專利名稱：機械假體瓣膜及其構造和操作方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及植入人體的機械假體替代瓣膜的領域。本發(fā)明具體涉及代替天然心臟瓣膜的機械心臟瓣膜，該瓣膜包括基座部分，該基座部分可固定在病人心臟的組織上。該瓣膜包括限定了貫穿的血液通道的基座部分。該血液通道可由活動的瓣膜組件關閉，該瓣膜組件具有至少一對可在第一位置和第二位置之間移動的瓣膜葉片。在第一位置瓣膜葉片彼此配合并與基座部分配合而關閉血液通道。葉片可以轉到完全打開的位置，在此時，葉片轉動離開彼此的密封配合狀態(tài)，進入一個接近與通道軸向準直的位置，由此開啟，使血液流過。該葉片彼此相聯(lián)系，可屈服地將葉片偏移列位于第一和第二位置中間的局部打開的第三轉動位置。
有關技術明尼蘇達州St.Paul市的St.Jude Medical,Inc公司于1981年7月7日提出的美國專利No.4276658公開一種心臟瓣膜，大家稱作“St.Paul(圣保羅)瓣膜“。這種機械心臟瓣膜包括基座部分，該基座部分形成貫穿的血液通道并轉動地支承一對瓣膜葉片。該瓣膜葉彼此配合并與基座部分配合而可以密封地關閉血液通道。另外，葉片還可以響應動力血液流體的作用力轉到另一個讓血液沿一個方向流過血液通道的位置。該動力血液流體的作用力可使葉片在其打開和關閉位置之間轉動，以便由裝有瓣膜的病人心臟蠕動地泵送血液。
人們公認的圣保羅瓣膜的一個缺點是，葉片不像天然瓣膜那樣可以打開以迎接心臟的泵送沖程。即，天然瓣膜可以響應瓣膜兩側的血液流體壓力的平衡而稍為打開一些。這種天然瓣膜在平衡壓力下先行打開可以更好地和更完全地充滿心室。缺乏這種先行的壓力平衡打開的圣保羅瓣膜相當地減小了心臟的泵送效率。
圣保羅瓣膜的另一個公認缺點是，葉片不能關始關閉以迎接心臟泵送沖程的結束。結果，可能發(fā)生血液的回流，以便開始關閉和完全關閉瓣膜。因為在發(fā)生這種回流時瓣膜葉片是完全打開的，所以葉片會從完全打開的位置砰的一下關上。因此這種葉片在從其打開位置運動到其關閉位置，使彼此間以及與底座部件進行密封配合時，造成彼此間以及與底座部件的有力沖擊。這種在閥門關閉時的沖擊的結果是極大地加快了不希望有的瓣膜磨損速度并造成不需要有的沖擊噪聲。一般說來可以在病人體外聽到這種不希望有的沖擊噪聲，聽起來像咯噠聲。盡管有些病人感覺到這種咯噠噪聲，并聽著舒適，這表示新的假體心臟瓣膜工作得很好，但其它病人以及病人身邊的一些人聽到這種操作咯噠聲時則感到不舒適并容易分散注意力。
應當注意到，圣保羅型的常規(guī)機械心臟瓣膜已顯示出其瓣膜葉片彼此間有不對稱的和/或不同步的運動。即，常規(guī)機械心臟瓣膜的瓣膜葉片總是不能彼此對稱地轉動或彼此同步地轉動。而且，這種非對稱或非同步運動增加了尾隨一個瓣膜葉片的關閉沖擊。
對于解決圣保羅型瓣膜的這些磨損、噪聲和缺乏先行的打開的一種辦法已由Alain Carpentier在其1986年8月12日提出的美國專利No.4605408中提出。按照’408專利的說明，或者用一個在葉片靠近其閥座時起作用的葉簧裝置或者用一對彼此排斥的磁體偏壓機械心臟瓣膜的葉片，使其向打開位置移動。每對磁體中的一個磁體被說明裝在葉片上，而每對中的另一磁體則裝在靠近閥座的基座部件上。使磁體取向為彼此相斥。結果，可以推動瓣膜葉片離開其閥座。當葉片接近其閥座時，這種作用的偏壓力形一種關閉緩沖，同時也推動葉片離開其閥壓，提供瓣膜的先行打開。
不幸的是，’408專利決不可能在安全和有效的機械心臟瓣膜中實施。因為彈簧的可能斷裂以及破裂的彈簧變成一種在循環(huán)系動中運動的外體，所以具有葉簧的實施例到現在沒有被采納。使用由葉片和基座部件支承相對磁體的實施例也沒有在商業(yè)上實施，因為這種設計存在各種各樣問題。一個問題是，用于將磁體配置在葉片邊緣部上的可用的物理空間(磁體必須配置在此邊緣部分上以便對著基座部上的磁體)太受限制而不能裝入實際尺寸的磁體。另一個問題是必須將磁體定位在接觸應力大的區(qū)域，這加速了瓣膜結構的疲勞問題。
Philippe Peerrier等于1992年6月23日提出的美國專利No.5123918中提供了另一個解決常規(guī)機械假體心臟瓣膜缺陷的推薦方法。按照’918專利的說明，三葉片假體心臟瓣膜包括裝在葉片角落中的相互吸引的磁體。這種葉片的彼此吸引與葉片的先行打開相反，因為磁鐵彼此吸引，傾向于將磁體鎖在關閉位置。在瓣膜的打開位置，葉片的磁體面對著裝在瓣膜基座部分的對直位置上的同極性磁體。因此這些磁體將相互排斥，將葉片推向關閉位置。換言之，瓣膜葉片將受到徑向向內的推動，使其離開基座部分，提供葉片的先行關閉。
然而’918專利的這種先行的關閉僅僅是由于從瓣膜的完全打開位置向關閉位置施加偏壓。由于瓣膜葉片彼此的磁性吸引，該瓣膜還被磁場推向其關閉位置。在這種設計中，似乎沒有出現任何偏壓力，將瓣膜葉片從其關閉位置推向一個位于關閉和完全打開位置之間的動態(tài)穩(wěn)定的局部打開的位置。
