JPH0214053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、機能不良となつた本来の心臓弁に代
えて取り付ける人工心臓弁に関する。

（従来の技術） 心臓の圧送作用に従つて血流力学的に作動する
人工心臓弁は、各種形式のものが開発されてい
る。実用化された心臓弁の例としてボールとケー
ジ型及び円板弁部材型がある。自由浮動型の円板
の例としては米国特許第3534411号がある。回動
可能の円板型の弁の例としては米国特許第
3546711号及び第3859668号がある。

一個の円板でなく、２個の葉片を使用し平行軸
線を中心として回動する型式の円板型心臓弁も既
知である。英国特許第1160008号に初期の型式が
示され、米国特許第4078268号に改良型が示され
ている。また、米国特許第4159543号も参照され
たい。

（発明が解決しようとする課題） 上記２個の葉片を用いる型式の従来の人工心臓
弁は、弁本体に取り付けられる葉片すなわち弁部
材が単に枢動することにより、弁の開閉を行うよ
うに構成されており、その開位置における弁の流
通面積が不十分であるという欠点を有していた。

（課題を解決するための手段） 上述の如き従来技術の人工心臓弁における欠点
を解消するために、本発明においては、所定方向
へ向かう血液の流れを許容するようになされた中
央通路を有する環状の弁本体と、該弁本体により
支持されて前記中央通路を通る血液の流れを阻止
する閉位置と前記所定方向への血液の流れを許容
する開位置との間で偏心して枢動する一対の葉片
と、を備え、前記葉片には突出する案内部が設け
られ、また前記弁本体には前記案内部を収容する
ようになされた細長い凹みが設けられており、こ
れによつて前記葉片の枢動および移動を許容する
ようになされた人工心臓弁において、前記各葉片
を曲面状の断面形状となし、この曲面状の断面形
状を管状体の一部とし、各葉片を前記開位置にお
いてその凹面が前記中央通路の中心線に向きかつ
管状体の軸心が前記中央通路の中心線にほぼ平行
になるようになし、また隣接する細長い凹みを前
記弁本体の平面部に設け、更にこれら隣接する細
長い凹みを中央通路の中心線に対して少なくとも
20゜の角度をなして互いに離れるように前記所定
方向に延在せしめている。

（作用及び効果） 上記構成により、本願発明の人工心臓弁の葉片
は、前記開位置へ動く時に、前記所定方向へ移動
するとともに互いに関して径方向において離れ、
したがつてこれら葉片の間に相対的に広い中央流
通路が画成される。従つて、血流に対する抵抗の
少ない人工心臓弁が提供されるのである。

（実施例） 以下に本発明を例示した実施例並びに図面につ
いて説明する。

第１図乃至第９図は、本発明の第１の実施例に
よる人工心臓弁１１を示し、環状の弁本体１３に
２個の回動可能な弁部材即ち葉片１５が支持され
ている。葉片１５は血行力学的に開閉して、中央
通路１７内を矢印１９で示す所定方向に流れる血
流を制御する。葉片１５は偏心軸線を中心として
回動可能に支持される。環状の弁本体１３から下
流方向に突出した２個の支柱部２３の内壁に形成
したほぼ直径方向に対向した凹み２１内に葉片１
５を支持する。人工心臓弁１１はどんな姿勢でも
作動可能であり、重力の影響はほとんどない。し
かし、説明のために、環状の弁本体１３を水平に
置いた場合を図示して説明する。

弁本体１３の外周に円周溝２４を形成し、図示
しない縫合用リングを取り付ける。縫合用リング
は既知のどんな型式でもよい。縫合用リングは人
工心臓弁１１を心臓組織に縫合するのを容易にす
る。

弁本体１３を通る中央通路１７の断面はほぼ円
形とし、中央通路１７を画成する内壁２５は第４
図に示す通り、上部を僅かに上開きのテーパと
し、下部には後述する座を形成する。内壁２５の
平面部２７の長円形のすなわち細長い凹み２１を
形成し、凹み２１は支柱部２３の内面に延長す
る。このため中央通路１７の断面は完全な円では
ない。

弁本体１３と葉片１５とは、生体適合及び非血
栓形成の適切な材料製とし、葉片の極めて多い開
閉を受けても摩耗の少ない材料とする。この材料
の好適な例は、等方性多結晶グラフアイト、例え
ば商品名POCOとし、これに熱分解炭素、例えば
商品名PYROLITEを被覆してすぐれた生体適合
性と耐摩耗性を得る。

