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分泌期晚期即月经周期第24~28日。此期为月经来潮前期。子宫内膜增厚呈海绵状。内膜腺体开口面向宫腔，有糖原等分泌物溢出，间质更疏松、水肿，表面上皮细胞下的间质分化为肥大的蜕膜样细胞。此期螺旋小动脉迅速增长超出内膜厚度，也更弯曲，血管管腔也扩张。分泌晚期时，子宫内膜的厚度约为5~6mm