在歐洲專利局公報No.0023797A1中已知又一種機械假體心臟瓣膜。該公報被認為公開一種機械假體心臟瓣膜，在該瓣膜中，當葉片在其打開和關閉位置之間運動時該瓣膜葉片可以同時進行轉動和平動。不能認為這種瓣膜提供了瓣膜葉片的先行打開或先行關閉。似乎沒有任何彈性偏壓力將瓣膜葉片轉向特定的瓣膜位置。
鑒于以上說明，很需要提供一種機械的心臟瓣膜，這種瓣膜可以避免常規(guī)工藝的一個或多個缺陷。
特別是需要提供一種機械心臟瓣膜，這種瓣膜在葉片相互接觸和與瓣膜的基座部件接觸時可以緩沖葉片的關閉運動。
如果瓣膜具有先行的壓力平衡的打開功能和一個為了使瓣膜葉片同步操作的偏壓力則可以實現這種機械心臟瓣膜的另一需要特征。
如在關閉瓣膜時的緩沖作用可以有效地減小瓣膜的操作噪聲則可以實現這種機械心臟瓣膜的再一特征。
附加的要求的特征是使葉片彈性地推向先行的關閉位置，使得葉片不會因為回流作用從其完全打開的位置砰的一聲被關閉。
另外，這種假體心臟瓣膜的需要的特征是可以向瓣膜施加偏壓力，使其既可以從其關閉位置又可以從其完全打開的位置移向一個中間的局部打開的和動態(tài)穩(wěn)定的位置。此特征既提供了瓣膜的先行打開又提供先行關閉。
另一個需要的特征是假體心臟瓣膜具有這種葉片，即這種葉片可以在其打開和關閉位置之間進行對稱的或至少是同步的轉動。
發(fā)明概要由于以上所述，本發(fā)明的目的是克服常規(guī)技術的一個或多個缺陷。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可以緩沖葉片關閉運動的機械心臟瓣膜。
本發(fā)明的再一目的是提供一種心臟機械瓣膜，該瓣膜具有先行的壓力平衡打開功能和達到同步操作的偏壓力。
本發(fā)明的又一目的是提供一種在瓣膜關閉時的緩沖作用，該緩沖作用可以有效地減小瓣膜的操作噪聲和磨損。
另外，本發(fā)明的目的是提供一種機械心臟瓣膜，在這種瓣膜中葉片可屈服地從完全打開的位置偏置向一個局部打開的位置，使得葉片的超過該局部打開位置的打開位置便受到流過瓣膜的血液速度的控制。
因此本發(fā)明提供一種植入人體的機械假體瓣膜，該瓣膜包括限定了血流通道的基座部分；一對瓣膜葉片，該葉片可轉動地配置在血流通道中，并響應血液流體壓力而可以在第一位置和第二完全打開的轉動位置之間轉動，該葉片在第一位置彼此間并與基座部分形成封閉配合，從而阻止血液流過通道，在第二位置使血液流過通道；一種機構，用于從第一位置又從第二位置向一個位于第一和第二轉動位置中間的第三轉動位置可屈服地偏置上述一對瓣膜葉片。
按照另一方面，本發(fā)明提供一種制造機械假體心臟瓣膜的方法，該方法包括如下步驟提供限定了血流通道的基座部分；提供一對響應流體壓力的瓣膜葉片；將一對瓣膜葉片配置在血流通道中，并使一對葉片響應血液流體壓力而在第一位置和完全打開的第二位置之間轉動，在第一位置該葉片相互配合并與基座部分密封地配合而阻止血液流過通道，在第二位置，葉片打開，讓血液流過通道；可屈服地偏置一對瓣膜葉片到位于第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三位置。
本發(fā)明的另一方面提供一種操作與心臟相結合的機械假體瓣膜的方法，該心臟在泵送沖程期間提供脈動的血流，該瓣膜包括限定了血液通道的基座部分；一對響應流體壓力的瓣膜葉片，該葉片可轉動地配置在血流通道中，并響應血液流體壓力而在第一位置和完全打開的第二位置之間轉動，在第一位置中，一對瓣膜葉片相互密封地配合并與基座部分密封地配合，以阻止血液流過通道，而在第二轉動位置，該對瓣膜葉片轉動離開彼此間以及與基座的密封配合，從而使血液流過通道；該方法包括以下步驟可屈服地偏置一對瓣膜葉片到一個位于第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置；應用該可屈服的偏置使得在泵送沖程基本結束時形成從第二位置向第三位置的該對瓣膜葉片的先行關閉。
本發(fā)明的又一方面提供一種機械假體心臟瓣膜，包括限定血流通道的環(huán)形基座部分；一對由磁性材料構成的塊；至少一對瓣膜葉片，該葉片可轉動地配置在血流通道中，并且可以分別響應血液流體壓力而在第一轉動位置和第二轉動位置之間繞相應的樞軸線轉動，在第一位置，該對葉片相互地以及與基座部分密封地配合，以阻止血液在第一方向流動，而在第二位置，瓣膜葉片分開，使血液沿相反的第二方向流過，該對瓣膜葉片中的每個葉片攜帶一對磁性塊中的相應一個，一對磁性塊中的至少一個其磁極配置成形成一種磁力線，該磁力線以互相吸引的方式連接一對磁性塊，該對磁性塊中的各個磁性塊與攜帶各個磁性塊的瓣膜葉片的相應樞軸線隔開，以便在瓣膜葉片轉動時可以沿相應的弧擺動，該相應的弧是并置的，因而一對中的各個瓣膜葉片可以在磁性上影響和施加一個力矩在另一個葉片上，從而協(xié)同地使該對瓣膜葉片偏移到位于第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置。