葉片１５の横断面は第８図に示す通り曲面状と
し、上流縁から下流縁にわたつてほぼ均等な厚さ
とする。葉片は楕円断面の管から切り出した形状
に近似する。通常の血流方向における上流縁であ
る葉片の合わせ縁２９は平坦面とする。開位置で
下流縁である周縁３１は半円の一部とし、ほぼ円
筒形の中央通路１７に線接触する。第４図、、第
５図に示す通り、弁本体の内壁２５に水平の座３
３を形成し周縁３１の外周部が座３３のほぼ半円
の部分に接触する。各葉片１５の楕円曲率を適宜
選択して、弁本体１３の正円筒形の内壁２５との
接触部がほぼ半円となるようにする。葉片１５の
合わせ縁２９と周縁３１との形状は、人工心臓弁
１１の閉位置において、周縁３１の上流側の面が
座３３の下流側の面に接触し、合わせ縁２９は左
右の葉片の合わせ縁２９が互いに接触するように
する。座３３を中央通路１７を通る中心線に垂直
とすることによつて、座の機械加工を容易にする
と共に葉片の周縁に沿う優れたシールを形成す
る。葉片１５の周縁３１の曲率半径を座３３に対
して線接触を行なうようになすことによつて血球
破壊即ち溶血を減少させるようにする。

各葉片１５の枢支軸線は葉片に対して偏心と
し、さらに中央通路１７を通る中心線に対して偏
心とする。葉片１５の両側に突出した２個の球面
の案内部３５の位置によつて、枢支軸線の位置が
定まる。案内部３５は球の一部を切断した形状と
し、最大直径は切断部の直径となる。案内部３５
は曲面の葉片１５の対向した横位置に形成され、
長円形の凹み２１内に入る。凹み２１の両端の曲
率半径は、案内部３５の最大半径にほぼ等しいか
又は僅かに大とする。長円形の凹み２１の断面の
曲率は、案内部３５の曲率とほぼ等しくして案内
部の長手方向の動き及び回動を容易にする。葉片
１５を弁本体１３に組み合わせて、第２図に示す
開位置に置いて凹面が中央通路１７の中心線に向
くようにする。

長円形の凹み２１は、垂直すなわち中央通路１
７の軸線に平行な方向乃至は第５図に示す傾き角
Ａの間で角度付けられる。角度Ａは60゜以下とし
て血流の下流方向に開く。図示の例では角度Ａは
15゜であり、約45゜以下が好適である。凹み２１の
凹面底部間の対向寸法は、案内部３５の凸面端部
間の葉片寸法よりも僅かに大として間〓を形成
し、案内部３５の自由な回動及び滑動を可能にす
る。弁本体１３及び葉片１５は、組み立てに際し
て案内部３５を凹み２１内に容易に嵌め込むこと
を許容するに十分な弾性を有する材料から形成さ
れる。

各凹み２１の全長は案内部３５の最大直径の少
なくとも約125％とし、案内部３５が凹み２１内
を動くと、凹み内を通る血流の作用と相俟つて、
凹みの全凹面が洗われ、確実な凝固阻止が行われ
る。凹み２１の長さを更に長くすることもでき図
示の例では凹み２１の長さは案内部直径の２倍で
あり、完全な洗浄が行われる。案内部の動きを自
由にするために、凹み両端の曲率半径は案内部３
５の曲率半径よりも僅かに大きくする。

合わせ縁２９は両葉片の閉位置において互いに
接触して分離面を形成するが、葉片の閉位置にお
ける停止は、主として葉片の周縁３１と弁本体の
内壁２５に形成した半円形の座３３との接触によ
つて得られる。周縁３１の上流側の縁部は座３３
の全長にわたつて線接触する。座３３の横縁部は
第６図に示す通りに切落して案内部３５の付近で
葉片との間に間〓を形成する。

止め部３９を凹み２１間の部分に形成して、葉
片の面が中央通路１７の軸線にほぼ平行となつて
血流に対して最小抵抗となつた位置で葉片の回動
を止める。大動脈弁について、止め部３９の軸線
は中央通路の中心線に対して25゜以下の傾きとし、
第５図に示した例では15゜の傾きである。葉片が
開位置において中央通路の軸線に対して正確に平
行であつても、心室を通る血流が方向転換する時
は、背圧が血液の逆流を生じて曲面の葉片に引張
力を生ずる。葉片１５の面積中心は葉片の回動軸
線から離れているため、引張力は葉片に合成モー
メント腕を作用して急速に人工心臓弁１１を閉じ
る。0゜の傾きである時は弁が閉鎖するまでの大量
の血液が逆流し、逆流量が所要値を越える。即
ち、傾き角度が大きければ逆流は減少するため、
僧帽弁用の葉片は35゜までの傾斜としてもよい。

