案——仅需加强完好束支，无需重建整个ACL（图6）。
图6 右膝关节关节镜图像
显示孤立性PL束撕裂，AM束保持完整（AM=前内侧束，PL=后外侧束）
9.2 ACL相关参数的测量与临床意义
近期MRI研究还涉及ACL附着点尺寸、长度及倾斜角（膝关节完全伸直时，ACL与小腿长轴在矢状面的夹角）的测量，用于术前规划与术后评估（图7）。
图7 右膝关节MRI图像
显示可测量的ACL相关参数：附着点尺寸（16.7mm）、ACL长度（34.3mm）、倾斜角（33°）
为明确倾斜角的临床意义，学界对12具完整尸体膝关节进行MRI检查后，将其置于机器人系统中施加载荷，随后进行ACL重建——胫骨隧道采用解剖型定位，股骨隧道设置三个不同位置：（1）股骨附着区中心（MID）；（2）“高位”股骨隧道（S1）；（3）“更高位”股骨隧道（S2）。
结果显示：在轴移载荷下所有屈膝角度，以及前向载荷下屈膝0°与15°时，倾斜角与在体载荷呈负相关。结论认为，解剖型ACL重建术（移植物倾斜角更小）的移植物在体载荷高于非解剖型重建术——这虽能实现更自然的膝关节载荷传递（可能保护半月板、软骨等其他结构），但若患者在移植物充分愈合前参与高强度活动，可能增加早期移植物失败风险。
十、从“技术”到“理念”的转变
随着对ACL解剖与功能认知的深化，解剖型双束重建术已从一种“技术”发展为一种“理念”——核心是尽可能复刻膝关节原生ACL解剖结构。这一理念适用于所有ACL手术方式，包括单束重建、双束重建、单束（仅重建AM束或PL束）重建，以及初次与翻修手术。
为实现该理念的普及应用，需建立一套严谨、经验证的系统，评估特定手术方案的“解剖化程度”。为此，全球ACL领域核心专家通过国际合作，研发出“解剖型ACL重建评分系统”。该系统用于：为个体患者的ACL重建术评分；对比已发表研究中解剖型单束与双束ACL重建术手术方法描述的优劣；加强此类论文的同行评审。
该评分系统包含17个条目，由32位ACL外科领域专家与329位经验丰富的期刊评审专家共同确定，均为评估“解剖型ACL重建术程度”的核心指标。近期验证结果显示，该系统信度与效度良好，条目内部一致性优异。
十一、重返运动
重返运动（RTS）是ACL重建术的核心目标，尤其对年轻活跃人群与运动员而言。尽管普遍认为ACL重建术可帮助多数运动员重返所选运动，但实际情况并非如此——近期研究显示，仅45%的患者能恢复至伤前运动水平。
学界采用严格、全面的重返运动定义，评估ACL重建术后患者恢复伤前运动水平的情况：纳入术后1-5年的患者，通过问卷收集术前与术后运动活动水平；将“全面重返伤前运动”定义为“运动类型、频率及Marx活动评分均恢复至伤前水平”；同时让患者回答“是否恢复至伤前运动水平”的总体问题（总体重返运动）；通过IKDC主观膝关节量表，对比达到与未达到“全面重返运动”标准患者的症状与功能差异。
共168例患者（平均年龄28.8±10.9岁）完成问卷，结果显示：
– 按“全面重返运动”标准，69例（41.1%）患者恢复至伤前水平；
– 按“总体重返运动”标准，79例（47%）患者报告恢复至伤前水平；
– 在报告“总体重返运动”的79例患者中，59例（74.7%）符合“全面重返运动”标准；
– 达到“全面重返运动”标准的患者，IKDC主观膝关节量表评分（87.5±10.6）显著高于未达到者（80.1±13.7）；
– 在93例未达到“全面重返运动”标准的患者中，46例（49.5%）因担心再次受伤、32例（34.4%）因膝关节持续不适、31例（31.3%）因对膝关节缺乏信心、20例（21.5%）因工作或家庭事务冲突、6例（6.5%）因失去竞技运动参赛资格而未重返运动。
结论认为：基于“总体重返运动”问题的统计结果，会高于基于“运动类型、频率及Marx评分均恢复”的严格标准；未达到“全面重返运动”标准的患者，功能状态更差；“总体重返运动”评估可能高估实际重返率25%。此外，“担心再受伤、膝关节持续不适、缺乏信心”对重返运动的阻碍作用，大于生活方式改变的影响——这些问题需针对性解决，以提高ACL重建术后患者的重返运动率。
十二、结论
综上所述，解剖型前交叉韧带（ACL）重建术已改变传统ACL手术的范式。传统ACL重建术基于标准化技术，忽视患者个体解剖差异；本文综述了大量关于ACL解剖、功能、生物力学与影像学的研究，及其对“改善ACL损伤患者医疗服务与结局”这一核心目标的意义。高质量研究与精准结局指标的结合，推动了解剖型ACL重建术在近年的快速发展。
关节镜ACL重建术刚兴起时，100%的外科医生采用非解剖型经胫骨钻孔技术；而近期国际会议调查显示，近70%的医生采用前内侧（AM）入路钻制股骨隧道，22%的医生根据“经胫骨技术能否实现解剖型隧道定位”，灵活选择AM入路或经胫骨技术，无医生仅使用经胫骨钻孔技术——这是朝着正确方向的重大转变。但随着对ACL结构与功能认知的不断深入，仍需持续优化解剖型ACL重建方法，探索之路漫长且仍在继续。
来源：
Fu FH, van Eck CF, Tashman S, Irrgang JJ, Moreland MS. Anatomic anterior cruciate ligament reconstruction: a changing paradigm. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2015 Mar;23(3):640-8. doi: 10.1007/s00167-014-3209-9. Epub 2014 Aug 3. PMID: 25086574.
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