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胆总管走行于肝十二指肠韧带右侧缘内，在肝固有动脉的右侧、门静脉的右前方，下行于十二指肠第一段后方、胰头部后面沟内，斜行进入十二指肠第二段后内侧壁而开口于十二指肠乳头。胆总管的长度成人约7～9cm，管径0.6～0.8cm，一般不超过1cm。
根据胆总管的行径与毗邻将胆总管分为4段。
(1) 十二指肠上段：在肝十二指肠韧带内，自胆总管开始处至十二指肠第一段上缘为止，许多胆总管的手术(例如胆总管切开引流术等)均在此段内进行。
(2) 十二指肠后段：位于十二指肠第一段后面、下腔静脉前方、门静脉的右方，此段一般较短。胆总管的十二指肠吻合术即在此段进行。
(3) 十二指肠下段(即胰腺段)：此段的上部并非完全埋在胰腺内，多数是由胰头后方径进，而其下部与胰腺的关系有两种情况：①胆总管被一薄层胰腺组织所覆盖。②胆总管只被胰腺被膜所覆盖，位于后面的胆总管沟中。该段逐渐变细且管腔粘膜有瓣状皱襞，容易发生结石嵌顿。术中通过对胆总管沟的检查或将浅表的胰腺组织分开，胆总管下端及其病变便可显露。
(4) 十二指肠段：是胆总管穿经十二指肠壁的一段，位于十二指肠第二段的内后侧壁中呈斜向走行。此段最短，长约1.5～2cm，在斜穿十二指肠壁内时与胰管汇合，汇合后略膨大形成胆胰管壶腹即乏特壶腹。于壶腹及其附近有括约肌向肠腔内突出，使十二指肠粘膜隆起形成十二指肠乳头，胆胰管最后借乳头小孔开口于十二指肠。