血液離開心臟後，通過一個單方向的血流迴圈，經動脈、毛細血管和靜脈返流至心臟，在此過程中，靜脈瓣膜具有重要作用。尤其在下肢，血液迴流需抵抗血柱產生的重力，瓣膜的協調開合使血柱被逐級截斷，以保證胸腔負壓足以吸引迴心血流。而一旦下肢深靜脈瓣膜發生病變，則將引發一系列血液逆流的臨床病症，這類病症即稱為下肢深靜脈瓣膜功能不全。
瓣膜在靜脈全長任何部位都可能出現，但主要位於進入主幹前的分支靜脈遠端。如果瓣膜位置與靜脈分叉部位無關，則稱為遊離瓣膜。
瓣膜最常見呈雙瓣形，偶爾也可能發現單瓣、三瓣或呈四瓣的形態。由兩個瓣葉分隔成的圓形瓣竇是瓣膜的基本結構，包含有瓣葉、遊離緣、附著緣和交會點。
瓣膜的組織結構非常精細。在光鏡下瓣竇壁和瓣葉僅被覆一層內皮細胞，其下依次是菲薄的彈力層、纖維組織和膠原結締組織。電鏡檢查發現，在瓣葉交會處有數量較多的平滑肌細胞，這提示可能與瓣膜的開合有關。雖然瓣膜組織結構非常精細，但其機械效能優良。
Ackroyad等實驗發現，瓣葉組織的抗張強度達到9N/mm2，而相對瓣竇周圍組織和靜脈壁的抗張強度僅分別為5N/mm2和2.5N/mm2。除足底靜脈竇外，肢體位置越低，其靜脈瓣膜出現的頻率越高。在下肢深靜脈系統中，有兩處的瓣膜位置較恆定。
90％的肢體在股淺和股深靜脈交會的遠端存有瓣膜，而96％的肢體在N靜脈進入內收肌管處會有瓣膜。與心臟瓣膜不同，靜脈瓣膜活動沒有一定的週期，當人體處於站立或坐位時，靜脈血流較為恆定，此時瓣膜開放，靜脈壓由血柱壓力、流體靜壓和中心靜脈壓迭加而成。
而當小腿肌肉泵收縮時，肌間內靜脈血液被擠空，靜脈壓跌至零，此時瓣膜的作用就是保持降低的靜脈壓力，防止血液逆流。在行走時，瓣膜與肌肉節律運動的協調配合就顯得更為重要。
此外，瓣膜也有保持靜脈系統內血壓穩定的作用。當改變體位或劇烈咳嗽時，靜脈瓣膜立即關閉，以降低突然增加的壓力向遠處靜脈傳播。在一個運動週期末，肌肉泵停止收縮時，瓣膜仍將關閉一些時間，避免肢體被累積的流體靜壓突然衝擊。
緩慢增加的靜脈壓反映了瓣膜對流體靜壓的遮蔽作用，也使毛細血管床內的血液得以緩慢迴流入靜脈系統。瓣膜對靜脈壓力變化的遲滯作用，也能防止突然的容量變化，以減少快速站立時血液在下肢的積聚。
靜脈瓣膜活動與小腿肌肉泵運動週期有密切關係，但在同一個肌肉泵運動週期中，並非所有的瓣膜活動都相同。當小腿肌肉泵收縮時，交通靜脈瓣膜和肌肉泵下游的靜脈瓣膜均關閉，這些瓣膜的活動形態類似與二尖瓣。
而軸向的靜脈如N靜脈和股靜脈，其依次排列的瓣膜在肌肉泵收縮時都會開放，這些瓣膜的活動類似與主動脈瓣。當小腿肌肉泵舒張時，瓣膜的活動與收縮時正好相反。
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