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主动脉弓（aortic arch）为连结升主动脉和降主动脉的弓状动脉。主动脉弓的路径一面转弯一面后行，并最后行走于气管左方。
主动脉弓起始于右侧第二胸肋关节处，朝后上方行走至气管左前方；达最高点后朝正后方走至气管左边，最后于第四胸椎处下行[1]。随后下行成为降主动脉[1]:214[2]。
主动脉弓有三条分支：头臂动脉干、左总颈动脉，及左锁骨下动脉。头臂动脉干始于胸骨板后方，比另外两条分支稍微前面一点，为三条分支中最粗大的一条。左总颈动脉则始于头臂动脉干左方，沿气管左侧开始上行，并经过上纵膈。左锁骨下动脉始于左总颈动脉左方，与左总颈动脉一样沿气管左侧开始上行，并经过上纵膈[3]:216。
主动脉弓的顶点通常位于胸骨柄上缘下方2.5 cm处[1]。主动脉刚出心脏时，其直径可大至40 mm，升主动脉直径会缩至35–38 mm以下，主动脉弓则约为30 mm左右，迄降主动脉则为25 mm以下[4][5]。
主动脉弓位于纵膈之内。
主动脉结是指主动脉弓在正面胸部造影时所能见到的影子[6]。
在某些先天异常的患者，主动脉弓可能会压迫气管而造成呼吸困难，因此有些医师实施主动脉固定术，将主动脉弓固定于胸骨以避免压迫气管。
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