下面結合本文所附的附圖，閱讀本發(fā)明兩個例示性實施例的詳細說明便可以明顯看出本發(fā)明的附加目的和優(yōu)點，在附圖中，整個采用相同的編號來表示相同的部件或在結構和功能上相似的部件。
附圖的簡要說明

圖1是體現本發(fā)明的機械心臟瓣膜的平面圖，是從瓣膜下游側看去的平面圖，該瓣膜的關閉瓣膜組件位于關閉位置；圖2是類似于圖1的平面圖，但瓣膜的關閉瓣膜組件位于完全打開的位置；圖3是沿圖1的3-3線截取的模截面圖，示出的瓣膜組件位于局部打開的(也是局部關閉的)中間位置，以及位于用虛線示的如圖2所示的瓣膜的完全打開的位置；圖3a是局部放大的有些示意性的橫截面圖，示出圖3的一部分和瓣膜的瓣膜葉片位于其中間位置；圖4是用在圖1-3所示瓣膜中的單個瓣膜葉片的透視圖；圖5是類似于圖3a的放大的有些示意性的橫截面圖，示出本發(fā)明的第二替代實施例；圖6是用在圖5所示瓣膜中的單個瓣膜葉片的透視圖；圖7是力的矢量圖，示出圖5和6所示的本發(fā)明替代實施例的操作情況；圖8是體現本發(fā)明的第三替代實施例的機械心臟瓣膜的平面圖，是從瓣膜的上游側看去的平面圖，圖中瓣膜的關閉瓣膜組件位于關閉位置；圖9是類似圖8的平面圖，但瓣膜的關閉瓣膜組件位于完全打開的位置；圖10是沿圖8的10-10線截取的橫截面圖，瓣膜的如圖9所示的打開位置用虛線示出；圖10a是類似于圖10的局部橫截面圖，但示出瓣膜的處于非同步運動的瓣膜葉片；圖11是用在圖8-10a所示瓣膜中的單個瓣膜葉片的透視圖；圖12-14是圖8-11所示實施例的類似的放大示意橫截面圖，示出在不同操作位置的瓣膜葉片；圖15是放大的局部橫截面圖，示出機械假體瓣膜的第四替代實施例；圖16是用在圖15所示實施例上的單個瓣膜葉片的透視圖；圖17是局部橫截面圖，示出體現本發(fā)明的機械假體瓣膜的第五替代實施例，圖中，關閉瓣膜組件位于關閉位置；圖18是圖17所示機械假體瓣膜第五替代實施例的局部橫截面圖，圖中，關閉瓣膜組件位于中間位置；圖19是圖17和18所示機械假體瓣膜的第五替代實施例的局部橫截面圖，圖中，關閉瓣膜組件位于完全打開的位置；
圖20是用在圖17-19所示實施例中的單個瓣膜葉片的透視圖；圖21是類似于圖1的平面圖，示出實施本發(fā)明的機械假體瓣膜的第六替代實施例；圖22是類似于圖3的截面圖，示出圖21的實施例，是沿圖3的箭頭22-22所示的截線截取的截面圖；圖23是用在圖21和22所示實施例中的單個瓣膜葉片的透視圖。
發(fā)明的若干例示性優(yōu)選實施例的詳細說明同時參考圖1-4，首先參考圖1，圖中示出實施本發(fā)明的機械心臟瓣膜10。例示性心臟瓣膜10包括管狀的基座部分12，該基座部分12形成貫穿的血流通道14，使血液沿圖3的箭頭16所示的單一方向流過該通道。血流通道14在平面圖上一般是圓筒形的，如圖1和2所示。該圓筒形的血流通道14包括圓形部分14’和一對相對的沿軸向延伸的表面14”。
為了在外部提供一種方法使得外科醫(yī)生可以將瓣膜10固定在心臟組織上，基座部分在一對間隔開的向外伸出的突出部件20和20’之間形成環(huán)形凹槽18，纖維縫合環(huán)(未示出)可以固定在該環(huán)形凹槽內。如相關技術的技術人員知道的，醫(yī)生可以用這種縫合環(huán)將瓣膜縫合在心臟上或病人的其它組織上。技術人員可以理解，本發(fā)明的瓣膜同樣適用于機械心臟和心臟輔助裝置，在這種情況下，基痤部分12不能直接固定在心臟組織上。因此，基座部分12的外部結構只是例示性的，不能認為是對本發(fā)明的限制。
在基座部分12的各個表面14”上限定了一對間隔開的蝴蝶形的凹槽22和24。凹槽22和24的橫截面是半圓形的?？赊D動地裝在這一對凹槽中的是一對相應的瓣膜葉片26和28，每個葉片大體為D形。在各個瓣膜葉片26和28的相對端部上形成一對相對的半圓形突出部30和32中的相應一個突出部。為轉動地安裝和保持該一對瓣膜葉片26和28，將各個葉片26和28的相對凸出部30、32中的一個凸出部可轉動地裝在凹槽22、24中的一個凹槽內。在凹槽22、24中可轉動安裝的凸出部30和32上形成瓣膜葉片中各個個別葉片的相應樞軸34?；糠?2和瓣膜葉片26、28一般用非磁性材料制作。例如，基座部分12可以用熱解碳制作。瓣膜葉片26和28可以用鈦制作。不管是基座部分12還是瓣膜葉片26、28均可以用其它材料制作。然而在各種情下，用于制作瓣膜10的基座部分和瓣膜葉片的材料是非磁性材料。
如圖1所示以及如有關技術的技術人員了解的，當葉片26、28的相應直線邊緣36彼此相向地轉動到第一位置時，該邊緣36彼此密封地配合。另外，各個葉片26、28的對著邊緣36的相應弧形邊緣38在其第一位置時密封地配合內圓筒表面部分14’，該表面部分由基座部分12形成，是血流通道的一部分。葉片26和28的沿平表面部分14”的部分分別形成相應的平的側邊緣部分40，此邊緣部分可與平表面14形成密封的緊配合，并且突出部30、32從此邊緣部分伸出。在瓣膜葉片26、28的第一位置，可以關閉或基本上堵住血液在相反于箭頭16所示方向的方向的流動。
