NO141535B - Hjerteventil. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en hjerteventil til styring av blodstrømmen gjennom hjertet, omfattende en i det vesentlige ringformet ventilramme med en omkretsvegg som omgir en gjennomgående, sirkulær ventilåpning som har en innløpsside og en utløpsside, en løs, sirkulær ventilskive med noe mindre diameter enn ventilåpningens og utført med en gjennomgående aksial åpning, svingetapper for ventilskiven som på innløpssiden går ut fra omkretsveggen og forløper mot hverandre i ventilåpningen langs en kordlinje i avstand fra ventilåpningens senter, en føringsstang for ventilskiven som strekker seg fra omkretsveggen innover mot midten av ventilåpningen og har et endeparti med mindre diameter enn ventilskiveåpningens og strekker seg gjennom denne åpning, samt et periferisk anslag for ventilskiven på omkretsveggen.

Hjerteventiler i forskjellige utførelser er tidligere kjent. Som eksempel kan f.eks. nevnes hva som er beskrevet i U.S. patent 3 959 827. Til tross for alvorlige forsøk og frem-skritt i konstruksjon av hjerteventiler er de eksisterende utfø-relser fremdeles beheftet med visse ulemper. Fra U.S. patent 3 825 956 er en hjerteventil tidligere kjent som for styring av ventilskiven har et par svingetapper på innløpssiden og et par svingetapper på utløpssiden av ventilen. Da avstanden mellom tapp-parene innbyrdes og særlig mellom hvert tapp-par og ventilskiven er forholdsvis liten, er svakheten ved konstruksjonen at blodcellene lett kan beskadiges mellom tappene og ventilskiven, hvilket igjen kan føre til dannelse av tromber. Se f.eks. "Thromboembolic Complications of prosthetic Devices" av Sam Berger, M.D. og Edwin W. Salzman, M.D, særlig side 293.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en hjerteventil som bidrar til en mer effektiv eliminering av blodstagne-ringsområder som kan forårsake fibrose eller blodlevring, å ned-sette strømningsmotstanden og tilveiebringe en større åpning i ventilen som tillater at en større blodmengde kan passere ventilen i åpningsfasen enn det har vært mulig med de tidligere kjente ut-førelser.

Ventilen ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at en enkelt dreieanleggsarm på ventilåpningens utløpsside strekker seg fra et sted på omkretsveggen som ligger diametralt motsatt anslaget, radialt inn i åpningen, vinkelrett på svingetappenes kordlinje og beliggende i et plan som er parallelt med ventilrammens plan og med svingetappenes ovenfor nevnte plan, men i avstand fra sistnevnte i gjennomstrømningsretningen, at førings-stangen går ut fra et sted på omkretsveggen som ligger diametralt overfor dreieanleggsarmen, og at det periferiske anslag er anordnet ved/eller nær overgangen mellom ventilrammens vegg og førings-stangen, slik at med ventilskiven i lukket stilling befinner en del av skiven seg mellom svingetappene og anleggsarmen og stort sett i ventilrammens plan, og en annen, stort sett diametralt motsatt del av ventilskiven ligger an mot anslaget.

Fortrinnsvis er ventilen utført slik at føringsstangen først strekker seg på skrå innover og i oppstrømsretningen, deretter stort sett aksialt gjennom midten av ventilåpningen i ned-strømsretningen, og at føringsstangens endeparti strekker seg på skrå ut fra aksialpartiet i nedstrømsretningen og i dreieanleggsarmens aksialplan.

Dreieanleggsarmen kan på utløpssiden ha en indre avfaset kant for å lette svingebevegelsen av ventilskiven til åpen stilling med en skråflate som danner en vinkel på omtrent 70-75° med ventilrammens hovedplan og som sammen med tappene på innløpssiden bestemmer .den maksimale åpningsvinkel for ventilskiven.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av et eksempel og under henvisning til tegningene, hvor: Fig.. 1 er et grunnriss av en hjerteventil ifølge oppfinnelsen med sentralskiven fjernet for klarhetens skyld, fig. 2 vi-ser et snitt langs linjen 2-2 på fig. 1, fig.3 et snitt langs linjen 3-3 på fig. 1, fig. 4 et snitt langs linjen 4-4 på fig. 1, og fig. 5 og 5a er frontriss hhv. sideriss av en ventilskive som benyttes i forbindelse med ventilanordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 er et grunnriss av en hjerteventil ifølge oppfinnelsen. Som nevnt er ventilskiven fjernet for klarhetens skyld og for å vise mer klart ventilens andre deler. Alle deler unn-tatt ventilskiven er av metall og kan være fremstilt av rustfritt

stål eller titan, hvilket er kjent.