突出した座３３及び止め部３９の割合と位置と
に応じて、各葉片１５は約55゜―75゜の角度を回動
してほぼ垂直の開位置と第４図に示す閉位置との
間で回動する。前述した通り、葉片１５の曲面は
正円筒を角度Ｂ（約10゜〜20゜）で第１０図に示す
通りに切断した面によつて形成する。第３図に示
す葉片の曲率は、第１０図の切断部Ｘ―Ｘによつ
て示す楕円の長軸に沿う楕円面とする。この角度
Ｂを選択して第４図に示す角度Ｃを得る。角度Ｃ
は、葉片１５の閉位置における面と中央通路１７
の中心線に垂直の面との間の角度である。角度Ｃ
は所要の閉弁姿勢を定め、心臓弁の場合は約15゜
を好適とする。第１０図に示す円筒の直径は人工
心臓弁の中央通路の直径に応じて選定する。葉片
を形成する楕円断面の円筒を角度Ｃの面で切断す
れば、中央通路の直径と等しい円となる。

大動脈用とした人工心臓弁１１の例では、外径
約24mm、中央通路の直径約21mmとする。球面の案
内部３５は、葉片の両側面の平面部４１から1/2
〜3/4mm外方へ伸びる。

第５図に示す開位置において、各葉片１５は下
方に回動して環状の弁本体のほぼ完全に下流側の
位置となる。環状の本体は最大絞り部を形成し、
僧帽弁位置では葉片１５は心室内に入り、大動脈
位置では葉片１５は大動脈入口の拡大部に入る。
人工心臓弁の開位置では、案内部３５は凹み２１
の下方の丸形の端部に動き、環状の弁本体の下方
となる葉片の変位を増大する。

葉片１５の開き運動の間、血液は矢印１９で示
す方向に中央通路１７内を流れる。この血液の流
れは、人工心臓弁が大動脈位置にある場合には、
心室の収縮に伴う心臓の圧送ストロークによつて
生ずる。葉片の後面側の平面部４３が止め部３９
に接触すれば、回動運動は停止する。しかし、血
液は本質的に葉片１５をほぼ垂直位置とする傾向
があるため、止め部３９に作用する圧力は小さく
摩耗の問題は生じない。葉片は曲面であり、開位
置では長い凹み２１の角度Ａの開きによつて中心
よりも外方に動くため、葉片間の中央通路は著し
く大きな寸法となり、血流の自由通過を可能とす
る。前述した通り、葉片１５の断面形は円筒を10
〜20゜の角度で第１０図に示すように切断した楕
円形であり、このような楕円形状を10〜20゜の楕
円と称する。

血流圧送行程が終われば各心室は弛緩して血液
を心房から吸い込む。心室内の背圧によつて葉片
１５は急速に回動して閉位置となる（第４図）。
各葉片の回動軸線は球面の案内部３５によつて定
まる。葉片の構造は、葉片の面に沿う血流の逆流
によつて葉片の面に作用する力が大きなモーメン
ト腕を葉片に作用して急速に閉鎖応答を生ずるよ
うになつている。各葉片の重心は、葉片が開位置
にある時は回動軸線の下流側にあるため、血液の
逆流を開始すると共に急速に回動を開始する。葉
片１５の閉鎖運動に際して、案内部３５は凹み２
１内を上方に動いて互いに近接し、同時に案内部
３５を中心として葉片が回動し、閉鎖位置では各
葉片の周縁３１が中央通路１７の内壁２５の座３
３に接触する。

葉片が開位置で垂直に近くなるほど、また凹み
２１が長いほど、葉片が閉位置になるまでの回動
運動は大となり、逆流は多くなる。それ故凹み２
１の長さは十分な洗浄を行い得る程度の長さと
し、止め部３９の位置は、開位置において血流に
よる圧力低下が十分に小さい位置に達したら直ち
に回動を停止させるようにして閉鎖運動間の角度
運動量を小くするのが好適である。