然而，如圖2直接示出的以及如圖3的虛線示出的，瓣膜葉片26、28分別移動到大體與血流通道14的軸線準直的(即與箭頭16平行的)第二位置?？梢岳斫猓~片26和28可響應血液流體的動態(tài)壓力在第一位置(關閉)和第二位置(完全打開)之間移動。應當注意到，在此實施中的葉片26、28如下面將說明的不能彼此獨立地轉動。即，為了同步和對稱地轉動，葉片26、28是相互嚙合的。
另外，彼此結合參考圖3、3a和4可以看到，各個瓣膜葉片的下側(即對著觀看人的下游側)包括一對間隔開的半圓形導向部分42。可以看到，這些導向部分42凸出于各個瓣膜葉片，對著相鄰的葉片，形成一個可以在瓣膜葉片之間施加力矩的杠桿臂。這些導向部分分別包括相應的導向邊緣表面44，這些表面面對著另一瓣膜葉片的類似導向邊緣部分42和表面44。在各個導向邊緣表面環(huán)形面的至少部分環(huán)形面上該表面44被形成為齒輪齒扇形部分46。在各個導向部分42上的兩個瓣膜葉片26、28的齒輪齒扇形部分46可傳動地相互嚙合。結果，葉片26、28由導向部分42和齒輪齒扇形部分46同時傳動，從而可在其第一和第二位置之間對稱地和同步地轉動，如圖2和3(虛線)所示。
參看圖3a可以看到，為提供將偏壓彈性元件連接于瓣膜葉片的構件，各個導向部分42還包括銷部件48，該部件48向另一個相對的導向部分42凸出并大體平行于瓣膜葉片26、28的相應樞軸線34。銷釘48與葉片的樞軸線34隔開一段距離，并相對于葉片的平面傾斜配置，傾斜角在圖3a上用標有箭頭的字母a表示。如圖3和3a所示，連接于葉片的偏壓彈性元件為張力盤簧50，該盤簧在相對銷釘48末端之間延伸。該銷釘的端部可以帶一個頭(如圖所示)或一個鉤或其它結構，以便可以固定嚙合彈簧50。按另一種方式，彈簧50的各個端部可以形成一個彎頭和有鉤的端部分，直接與導向部分嚙合，例如插入到并保持在穿過導向部分的相應孔中。有關技術的普通技術人員本身可以提出許多將彈簧或其它彈性部件連接到葉片的可行的其它方法。
應當想著，葉片26、28在基座部分內繞樞軸轉動。因而，因為銷釘48相對于瓣膜葉片26、28(記住上述角度α)的第一位置(關閉)和第二位置(完全打開)是傾斜配置的，所以彈簧50的張力(圖3a上用箭頭50’表示)將偏壓葉片，使其向第一和第二位置中間的第三位置移動，如圖3a所示。該第三轉動位置是瓣膜葉片26、28的動態(tài)穩(wěn)定的或“不受作用的”位置。換言之，在此中間位置，銷釘48大體位于樞軸線34之間延伸的直線上。瓣膜葉片26、28被可屈服地偏置向其動態(tài)穩(wěn)定的中間位置，如圖3a用通過這些點的虛線表示的位置。重要的還要注意到，各個葉片的銷釘和導向部分形成一個有效的杠桿臂，彈簧50的彈簧力通過該臂可將一個力矩作用在各個葉片上，從而使它們轉向此不受作用的位置。“動態(tài)穩(wěn)定”既意味著利用有作用的彈性偏壓力可以阻擋瓣膜葉片轉離此位置的擾動(即偏壓機構可以屈服，允許用充分大的力使瓣膜關閉和完全打開)，又意味著該偏壓力在擾動之后可使瓣膜葉片回到此不受作用的位置。
容易理解，當瓣膜葉片26、28位于其完全關閉位置時，彈簧50的力趨向于打開葉片，使其移向示出的第三位置(即不受作用的位置)。因而可以提供葉片先行的壓力平衡的先行打開，這樣便可以改進心臟的泵送效率。即，關閉瓣膜葉片兩側的血壓變化到基本上相等時，葉片將從其關閉位置轉向第三位置。實際上，有關技術的普通技術人員將會認識到，在葉片兩側的壓差在實際上達到零之前，關閉的瓣膜葉片將開始這種先行的打開。這是因為當關閉葉片兩側的壓差減小和接近零時就存在一個時刻，在此時刻，由壓差引起的作用在葉片上的有效力矩正好由彈簧50引起的作用在葉片上的有效打開力距抵消。超過這個時刻，當葉片兩側的壓差進一步降低時，葉片將開始其先行的打開轉動運動。
另外，當葉片處于其完全打開位置時，彈簧50提供一個偏壓力，該偏壓力趨向于使葉片從這一完全打開的位置移向第三位置。因而在完全打開位置和第三位置之間的葉片的位置變成血流壓力(即血流速度)和作用在葉片上的彈簧偏壓力之間力平衡的函數。當血流速度因接近心臟收縮沖程的尾部而減慢時，葉片26、28便從完全打開的位置移向第三位置。隨后在血液開始回流時，葉片便靠近其關閉位置并較快地開關，這種關閉只轉過較小的角度并只需要較小的回流血液的能量。這樣，與常規(guī)瓣膜相比減少了在關閉時葉片所得的能量，同時也減少了瓣膜的磨損和噪聲。
因為葉片在其第三位置時比起停留在其完全打開位置時更靠近關閉位置，因面為完成瓣膜關閉所需要運動的距離較短，同時還減小血液回流。再則，當瓣膜葉片從其完全打開位置經第三位置移向關閉位置時，彈簧偏壓力變成趨向于使葉片打開的力。血液回流壓力保證了葉片26、28確實關閉。但是相反的彈簧偏壓力使正關閉的葉片失去能量，因而可以緩沖這種關閉，進一步使瓣膜10變得安靜。
