Die A. tibialis posterior ist die direkte Fortsetzung der A. poplitea. Sie reicht von der Soleusarkade bis zur Regio malleolaris medialis, wo sie sich in die A. plantaris medialis und die A. plantaris lateralis verzweigt 
.
Der 1. Abschnitt der A. tibialis posterior wird bis zum Abgang der A. fibularis als Truncus tibiofibularis bezeichnet 
. Anschliessend verläuft die A. tibialis posterior in der tiefen Flexorenloge begleitet vom N. tibialis, liegt proximal in der Rinne zwischen M. flexor digitorum longus und M. tibialis posterior und distal zwischen M. flexor hallucis longus und M. flexor digitorum longus.
Die A. tibialis posterior gibt folgende Äste ab:
- R. circumflexus fibularis: dünne Arterie, zieht um das Collum fibulae zum Rete articulare genus
- A. fibularis: verläuft nach lateral, überquert den M. tibialis posterior und zieht längs der Fibula unter dem M. flexor hallucis longus zum Malleolus lateralis
- Rr. malleolaris mediales: zumeist zwei kleine Arterien zum Rete malleolare mediale
Die A. tibialis posterior verläuft in der Regio malleolaris medialis in der Mitte zwischen Tuber calcanei und Malleolus medialis. Hier kann ihr Puls gut getastet werden, da sie dicht auf den Knochen liegt.
Gelegentlich fehlt der Truncus tibiofibularis, wenn A. fibularis, A. tibialis anterior und A. tibialis posterior in der gleichen Höhe von der A. poplitea abgehen.
Die A. fibularis ist gelegentlich stark entwickelt; sie kann dann eine rudimentäre A. tibialis anterior und/oder A. tibialis posterior ersetzen.
Der Endast der A. fibularis durchbricht als R. perforans die Membrana interossea oberhalb des Malleolus lateralis und zieht zum Rete malleolare laterale sowie zum Fussrücken.
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