周縁３１の上面は、座３３の下面の曲率半径よ
りも小さな曲率半径として丸みをもたせ、線接触
を保ち、しかも所要の封鎖を行うようにする。合
わせ縁２９間及び周縁３１と座３３との間の封鎖
接触が生じた時は、案内部３５は凹み２１の半円
形の上縁から僅かに引き込むように葉片１５の寸
法関係を定め、枢支部間の横方向の押圧力をなく
し、摩耗を防ぐようにする。

第６図に示す通り、弁本体の内面の平坦な壁部
２７は、葉片１５の案内部３５を囲む両横縁の平
面部４１と接近している。これによつて、葉片が
回動する時に平面部４１は壁部２７とは接近して
運動して直径方向において対向する面間に所要の
封鎖をもたらし、また葉片と弁本体との間のかじ
りを防ぐ。

曲面の葉片１５は、ほぼ楕円形断面の一部の形
状であり、多結晶グラフアイト等の材料から一体
として加工する。第１図、第２図に示す通り、葉
片１５の外面４５は凸面であり内面４７は凹面で
ある。製造過程において、案内部３５は所要半径
の球の一部として、各葉片の両横縁に同一軸線上
に形成し、葉片回動の偏心軸線を形成する。案内
部３５は半球とする必要がなく、球の半径の1/2
の深さとするのが好適である。案内部５は球面以
外の他の回転体、例えば放物面、双曲面又は楕円
面等の回転体とすることができる。しかし球面と
するのが加工容易であるため好適である。

球面の案内部３５の加工後に、葉片１５の両横
縁に案内部３５を囲む平面部４１を加工し、各葉
片の外面４５を周縁３１において所要の曲率半径
として弁本体から突出する座３３の下面と線接触
させる。全部の加工工程を完了すれば、多結晶グ
ラフアイトの葉片に熱分解炭素を被覆して一体の
強固な耐摩耗性の生体適合面を全外面に有する葉
片となる。

案内部３５がその中で滑動する長円形の凹み２
１の曲率半径は案内部の半径にほぼ等しいか又は
５％以下だけ大きくし、約１―３％大きくするの
が好適である。凹み２１の全長は第４図、第５図
に示した例では案内部３５の外径の約２倍であ
り、125―225％の長さとするのが好適である。凹
み２１を細長い形状とすることによつて、案内部
３５は凹み内を上下に滑動するため、血液が凹み
内に停滞するのを防ぎ、凝固が起こらない。前述
した通り、凹みの全長は案内部の直径の125―200
％程度が好適である。

第５図に示す通り、両凹み２１は中央通路１７
の中心線を通る垂直面に対して角度Ａ（第５図の
例では15゜）として葉片の偏心軸を案内する。角
度Ａは０―45゜とするのが好適であり、凹み２１
は血流の方向、すなわち矢印１９で示す方向、に
向かつて中心線から外方に開く。角度Ａとした効
果は第４図、第５図に示される。開運動の間、葉
片はほぼ垂直位置に回動すると共に中央通路１７
の中央から外方に動き、弁を通る広い中央通路を
第２図に示す通りに形成し、この中央通路は凹み
が垂直あるいは円形の場合よりも広い。血液の主
流路は中央通路の中央部であるため、葉片の外方
への動きは血流に対する抵抗を減少する。

第４図、第５図に示す通り、弁本体１３の高さ
は著しく小さく、人工心臓弁の構造としては著し
い利点である。これによつて弁の加工が容易にな
り、患者の心臓内への挿入が容易になる。環状の
弁本体は、最大絞り部を形成するように高さを小
さくすることで圧力低下を小さくする。

第１１図、第１２図は、本発明の第２の実施例
による人工心臓弁５１を示し、環状の弁本体５３
と２枚の弁部材即ち葉片５５とを有する。葉片５
５は前述の葉片１５とほぼ同じであるが、案内部
５７は球の一部ではなく、球面を有する台形部材
である。これは球を２個の平行な平面によつて切
断した形状であり、このため各案内部５７は平坦
な端面５９を有する。

環状の弁本体５３は、対向配置にされ、前述の
座３３とほぼ同様の一対のほぼ半円形の座６１を
有している。環状の弁本体５３はほぼ円形の中央
通路を形成し、この中央通路には上端から内方の
座６１に向かつて僅かに細くなるテーパを付け
る。案内部５７を受け入れる長円形すなわち細長
い凹み６５を対向する平面部６３に形成する。平
面部６３は座６１よりも僅かに上方から支柱部６
７に伸びている。弁本体５３に形成した斜方向の
遷移面６９は、弁本体の上縁から下方に平面部６
３まで延長させて平面部６３を通る血流を滑らか
にする。