圖5和6示出本發(fā)明瓣膜的可替代實施例，在此實施例中可以確保瓣膜的同時運動，但不一定對稱運動。在說明此替代實施例時，為得到所用的編號，在圖5和6中，與圖1～4所示部件相同的或在結構和功能上相似的部件采用上述相同的編號表示，但增加數字100。
彼此相結合地參考圖5和6，可以看到，各個瓣膜葉片的下側也包括一對間隔開的半圓形導向部分142。這些導向部分142分別凸出于葉片，對著相鄰的葉片，并分別包括相應的導向邊緣表面144，該表面面向相鄰瓣膜葉片的類似導向邊緣表面。然而，各個導向邊緣表面144是光滑的半圓形，面對著但不接觸相對的導向邊緣表面144。換言之，一個瓣膜葉片與另一個葉片在強制傳動意義上完全不存在傳動嚙合，與上述和示出的第一實施例完全不一樣。
但應注意到，各導向部分142包括一銷釘148，該銷釘向另一相對的導向部分142凸出并大致平行于瓣膜葉片26、28的相應樞軸線134，恰與第一實施例類似。也類似于第一實施例，張力盤簧150在相對的銷釘148之間延伸。該銷釘148相對于瓣膜葉片126、128的第一位置(關閉位置)和第二位置(完全打開位置)是傾斜配置的，使得彈簧150的張力可以將葉片偏壓到位于第一和第二位置中間的中性第三位置。
因此，葉片126、128受到彈性偏壓而可以在其第一和第二位置之間進行同步運動，但不能被強制驅動，進行對稱的轉動，和第一實施的葉片不同。參考圖7，該圖示出彈簧力的分析圖，該圖有助于解釋這種彈性偏壓力可用于使葉片126和128進行同步轉動。在示出的葉片位置，假定不平衡的血液流體壓力(用箭頭16表示，該箭頭的不同長度表示不同的流動速度)正使得右手葉片比左手葉片打開得稍大些。
結果，銷釘148將占據圖示的位置，并且彈簧力(用箭頭150’表示)在銷釘148之間延伸。容易看出，彈簧力趨向于使左手葉片轉動，使得彈簧力與銷釘148和左手葉片126的樞軸線134之間的直線148’準直。換言之，彈簧力150’趨向于使兩個銷釘148盡可能靠近，這導致銷釘148和樞軸線134中的一個樞軸趨向于對準一條直線。容易理解，在葉片上不存在不平衡的力矩時，兩個銷釘148將沿一條平行于樞軸34連線的直線準直。
因此容易看出，當瓣膜葉片26、28處于其完全打開位置時，彈簧50的力趨向于打開葉片，使其移向示出的第三位置。因此形成葉片的預先打開，改進了心臟的泵送效率。另外，當葉片處于其打開位置時，彈簧150提供一個傾向于使葉片從其完全打開位置移向第三位置的偏壓力。因此在此第二實施例中，葉片在完全打開位置和第三位置之間的位置也變成血流壓力(血流速度)和作用在葉片上的彈簧偏壓力之間力平衡的函數。因此在接近心臟收縮沖程的末端時血流速度變慢，因而葉片126、128便從完全打開位置移向第三位置；圖8、9、10、10a和11例示了本發(fā)明瓣膜的第三實施例，在此實施例中瓣膜葉片形成同步運動但不一定形成對稱運動。為得到說明本發(fā)明此替代實施例中所用的參考編號，在圖8～11中，與圖1～7所示部件相同的或在結構和功能上與其相似的部件用上述相同的編號表示但增加數字200。
彼此相結合地參考圖8～11，可以看到，各個瓣膜葉片226、228的下側包括一對間隔開的半圓形導向部分242。這些導向部分別包括各自的導向邊緣部分表面244，這些表面面對著另一個瓣膜葉片的類似的導向邊緣部分表面。然而，各個導向邊緣表面244是平滑的并為半圓形，面向著相對的導向邊緣表面244，但不與其接觸。另外，一個瓣膜葉片與另一個瓣膜葉片在強制傳動意義上沒有傳動嚙合，不像上述示出和說明的第一實施例。此實施例甚至不包括銷釘148和彈簧150，與上述第二實施例不同。代之以用彈性偏壓力使葉片轉到瓣膜葉片226、228的中性位置，方法是將一對永久磁性52、54嵌入到導向部分242的表面244中。永久磁體52、54最好用釤鈷磁性材料制作，并用葉片226、228的復蓋部分(未示出)蓋在上面，以防止病人血液與磁性材料接觸。
永久磁體52和54被配置成使相反磁極相對并互相吸引(如圖12～14中的字母“N”和“S”所示，N和S分別表示永久磁體52和54的北、南極)。參考圖12～14可以看到，在如圖12的瓣膜的完全打開位置(即第二位置)，磁體52和54提供一個向中性位置(即圖13所示位置)轉動的偏壓力矩(用箭頭56表示)。另外，如果14所示，當瓣膜葉片處于完全關閉的位置時，偏壓力矩56還是向著中性位置。在圖13所示的瓣膜葉片的中性位置，磁體52、54的磁極沿樞軸線234的連線排列。在這種情況下，磁體52、54的磁極與相應瓣膜葉片的樞軸線234徑向地準直，并且磁體互相吸引的相反磁極(即靠近表面244的磁極)的徑向間距形成需要的杠桿臂，使得磁吸引力可以對葉片施加一個力矩。
除此以外還可看到，在磁體52、54之間的磁性吸引力其作用正像上述第二實施例的彈簧150的彈力的作用一樣。而且，圖10a是類似于圖7的示意圖，示出磁力如何推動葉片進行同步轉動。即，如圖10a所示，如果葉片進行非同步轉動，則葉片之間偏壓磁吸引力將趨向于使“前面”的葉片變慢，使“滯后”的葉片加速。參考圖10a，如果右手葉片是前面的葉片，而左手葉片處于向第一位置轉動(即更靠近關閉位置)，則磁體52、54彼此不沿通過葉片樞軸中心234的線或與該線平行的線準直(即葉片沒有如圖10和12～14所示的轉動對稱關系)。