Med 10 er betegnet et ventilhus som har en ringformet ventilramme 11 som danner støtte for to integrale innløpsdreietapper 12. Tappene er identiske eller rettere sagt speilbildelike og er anordnet på en kordakse for ventilrammens 11 indre omkrets som kan sees på tegningene. Ventilrammens 11 ytre partier er utformet slik at det er dannet en felg for inngrep med en innsyings-ring, som kjent fra teknikkens stand. Ringen skal ikke omtales nærmere da den er av tidligere kjent type.

På tvers av kordaksen for tappene 12 og radialt mot ring-rammens 11 senter strekker seg en utløpsdreietapp 13 som samvirker med en ventilføringsstøtte 14 for styring eller føring av ventilskiven 15 under ventilens åpnings- og lukningsoperasjon. Tappen 13 og de virksomme deler av føringen 14 ligger i samme plan i rett vinkel til tappenes 12 akse og til aksen for den av ventilrammen 11 dannede åpning. Som vist på fig. 5 og 5a og også antydet på fig. 2 og 3 omfatter ventilen en ventilskive 15 med en gjennomgående sentral åpning 16. Skiven 15 er fremstilt så tynn som mulig under hensyntagen til den styrke som den må ha, slik at massen av skiven er minst mulig. Dessuten jo tynnere skiven 15 er, des-to mindre er den hindring den representerer for blodstrømmen når den er i åpen stilling. Skivematerialet kan hensiktsmessig være "Pyrolite" , et vitrert karbonemne og skiven har alle omkretskan-ter samt de indre kanter av åpningen 16 vel avrundet. Skivens 15 ytre diameter er noe mindre enn diameteren av ventilrammens 11 åpning, slik at risikoen for fastklemning unngås. Åpningen 16

har større diameter enn det største parti av ventilføringsstøtten 14 og da av samme grunn.

Ventilrammen 11 er utstyrt med en utad klokkeaktig utvidet åpning 17.

Ventilens enkelte komponenter skal nå forklares nærmere

i detalj. Ventilhuset 10 er utstyrt med den omtalte ventilførings-støtte 14 som strekker seg innover fra husets periferiske inner-kant. Ved overgangen fra føringen 14 til ventilhuset er det anordnet en skulder 19 som virker som en stopper for skiven 15. På den annen side av ventilhuset 10 stanses skiven 15 av skulderpar-tier'21 på innløpsdreietapper 12. Stopperen 19 og skulderen 20

på utløpsdreietappen 13 er skilt horisontalt med en avstand som er noe større enn tykkelsen av skiven 15. Når skiven er i lukket

stilling eller hvilestilling, ligger den i det vesentlige i hori-sontalplanet langs aksen av den ringformede ventilramme i anlegg med skuldrene 19 og 21.

Føringsstøtten 14 er stort sett utformet som en S som vist på fig. 2. Føringsstøtten strekker seg på skrå nedover fra ventilrammens 11 innervegg og er bøyd S-aktig i nærheten av ventilrammens akse, slik at den går aksialt gjennom midten av ventilrammen 11. Etter å ha passert midtpartiet av ventilrammen 11 bøyer den igjen av med et kort parti som avslutter S-formen. På det sted hvor føringsstangen 14 går ut fra ventilrammens felg har den stort sett et ovalt eller ellipseaktig tverrsnitt som fortsetter til føringen har tilbakelagt den første krumning eller kurve i S-en. Fra dette punkt tiltar tykkelsen av stangen gradvis som vist inntil det sentrale parti 24, som har rundt tverrsnitt og en diameter som er ganske nær diameteren for åpningen 16 i ventilskiven 15. Dette er oppnådd ved gradvis tilspissing i retning utover av stangen. Føringsstangen fortsetter aksialt gjennom ventilrammens midte og tilspisses gradvis igjen til en mindre dimensjon og kan da være sirkulær eller oval eller ellipseformet i tverrsnitt. Deretter følger det andre parti av S-formen som kan strek-ke seg rettlinjet et lite stykke før det slutter. Det sistnevnte parti tjener til å hindre skiven i å frigjøre seg fra anordningen og det tillater dessuten som følge av sitt smale tverrsnitt at ventilskiven kan bevege seg i en retning utover bort fra ventilrammen for derved å være mindre iveien for blodstrømmen gjennom ventilrammens midtåpning.