凹み６５はほぼ垂直方向、即ち中央通路の中心
線にほぼ平行な方向に伸びる。かくして、葉片５
５が開あるいは閉位置間で回動する時に、回動軸
線は中央通路の半径方向に動くことはなく、上流
あるいは下流方向の動きだけになる。

平面部６３の底部部分から突出する２個の止め
部７１を形成して、葉片５５の開位置での動きを
制限して点線位置（第１１図）で停止させる。こ
の位置での葉片５５の姿勢は、その曲面部の軸線
が垂直に対して約5゜となるようにし、血流に対す
る抵抗を少なくする。第１１図に示す通り、開位
置では葉片５５は下流方向に動き、ほぼ完全に環
状の弁本体の外方に位置するため、人工心臓弁全
体としての血流に対する抵抗は更に減少する。

凹み６５の上方の平面部６３に小さな溝７３を
形成し、この溝は遷移面６９に達する。この溝７
３の目的は、葉片５５が閉じた時に溝７３を通る
逆流を生じさせることにある。この逆流が生じる
のは、凹み６５の容積が案内部５７の容積よりも
大きいからである。葉片５５が第１１図の実線位
置に閉じた時は、凹み６５の下方は空間であり、
葉片より下方の血液の圧力を受ける。第１２図に
示す通り、凹み６５の下部から案内部５７の端面
５９との間〓を通つて溝７３に達する流通路が形
成される。この４個の凹み６５を通る制御逆流
は、座６１のほぼ半円の長さに沿う封鎖が良い場
合は、弁設計の上から許容可能である。この逆流
は凹み６５内の繰り返し洗浄を行い、凹み内の凝
固開始を防ぐ確実な防止手段となる。

第１３図、第１４図は他の実施例による人工心
臓弁７５を示し、弁本体７７は第１図の弁本体と
ほぼ同様であるが凹みが異なる。弁本体７７に設
けられた支柱部７９は環状の弁本体から下流方向
に突出する。１対の直径方向に対向する平面部８
１が弁本体７７に設けられ、平面部８１は下方に
伸びて支柱部７９の内面を形成する。平面部８１
に４個の凹み８３を形成し、これらは部分球形状
の凹面とする。

弁本体７７に回動可能に取り付ける葉片８４
は、第１１図、第１２図に示す葉片５５とほぼ同
様であるが、異なる形状とした案内部８５を有す
る。各案内部８５は球面から切出した形状であり
頂端に前の例と同様の円形の平面部８７を形成
し、両側部を除去して平行側面８９を形成してほ
ぼ細長の突出部を形成する（第１４図）。

葉片８４の開位置を限定する止め部９１を形成
し、この止め部の形状は第１２図の止め部７１と
ほぼ同様とする。止め部７１の位置と寸法とは、
葉片８４の全開位置において第１３図の点線で示
す通り、葉片の曲面部の軸線が垂直に対して10〜
20゜となるように定める。曲面の葉片８４は、回
動軸線が面積中心に対して偏心するため、血流方
向の変化に急速に応答し、葉片面に作用する抗力
によつて急速に閉鎖し、血液の逆流は著しく少な
い。

第１３図の実線に示すように、人工心臓弁が閉
じた時は葉片８４の半円形の周縁は弁本体７７の
座９３の下面に線接触し、合わせ縁９５が互いに
接触することは第１〜１０図の実施例で詳述した
通りである。閉位置において、案内部８５は中央
通路の中心線に直角方向に配される。第１１図、
第１２図の実施例と同様に、葉片の突出部を囲む
平面部９７と環状の弁本体の平面部８１との間に
はある程度の間〓がある。更に案内部８５と凹み
８３との間のスペースに入つた血液の一部は、案
内部端の円形の平面部８７と凹み８３との間を通
り、溝９９を通つて制御逆流を生ずる。弁閉位置
の時の背圧による上述の制御逆流は、凹み８３を
洗浄して凝固開始を防ぐ。

弁本体７７の平面部８１に凹み８３を形成し、
葉片の突出した案内部８５を囲む平面部９７を形
成するのが好適であるが、凹みと案内部とを反対
にして、葉片の平面部９７に凹みを形成し、弁本
体の平面部に案内部を形成することもできる。こ
のような反対の構成は上述の各実施例及び後述の
実施例についても行うことができれことは明らか
であり、再述しない。