磁體52和54的面對的和吸引的磁極沿一條傾斜作用線58準直，而不對稱和沿樞軸234的連接線排列。作用線58從右手葉片228的下面穿過(表示在此葉片上作用順時針力矩)。實際上，施加的磁力矩減慢了前面葉片的轉動，加速了滯后葉片的轉動，因而使得葉片受到磁性偏壓而有助于同步轉動(不一定對稱轉動，因為葉片在不同部分轉動時可以具有不同的角速度)。當葉片從其關閉位置轉向其打開位置時，這種分析同樣適用。
再則，很明顯的是，不一定在磁體52和54的如上所述的兩個位置應用磁體。所需要的只是一個是磁體，而另一個為磁性的。永久磁體仍然可以吸引另一部件(即52或54)的磁性材料，瓣膜仍可以如上所述地操作。下面，用編號52表示永磁體，而用54表示磁性材料，該磁性材料或者是永久磁體，或者純粹是磁性材料。本發(fā)明的這一方面對于用兩種相互吸引的永久磁體制作的實施例提供了很大的安全性。萬一磁體52或54中的一個磁體部分地或完全地失去作為一個磁體的磁性，則它仍然是一塊磁性材料，可以吸引一對磁體中的另一個永久磁體。因而瓣膜將繼續(xù)正常操作并提供本發(fā)明的優(yōu)點。
另外，圖15和16示出本發(fā)明的第四替代實施例，在該實施例中，用上述同樣的編號但增加300的數字表示相同的部件或結構和功能上相似的部件。從圖15和16可以看出，在此實施例中瓣膜葉片326和328分別包括一對間隔開的細長突出部60，該突出部60大體平行于葉片的樞軸線334延伸。而且，這些凸出部可以看作是從一個瓣膜葉片向另一個瓣膜葉片凸出，并可以看作為形成一個杠桿臂，使得可以將力矩施加在相應的葉片上。各個突出部60上裝有棒狀的永久磁體152、154(或一個磁體52，而另一個裝有一塊磁性材料，如上面說明的)。在這種情況下，磁性材料152、154一般與樞軸線334準直并與其隔開一定距離，而不是如上述實施的情況，彼此相對。換言之，一般使磁體的磁極(在圖15和16中用字母“N”和“S”表示)大體位于與樞軸334平行的直線上。如明顯看到的，如果兩個基本上相同的其磁極取向如圖所示的瓣膜葉片配置在如圖15所示的相互配合位置上，則永久磁體152、154的磁性相反的極在磁力線上相互連接。在154用磁性體(即不是磁體)的情況下，則其作為棒形件的位置是重要的(而不是其磁極的取向)，這對有關技術的技術人員是顯而易見的。
此外，如圖15所示，磁性材料152、154與樞軸線334的間距形成杠桿臂，這些杠桿臂相對于瓣膜葉片326、328傾斜配置。因此磁性體152、154中的至少一個磁性體的磁力線在兩個葉片之間將連接在一起(在圖15上用虛線60’表示)。在葉片的不受作用的位置，該連接的磁力線將沿樞軸線334之間的連接線延伸。如前所述，在葉片326和328的第一和第二位置，葉片的磁力線連接可以有效地向葉片施加偏壓，使其轉向不受作用的位置，如圖15所示。
圖17～20示出本發(fā)明的第五替代實施例，在該實施例中，瓣膜的結構類似于上述的EP’797公告的結構，可使葉片在其關閉位置和完全打開位置之間進行轉動和平動。另外，為得到說明本發(fā)明此實施例所用的參考編號，采用上述相同的編號但增大400的數字表示與上述示出的部件相同的部件或在結構和功能上與其類似的部件。
同時參考17～20，從圖中可以看到，瓣膜410包括基座環(huán)部分412，在此例中的該部分412形成凹槽422和424，該凹槽為橢圓形的，并向血液流過瓣膜的下游方向散開。另外，在此例中，在瓣膜葉片426、428上的凸出部430、432為半球形，可以滑動和轉動地裝在凹槽422和424中。各個葉片426和428構成一對間隔開的部分為半圓形的導向部分442。各個導向部分442內裝有一對相吸引的永久磁體452、454(或一個永久磁體452和一塊與永久磁體對置配合的磁性材料，該材料塊以后仍用編號454表示)中的一個磁體。
在此例中，在一對葉片之間的磁性連接使得一個葉片可以向另一葉片施加一個力矩，并可屈服地使葉片偏向在瓣膜葉片關閉位置和完全打開位置中間的中性位置，如圖18所示。有關技術的普通技術人員將會看到，葉片426、428可以在其關閉位置和完全打開位置之間同時平動和轉動，如圖17和19所示。因為在本發(fā)明的葉片之間形成磁體偏壓連接，所以葉片趨向于不僅可以同步轉動，而且還可以同步平動。根據上面的說明，對于有關技術的普通技術員沒有必要進一步說明和解釋圖17～20所示實施例。
可以明顯地看出，假體心臟瓣膜設計可以具有反向的鉸接部件(即在瓣膜葉片上具有凹槽，而在基座部分上具有可裝在該葉片凹槽內的凸出部)，這種鉸接設計實際上不影響本發(fā)明部件的功能。