Som allerede nevnt har utløpstappen 13 en horisontal skul-derflate 20. Tappen 13 har ovalt eller ellipseformet tverrsnitt med hovedaksen beliggende i blodstrømmens retning. Utløpstappen 13 strekker seg et betydelig stykke inn i det indre av åpningen i ventilrammen. Den sentrale indre nedre flate av tappen 13, som er betegnet med 23, er avrundet med en gradvis varierende radius for dannelse av dreiestedet for ventilskiven 15 når denne går til den åpne stilling. Den mest sentrale eller midterste kant av de-len 13 er formet slik at den danner en vinkel på ca. 70-75° med ventilrammens akse, og. denne kantflate samvirker med innløpstappe-ne 12 og bestemmer den maksimale åpningsvinkel som ventilskiven 15 kan innta.

Innløpstappene 12 strekker seg innover i det indre parti av ventilrammen 11 langs en kordlinje som vist. De to tapper er i det vesentlige like og er utført i ett med ventilrammen 11 som derved blir stivere. Tappene 12 har avrundet kantparti 22 som tjener som dreiested for ventilskiven under innstrømning eller under stengetrinnet for ventilen.

VIRKEMÅTEN

I lukket stilling er ventilskivens 15 plan parallelt med ventilrammens 11 plan. I denne stilling hviler skiven 15 på de to innløpstapper 12 og på føringsstangens skivestopper 19. Når trykket som utøves av blodet på ventilens innløpsside, overstiger trykket på utløpssiden, begynner ventilskiven å åpne seg. Først tvinges denne nedstrøms et meget lite stykke til den kommer i fast anlegg med utløpstappen 13. Deretter dreies skiven om det krumme endeparti 23 av tappen 13, mens den styres av det midtre parti 24 av føringsstangen 14, som som nevnt går gradvis over i det tilspissede frie endeparti av føringen. Det skal bemerkes at selve dreiepunktet er spissen av tappen 13 som ved samvirkning med føringsstangen gjør det mulig at skiven 15 kan utføre den bevegelse som er antydet på tegningene. Til å begynne med går denne bevegelse ut på dreining av ventilskiven 15, men ettersom ventilen gjennomfører dreiebevegelsen, vil den også forskyves som følge av tilspissingen av føringsstangen i retning utover, dvs. bort fra ventilrammen og i nedstrømsretningen. " På fig. 2 er ventilskiven 15 vist i helt åpen stilling, men også i noe nedsenket stilling. Hvis det antas at blodstrømmen skjer utover, vil ventilskiven 15 bevege seg bort fra ventilrammen 11 et lite stykke som er lik differansen mellom åpningen 16 i skiven og diameteren av stangspissen 25. Den maksimale åpning for ventilskiven 15 vil utgjøre omtrent 70-75° med det opprinnelige plan. Innløpstappene 12 danner også en stopper for dreining av skiven 15 når maksimal-vinkelen er nådd.

Utgangsdreiepunktet (eller kordedreieaksen) er plassert på utløpstappen og omtrent 1/4 av åpningsdiameteren fra innerveg-gene av åpningen. Som følge av denne plassering av utgangsdreie-aksen vil det meste av trykket mot ventilskivens innløpsside vir-ke for å tvinge skiven til å åpne mens den resterende del vil vir-ke for å holde skiven lukket. Derfor vil skiven svinge til åpen stilling nesten øyeblikkelig.

Under dreiebevegelsen for åpning utfører skiven tre ytter-ligere bevegelser. For det første beveger skiven seg mot sentret eller senteraksen av åpningen. For det andre har skiven anledning til å bevege seg noe nedstrøms, nemlig en strekning som er bestemt ved utformingen av føringsstangens frie endeparti 25. For det tredje kan skiven dreies om sin egen senterakse på et hvilket som helst trinn av bevegelsen.

Det skal nevnes at i den fullstendig åpne stilling er skiven noe skråstilt med en minimal interferensvinkel i forhold til blodstrømmen som altså er forenelig med den raske virkning av ventilen under lukkestadiet.

Ventilen lukkes når trykket på utløpssiden er større enn trykket på innløpssiden. Når dette skjer, begynner blodet å strømme tilbake gjennom ventilen og tvinger den til lukket stilling. Skiven føres først tilbake til åpningen et lite stykke som tillatt av skiveføringsstangens endeparti 25. Skivens bevegelse hindres også ved at skivens omkretskant kommer i berøring med de indre veggpartier av ventilrammen og med de to innløpstapper. Deretter begynner ventilskiven å dreie som bestemt av de to innløps-tapper og av det føringstangparti som går gjennom åpningen 16.