第１５図、第１６図に示すのは本発明の他の実
施例であり、この人工心臓弁１０１は環状の弁本
体１０３を備えている。弁本体１０３は、弁本体
５３とほぼ同様であり、対向する平面部１０５が
下方に延長して支柱部１０７の内面を形成する。
平面部１０５に２個の凹み１０９を形成し、その
形状を中央通路の中心線に近い位置に頂点を有す
るほぼ扇形とする。凹み１０９の上縁１１１は中
央通路の中心線に対してほぼ直角とし、下縁１１
３は開位置での止め部を形成する。下縁１１３は
上縁１１１よりも僅かに長くして葉片の回動運動
に加えて凹み内での滑動運動を可能にする。凹み
１０９の弧状縁１１５は、葉片１１７が閉位置か
ら開位置に回動する時の案内面を形成する。

葉片１１７の平面部１２１から突出した案内部
１１９は細長とし、その長さは凹み１０９の上縁
１１１の長さよりも僅かに短くし、案内部１１９
の両端縁は曲面とする。第１６図に示す通り、案
内部１１９の端面１２３は平面とし、扇形の凹み
１０９の平らな底面に対向させる。葉片の案内部
１１９の寸法は、回動運動間の推力受け面が弁本
体の平面部１０５に対向する葉片の平面部１２１
となるようにする。それ故、案内部の端面１２３
と凹み１０９の底面との間に僅かな間〓が形成さ
れる。この間〓によつて、閉位置で案内部１１９
の周囲を通る凹み１０９内の逆流が生じ、十分な
洗浄流となつて凝固を防ぐ。案内部１１９は凹み
１０９の底面に接触する構成とすることもでき
る。開位置から閉位置に回動する時に案内部１１
９の曲面の端部が凹みの頂点に接触して回動し、
両葉片の合わせ縁１２４が接触すれば、葉片は僅
かに下方に動いて案内部１１９と凹み１０９の縁
部とは離れ、案内部に対する側圧はなくなる。

第１７図は第１５，１６図の実施例の一部を変
更した例を示す。第１７図において、葉片１１
７′には細長の案内部１２５を設け、その端面１
２７は平面ではなく、案内部の長手方向は円弧と
し、横方向は直線とする。凹み１０９′も対応す
る凹面とし、曲率半径を案内部の曲率半径よりも
約１％大としてかじりのない円滑な運動を行わせ
る。案内部の端面１２７と凹み１０９′の凹面と
の組み合わせによつて回動運動を行わせ、平面部
１０５，１２１は推力支持面となる。図示の例で
は、凹み１０９′の上縁および下縁は同じ長さと
して加工を容易にし、回動運動のみを可能にす
る。

第１８図、第１９図に示す実施例による人工心
臓弁１３１は第１７図に示す例と類似する。しか
し、凹み１３５は扇形ではなく、弁本体１３３に
形成した凹み１３５は２個の扇形を組み合わせた
形、すなわちつづみ型とする。葉片１３７に形成
する案内部１３９は細長とし、長手方向端面を円
弧とし、第１７図に示す案内部１２５を同形とす
る。

凹み１３５のつづみ型の形成する２個の平面部
１４１は、案内部１３９の両側の平面に接触し
て、葉片の開位置での所要角度を定める。案内部
１３９と凹み１３５の曲面の底部との間には間〓
を形成して、葉片が閉じた時の制御逆流を生じさ
せて凝固を防ぐ。案内部１３９は曲面の端部とす
ることなく、第１６図に示す長方形とすることも
できる。この場合はつづみ型の凹みの底面も平面
とする。

第１―１９図に示した実施例では、すべて環状
の座を有して回動可能の２枚の葉片に対して、弁
が閉鎖して葉片に対する上下流間の圧力差が最大
の時に、葉片の周縁が座に線接触し、合わせ縁は
相互に接触して案内部に対してほとんど力が作用
しない構成となつている。大部分の摩耗は閉鎖の
時に生ずるため、摩耗は座の全縁に配分され、案
内部に集中することはない。

第２０―２３図は、他の実施例による人工心臓
弁１５１を示し、環状の弁本体１５３と１個の弁
部材即ち葉片１５５を有する。葉片１５５は弁本
体１５３の形成する中央通路１５７を開閉する。
血液は矢印１５９で示す通り中央通路１５７を下
方に流れる。葉片１５５は偏心軸線を中心として
回動可能とし、案内部１６１が葉片１５５の両方
向外方に突出してほぼ直径方向に対向した凹み１
６３に収容されている。環状の弁本体１５３の内
壁１６５に凹み１６３を形成する。