參照圖21～23，圖中示出實施本發(fā)明的機械心臟瓣膜510的第六替代實施例。按照上述慣例，對此實施例的編號增加500。瓣膜510包括具有管狀的基座部分512，該基座部分512具有圓筒形的貫穿的血流通道514?；糠?12還形成三個凸出部514’，各個凸出部514’其平面圖大體為三角形，并形成一對傾斜的沿軸向延伸的平面的側表面514”。該表面514”在其平面圖上彼此在角度上間隔開約120°的角度，并平行，形成對置的對。面對的表面部分514”的間隔開的表面上分別以面對的關系形成一對間隔開的翼形凹槽522和524。
然而在本發(fā)明的這一實施例中，凸槽524和522位于相應耳部分514的相對傾斜配置的表面上。凹槽522和524可轉動地裝入和保持一對相對半圓形凸出部530和532中的一個凸出部，該凸出部配置在三個大體箭頭形的瓣膜葉片526、527和528中的各個葉片的端部上。在此三葉片實施例中，葉片彼此密封配合的密封表面536是V形的，而不是直的，像雙葉片設計中那樣。
三個瓣膜葉片526、527和528可轉動地裝在血流通道514內，以便可以響應與心跳有關的血液流體動態(tài)壓力進行打開和關閉。當葉片526、527和528的傾斜配置側邊緣536相向轉動，轉向第一位置時，這些邊緣536彼此密封地配合。和二葉片類似，在與點537(該點為V形邊緣536的交點)相對的弧形邊緣538上，各個葉片526、527和528密封地配合相應部分的大體圓形的(在平面圖上看)圓筒內表面514”’，該表面由基座部分512’形成，是血流通道14的一部分。瓣膜葉片526、527和528可分別移動到一般與血流通道中血液準直的準直的第二位置，根據先前說明的雙葉片設計，容易理解這一點。
瓣膜葉片526、527和528分別包括一對間隔的面對的半圓形導向部分542。如圖22所示，導向部分542的傾斜配置的導向邊緣表面544彼此相向和靠得很近，但彼此不接觸。一對磁體552和554嵌入到在表面544上的各個面對的一對導向部分542上。這些成對的磁體可屈服地偏壓葉片526、527，使其移到位于打開位置和關閉位置中間的中性位置。
因此，圖21～23所示的所示的本發(fā)明的三葉片例示性實施例與圖1～20所示的兩葉片實施例具有同樣的優(yōu)點。然而這種瓣膜設計比兩葉片設計更需要葉片在其打開位置和其關閉位置之間進行同步轉動。這是因為三葉片具有較長葉片彼此密封配合的葉片間密封長度，所有三個葉片必須配合形成這種密封長度，以便控制通過密封瓣膜的滲漏。當葉片移到其關閉位置而一個葉片滯后于其它葉片時，靠近第一位置的兩個葉片實際上可阻凝第三葉片正確地封閉。因此在發(fā)生很不同步的葉片運動時，這種設計的滲漏便成為嚴重的問題。
另外，本發(fā)明瓣膜的這種三葉片實施例具有三個相對較小的葉片，該葉片的質量分別比兩葉片設計的葉片小。結果，葉片更容易響應血液流體的動力。而且這種三葉片實施例的較小質量的葉片在關閉時獲得較小的能量，并且以較低的能量和較小的噪聲彼此碰撞和碰撞基座部分512。而且三葉片實施例更像通常的三尖心臟瓣膜可以集中血液流體流過處于其打開位置的瓣膜。
在上面例示和說明的各個替代實施例中，瓣膜的不受作用位置的最好角度位置是在瓣膜打開和關閉位置的中間。瓣膜的中性位置的這種中間定位對于葉片響應彈性偏壓而在完全打開位置和關閉位置之間進行同步運動(見圖7示意圖)提供了最好的對稱性。然而應當明白，瓣膜葉片的中性位置可以按需要選擇，以影響瓣膜的操作。
研究實施本發(fā)明瓣膜的操作已經證明，由于瓣膜從其完全打開位置到其中性位置的先行關閉而形成的關閉能量和碰撞(因而瓣膜噪聲)的減小是本發(fā)明的顯著特征。這些特征使瓣膜的操作很安靜，減少了磨損、減少了血液回流，并改進了病人心臟的泵送效率。本發(fā)明提供了這些優(yōu)點而不使用某些權宜之計，簡單地向瓣膜葉片施向偏壓，使其離開瓣膜的基座部分或恒定地使其彼此相對(這傾向于將瓣膜鎖在關閉位置)。本發(fā)明代之以可屈服地使瓣膜葉片偏置向位于瓣膜關閉位置和完全打開位置之間的動態(tài)穩(wěn)定的中間的(即不受作用的)位置。這形成瓣膜的先行的打開，改進了泵送效率，并在葉片反抗偏壓沿關閉方向移動時緩沖葉片的關閉作用，進一步減小了噪聲和磨損。瓣膜葉片的相互連接改進了瓣膜的同步操作并改進了血液流動。
根據上述說明，可以看到，本發(fā)明提供了下面所有方面a)．彈性偏壓瓣膜葉片，使其可以在其打開位置和關閉位置之間進行同步轉動；b)．在葉片彼此接觸和接觸瓣膜基座部件時緩沖瓣膜葉片的關閉運動；c)．更安靜的瓣膜操作和減少磨損；d)．在葉片兩側達到流體平衡壓力條件之前，先行自動打開關閉的瓣膜；
e)．從其完全打開位置將瓣膜先行關閉到不受作用的位置，以助于較早地完全關閉瓣膜，并減小血液通過瓣膜的回流；f)．處于打開位置的瓣膜葉片位置(即從完全打開位置到第三位置)是血流速度沖力和作用在葉片上彈性偏壓力之間的力平衡的函數，因而當接近泵送沖程末端，血流速度減緩時，該瓣膜葉片靠近不受作用的位置，并且為完全關閉而運動的距離縮短。這種完全關閉運動由回流的血液驅動，但使葉片移過較小的距離，因而在進行這種關閉運動時獲得較小的能量；g)．在圖1～4的實施例中，傳動嚙合的瓣膜葉片可以在其完全打開的和關閉的位置之間進行真正的對稱轉動。
