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大腿二頭筋(m.biceps femoris)には、長頭と短頭の2つの頭があります。長頭(caput longum)は半腱様筋とともに、坐骨結節の上内側表面と仙結節靭帯から起始し、そこに大腿二頭筋上嚢(bursa musculi bicipitis femoris superior)が位置します。大腿部の下3分の1のレベルで、大腿二頭筋長頭は半腱様筋から離れ、短頭と結合して扁平腱を形成します。短頭(caput breve)は、大腿骨の外側縁、外側上顆の上部、および外側筋間中隔から起始します。筋の共通腱は膝関節の後外側を走行し、腓骨頭と脛骨外側顆の外側表面に付着します。一部の腱束は脚の筋膜まで伸びています。筋の腱と腓骨側副靭帯の間には、大腿二頭筋下腱下滑液包(bursa subtendinea m.bicipitis femoris inferior)が存在します。
大腿二頭筋の機能:後部グループの他の筋肉とともに大腿部を伸展し、膝関節で下腿を屈曲させます。下腿が膝関節で曲がると、下腿を外側に回転させます。
大腿二頭筋の神経支配:長頭 - 脛骨神経 (SI-SII)、短頭 - 総腓骨神経 (LIV-SI)。
大腿二頭筋の血液供給:内側動脈、大腿回旋動脈、穿通動脈。