人工心臓弁１５１はどんな姿勢でも作用し、重
力の影響はほとんど受けない。説明の便宜上、環
状の弁本体を水平位置とし、定常の血流の方向は
垂直下方とする。弁本体１５３に外周溝１６７を
形成して縫合リングを適合させる。

中央通路１５７は環状の弁本体１５３内に形成
したほぼ円形断面であり、弁本体の内壁１６５は
中空のほぼ正円筒形とする。凹み１６３は内壁１
６５の平面部１６９に形成し、このため、中央通
路１５７は完全な円形断面ではない。弁本体１５
３と葉片１５５とは人工心臓弁１１と同じ材料で
形成する。

葉片１５５の横断面は曲面であり、第２１図、
第２２図に示すように、上流および下流の周縁１
７１，１７３に沿つてほぼ均等な厚さとする。全
体として葉片１５５は円形断面の管の一部とし、
案内部１６１が管の断面から外方に突出する。管
の長手方向に対して回動軸線は横方向となる。

第２３図に示す通り、上流側の周縁１７１と下
流側の周縁１７３とはほぼ同じ長さとする。両周
縁の形状は異なる直径の２個の中空正円筒の交叉
によつて形成される。葉片の周縁１７１，１７３
は環状の弁本体１５３の円筒状の内壁１６５に滑
らかに密接して、第２３図に示す閉位置において
人工心臓弁を通る中央通路を封鎖するように定め
る。

葉片１５５の偏心回動軸線は、直径方向に延長
する案内部１６１によつて形成され、案内部１６
１は人工心臓弁１１の案内部３５と同様にほぼ球
面、即ち球の一部の形状とする。案内部に係合す
る長円形の凹み１６３の寸法の割合は前述の凹み
２１と同様である。凹み１６３の長さは案内部１
６１の長さの125％以上とし、図示の例では約200
％である。この凹みの長さは案内部の直径の約
150―225％とするのが好適である。

凹み１６３の延長する方向は、弁の中心線を通
る平面に対して約20―60゜の角度範囲が好適であ
る。中心線を通る平面に平行とすることもでき
る。この角度Ｂを第２３図に示す。この角度の方
向は前述の例と同じく、葉片１５５の主部が開位
置に回動する時に半径方向外方に動くようにす
る。この動きと、葉片１５５の弧状の断面形状と
によつて、開位置においては、第２１図に示す通
り中央通路１５７の中央が障害物がなく定常血流
に対する抵抗が小さくなる。

弁本体１５３の平面部１６９から突出した止め
部１７５を形成して葉片１５５の開位置を定め、
葉片１５５が中央通路の中心線にほぼ平行であ
り、血流の最小抵抗位置となるようにする。しか
し、前述した通り、葉片１５５は開位置において
平行位置から約10゜傾いても支障は生じない。第
２０図に示す通り、止め部１７５は弁本体の内縁
に沿つて形成し、葉片１５５に接触する端部を有
する。止め部１７５の反対側縁部は斜方向に弁本
体の内壁１６５に一致する。弁部材の止め部の部
分の縁部を僅かに突出させ、止め部は弁部材を厚
くした部分に形成することもできる。葉片が開位
置において中央通路を通る血流に対する最小抵抗
位置となる場合には、止め部に対する側圧力は著
しく小さいため、止め部の有効面積を大きくする
ことは必要条件ではない。

第２２図に示す開位置において、葉片１５５は
下方に回動し、葉片の線軸即ち葉片を形成する円
筒の軸線に平行の軸線は中央通路１５７の中心線
に平行である。この位置では、案内部１５５は凹
み１６３の下端にあり、止め部１７５は葉片のこ
れ以上の反時計方向への回動を防ぐ。第２１図に
示す通り、弁部材１５５は曲面であるため、開位
置では弁中心線から著しく離れた位置にあり、中
央通路１５７の中央部では血流は障害物なく流れ
る。葉片１５５を形成する円筒の半径は、外周の
凸面と凹面との中間で測定して、通路１５７の半
径の約125―200％の間とする。