Når ventilskiven befinner seg omtrent 20° fra lukkestillingen, bevirker føringsstangens 14 utvidede parti 24 at skiven mister kontakt med sidene til den ringformede ventilramme. Under den resterende del av lukkedreiebevegelsen svinger skiven på den krumme overflate av innløpstappen som rager inn i åpningen.

Av ovennevnte vil fremgå at det ex- tilveiebragt en for-bedret hjerteventil. For det første har ventilen bare et enkelt svingepunkt på utløpssiden istedenfor to som det finnes ved flere av tidligere kjente ventiler. Dette reduserer vesentlig mulighe-ten for dannelse av stagneringsområde for blod og de ulemper som er forbundet med dette. Under hele bevegelsen av ventilskiven finnes det ikke et sted hvor ventilen er i en kilestilling, slik at de problemer som følger med fastkiling,såsom stagnering og lo-kalisert slitasje på skivedeler,unngås.Begrensning av dreiebevegelsen av skiven 15 er også redusert, slik at det er sannsynlig at slitasjen vil fordele seg jevnt over hele skiven istedenfor å opp-tre lokalt.

Claims (6)

1. Hjerteventil til styring av blodstrømmen gjennom hjertet, omfattende en i det vesentlige ringformet ventilramme (11) med en omkretsvegg (18) som omgir en gjennomgående, sirkulær ventilåpning (17) som har en innløpsside og en utløpsside, en løs, sirkulær ventilskive (15) med noe mindre diameter enn ventilåpningens (17) og utført med en gjennomgående aksial åpning (16) , svingetapper (12) for ventilskiven som på innløpssiden går ut fra omkretsveggen og forløper mot hverandre i ventilåpningen langs en kordlinje i avstand fra ventilåpningens senter, en føringsstang (14) for ventilskiven (15) som strekker seg fra omkretsveggen (18) innover mot midten av ventilåpningen og har et endeparti (25) med mindre diameter enn ventilskiveåpningens (16) og strekker seg gjennom denne åpning, samt et periferisk anslag (19) for ventilskiven (15) på omkretsveggen (18),karakterisert ved at en enkelt dreieanleggsarm (13) på ventilåpningens (17) utløps-side strekker seg fra et sted på omkretsveggen (18) som ligger diametralt motsatt anslaget (19), radialt inn i åpningen (17), vinkelrett på svingetappenes (12) kordlinje og beliggende i et plan som er parallelt med ventilrammens (11) plan og med svingetappenes ovenfor nevnte plan, men i avstand fra sistnevnte i gjen-nomstrømnings retningen , at føringsstangen (14) går ut fra et sted på omkretsveggen (18) som ligger diametralt overfor dreieanleggsarmen (13), og at det periferiske anslag (19) er anordnet ved/ eller nær overgangen mellom ventilrammens vegg (18)og førings-stangen (14), slik at med ventilskiven (15) i lukket stilling befinner en del av skiven seg mellom svingetappene (12) og anleggs armen (13) og stort sett i ventilrammens (11) plan, og en annen, stort sett diametralt motsatt del av ventilskiven ligger an mot anslaget (19).

2. Ventil ifølge krav 1,karakterisert ved at føringsstangen (18) først strekker seg på skrå innover og i opp-strømsretningen, deretter stort sett aksialt gjennom midten av ventilåpningen (17) i nedstrømsretningen, og at føringsstangens endeparti (25) strekker seg på skrå ut fra aksialpartiet (24) i nedstrømsretningen og i dreieanleggsarmens (13) aksialplan.

3. Ventil ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at dreieanleggsarmen (13) på utløpssiden har en indre avfaset kant (23) for å lette svingebevegelsen av ventilskiven til åpen stilling med en skråflate som danner en vinkel på omtrent 70-75° med ventilrammens hovedplan og som sammen med tappene (12) på inn-løpssiden bestemmer den maksimale åpningsvinkel for ventilskiven (15) .

4. Ventil ifølge krav 2 eller 3,karakterisert ved at det parti av føringsstangen (14) som strekker seg aksialt gjennom ventilåpningen (17) har sirkelformet tverrsnitt som er større enn tverrsnittet av de øvrige partier av føringsstangen og med jevne overganger mellom partiene (24,25).

5. Ventil ifølge et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at anleggsarmen (13) på utløpssiden har stort sett ellipseformet tverrsnitt med hovedaksen beliggende i strøm-nings retningen .

6. Ventil ifølge krav 2-4, karakterisert ved at partiet av føringsstangen (14) mellom omkretsveggen (18) og aksialpartiet (24) har stort sett ellipseformet tverrsnitt med hovedaksen i strømningsretningen.