肱二头肌内侧沟通过的结构主要包括血管和神经。
血管主要包括肱血管，包括肱动脉和肱静脉。肱动脉在大圆肌下缘接续腋动脉，沿肱二头肌内侧沟下行至肘窝；肱静脉则伴行于肱动脉的两侧。神经有正中神经和尺神经。正中神经伴肱动脉走行于肱二头肌内侧沟；尺神经在臂上份行于肱动脉内侧，约在臂中份离开肱动脉，与尺侧上副动脉一同穿臂内侧肌间隔入臂后区。
此外，肱二头肌内侧沟还包括肌腱、筋膜和肌肉等结构，这些是人体上臂的重要组成部分，具有维持肌肉运动和保持肌肉位置的作用。然而，这些结构并不直接“通过”肱二头肌内侧沟，而是构成其周围的结构或位于其内。
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