開いた人工心臓弁１５１を通る血流を生ずる圧
送ストロークの終わりに、心室は拡張して心房か
ら血液を吸い込む。この時に大動脈からの血液の
逆流によつて葉片１５５は急速に回動して閉位置
となる（第２３図）。図示の関係位置では、葉片
１５５は時計方向に67゜回動して全閉位置となる。
葉片１個の場合は、この間の回動角度は約60―
75゜が好適である。人工心臓弁の閉鎖運動は血流
の背圧によつて生じ、血液を人工心臓弁を通つて
逆流させる傾向となる。しかし、葉片１５５の凸
面および凹面間の血流の抗力、即ち圧力差によつ
て生ずる閉鎖力は、葉片の回動軸線と葉片の圧力
作用重心との間のモーメント腕の積として作用
し、葉片は急速に閉鎖位置に回動する。第２２
図、第２３図によつて明らかな通り、案内部１６
１は閉鎖運動時に凹み１６３の下端から上端まで
動き、凹み内に血液の滞留を生ずることがない。
葉片１５５の機械加工は前述と同様に行う。葉片
の凹面にふくらみ部１７７を形成する。

本発明を好適な各種の実施例について説明した
が、本発明は各種の変型が可能である。例えば、
実施例に述べた葉片はすべて曲面であるが、第１
１図、１５図、１８図の実施例の場合には、平ら
な葉片を使用することも可能である。但しこの場
合は中央通路の中央部が障害物のない流路とはな
らない。

実施例並びに図面は単なる例示であつて本発明
を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による２枚の葉
片を有する人工心臓弁の開位置を示す斜視図、第
２図は第１図の人工心臓弁の縮小平面図、第３図
は第１図の人工心臓弁の閉位置の拡大平面図、第
４図は第３図の４―４線に沿う弁閉位置の断面
図、第５図は第４図の人工心臓弁を開位置とした
断面図、第６図は第５図の人工心臓弁の部分平面
図、第７図は第１図の人工心臓弁の葉片の平面
図、第８図は第１図の人工心臓弁の正面図、第９
図は第７図の側面図、第１０図は葉片の曲面の説
明図、第１１図は別の実施例による人工心臓弁の
第４図と同様の位置を示しかつ一方の葉片を除去
した断面図、第１２図は第１１図の１２―１２線
に沿う部分断面図、第１３図は他の実施例による
人工心臓弁の第１１図と同様の断面図、第１４図
は第１３図の人工心臓弁の葉片の一部の斜視図、
第１５図は別の実施例による人工心臓弁の第１１
図と同様の断面図、第１６図は第１５図の１６―
１６線に沿う部分断面図、第１７図は他の実施例
による人工心臓弁の第１６図と同様の部分断面
図、第１８図は別の実施例による人工心臓弁の第
１１図と同様の断面図、第１９図は第１８図の１
９―１９線に沿う部分断面図、第２０図は他の実
施例による人工心臓弁の開位置を示す斜視図、第
２１図は第２０図の人工心臓弁の拡大平面図、第
２２図は第２１図の２２―２２線に沿う弁開位置
の縮小断面図、および第２３図は第２２図の人工
心臓弁を閉位置とした断面図である。 （主要符号の説明）、１３…弁本体、１５…葉
片、１７…中央通路、２１…凹み、２３…支柱
部、３５…案内部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定方向１９へ向かう血液の流れを許容する
   ようになされた中央通路１７を有する環状の弁本
   体１３と、該弁本体により支持されて前記中央通
   路１７を通る血液の流れを阻止する閉位置と前記
   所定方向への血液の流れを許容する開位置との間
   で偏心して枢動する一対の葉片１５と、を備え、
   前記葉片１５には突出する案内部３５が設けら
   れ、また前記弁本体１３には前記案内部を収容す
   るようになされた細長い凹み２１が設けられてお
   り、これによつて前記葉片の枢動および移動を許
   容するようになされた人工心臓弁において、前記
   各葉片は曲面状の断面形状を有しており、この曲
   面状の断面形状は管状体の一部であつて、各葉片
   は前記開位置においてその凹面を前記中央通路の
   中心線に向けかつ管状体の軸心を前記中央通路の
   中心線にほぼ平行になるようになされており、ま
   た隣接する細長い凹み２１は前記弁本体の平坦な
   側壁部に設けられ、更にこれら隣接する細長い凹
   みは中央通路１７の中心線に対して少なくとも
   20゜の角度をなして互いに離れるように前記所定
   方向に伸びており、これにより前記葉片は、前記
   開位置へ動く時に、前記所定方向へ移動するとと
   もに互いに関して径方向において離れ、これら葉
   片の間に相対的に広い中央流通路が画成されるよ
   うになされたことを特徴とする人工心臓弁。