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À son extrémité proximale, le fémur forme un processus lisse et sphérique appelé tête du fémur. La tête du fémur forme l’articulation à rotule de la hanche avec l’acétabulum en forme de coupe de l’os coxal (hanche). La forme arrondie de la tête permet au fémur de se déplacer dans presque toutes les directions au niveau de la hanche, y compris en circumduction et en rotation autour de son axe. Juste à distance de la tête, le fémur se rétrécit considérablement pour former le col du fémur. Le col du fémur s’étend latéralement et distalement à partir de la tête pour fournir un espace supplémentaire à la jambe pour se déplacer au niveau de l’articulation de la hanche, mais la minceur du col fournit une région susceptible de se fracturer.

À l’extrémité du col, le fémur tourne d’environ 45 degrés et continue distalement et légèrement médialement vers le genou comme le corps du fémur. Au sommet du corps du fémur, sur le côté latéral et postérieur, se trouve une grande projection osseuse rugueuse connue sous le nom de grand trochanter. Juste à l’intérieur et à l’extérieur du grand trochanter se trouve une saillie plus petite appelée petit trochanter. Le grand et le petit trochanter servent de sites de fixation musculaire pour les tendons de nombreux muscles puissants de la hanche et de l’aine, tels que le groupe iliopsoas, le moyen fessier et le long adducteur. Les trochanters élargissent et renforcent également le fémur dans une région critique de fortes contraintes dues aux traumatismes externes et à la force des contractions musculaires.

À son extrémité distale, le fémur forme l’articulation du genou avec le tibia de la jambe inférieure. L’extrémité distale du corps du fémur s’élargit considérablement au-dessus du genou pour former les condyles médial et latéral arrondis et lisses. Les condyles médial et latéral du fémur se rencontrent avec les condyles médial et latéral du tibia pour former les surfaces articulaires de l’articulation du genou. Entre les condyles se trouve une dépression appelée fosse intercondylienne qui offre un espace pour le ligament croisé antérieur (LCA) et le ligament croisé postérieur (LCP), qui stabilisent le genou selon son axe antérieur/postérieur.