盡管已參照若干例示性實施例示出和說明本發(fā)明，但是這種參照并不意味著對本發(fā)明的限制，完全不能推論出這種限制。
有關技術的普通技術人員本身便可以提出實施本發(fā)明的各種變型和改變。例如可以明顯看出，在使用使瓣膜葉片可屈服地偏向第三位置(即不受作用位置)的磁性材料的實施例中，磁性材料塊不一定要裝在葉片導向部分的凸出部上。磁性材料塊只需要配置成使材料塊之間的磁力可以將一個力矩作用在瓣膜葉片上，使該葉片移向其第三位置。這種配置例如包括一個簡單的凸出部，該凸出部從各個葉片上彼此相向地凸出并使其關的磁體配置在此凸出部中。至少一個材料塊是永久磁體，以便形成磁力線。而另一個磁性材料塊可以只是一塊軟鐵或其它磁性材料。另一種可能的變型是用一對物理結構為棒狀的磁性體。至少一個磁性體是磁體，在其兩個相對端部上形成磁極。在各個葉片上簡單地鉆一個有棱角的孔，以便可以裝入一個棒狀塊，使得該磁性棒狀塊與另一葉片上的磁性塊形成面向地配置，由此也可以使磁性塊相配合。該孔只需簡單地定尺寸以便可以接收和固定棒形磁性塊。為此目的，只需使磁性材料的棒形塊壓配合或磨擦配合在相應的孔中便足夠了。在這種情況下，棒狀塊可以相向延伸但卻彼此碰不著，以使磁體的磁力線(或相反磁極之間的磁力線，如果磁性材料塊均是磁體的話)可以將磁性塊連接在一起。從葉片開始彼此相向延伸的棒狀磁性塊的長度構成必需的杠桿臂，使得棒狀塊的遠端之間的磁力線耦合可以向葉片提供一種類似上述的相互作用力矩。因此，本發(fā)明被認定為只受所附權利要求書的精神和范圍的限制，該權利要求書也構成本發(fā)明的定界。
權利要求
1．植入人體的假體機械瓣膜，上述瓣膜包括基座部分，限定了通過其中的血流通道；一對瓣膜葉片，可轉動地配置在上述血流通道內，可響應血液流體壓力而可以在第一位置和完全打開的第二轉動位置之間轉動，在第一位置該葉片既彼此間又與上述基座部分形成封閉配合，以制止血液流過上述通道，在第二位置讓血液流過上述通道；一種裝置，既從上述第一位置又從上述第二位置向位于上述第一位置和上述第二轉動位置中間的第三轉動位置可屈服地偏置上述一對瓣膜葉片。
2．如權利要求1所述的假體機械瓣膜，其特征在于，上述第三轉動位置是上述瓣膜葉片的動態(tài)穩(wěn)定位置。
3．如權利要求2所述的假體機械瓣膜，其特征在于，上述用于彈性偏壓上述一對瓣膜葉片的上述裝置響應血液流體流動沖力而屈服，以使上述一對瓣膜葉片轉到上述第一位置和上述第二位置中的各個位置。
4．如權利要求1所述的假體機械瓣膜，還包括用于傳動地相互連接上述一對葉片的裝置，以便在上述第一和上述第二位置之間以準確的轉動對稱的方式轉動。
5．如權利要求4所述的假體機械瓣膜，其特征在于，用于傳動連接上述一對葉片使其可以在上述第一和第二位置之間進行對稱轉動的上述裝置包括上述一對葉片中的各個葉片，該葉片包括半圓形的導向部分，該導向部分伸向上述一對葉片中的另一葉片，上述導向部分中的各個導向部分限定了具有齒輪齒扇形部分的邊緣表面，上述導向部分的上述齒輪齒扇形部分可傳動地相互嚙合，從而使上述一對葉片對稱地在上述第一和第二位置之間轉動。
6．如權利要求1所述的假體機械瓣膜，其特征在于，上述一對瓣膜葉片中的各個葉片包括第一邊緣表面和第二邊緣表面，在上述一對瓣膜葉片的上述第一位置上，上述第一邊緣表面彼此密封地配合，而上述第二邊緣表面與上述基座部分的內表面密封地配合，在上述一對瓣膜葉片的上述第二位置，上述第一邊緣表面彼此分開，而上述第二邊緣表面與上述基座部分的上述內表面分開。
7．如權利要求1所述的機械假體瓣膜，還包括上述一對瓣膜葉片中的各個葉片，各個葉片限定了與上述基座部分配合的相應的樞軸線，各個瓣膜葉片可在其第一和第二位置之間繞該樞軸線轉動，上述一對瓣膜葉片中的各個葉片還包括相應的連接部件，該連接部件與上述樞軸線間隔開，并相對于上述瓣膜葉片以選定角度傾斜地配置，并且，用于可屈服地偏壓上述一對瓣膜葉片到上述第一位置和上述第二轉動位置中間的第三轉動位置的上述裝置包括彈性部件，該彈性部件在上述一對瓣膜葉片的上述連接部件之間延伸，并相互連接該連接部件，從而可使葉片偏向上述第三位置。
8．如權利要求7所述機械假體瓣膜，其特征在于，上述彈性部件包括張力盤簧，該盤簧在上述連接部件處在上述一對瓣膜葉片之間延伸，并相互連接上述一對瓣膜葉片。
9．如權利要求7所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述連接部件包括帶有相應銷釘的上述一對瓣膜葉片中的各個葉片，該銷釘具有端部分，該端部分相對于各個上述葉片傾斜配置，并與各個上述葉片的上述樞軸線徑向間隔開，用于使上述一對葉片彈性偏向上述第三轉動位置的上述裝置與上述一對葉片上在上述銷釘中的相應一個銷釘的上述端部處相互連接。
10．如權利要求1所述的機械假體瓣膜，其特征在于，在上述第三位置的上述一對瓣膜葉片中的各個葉片傾斜配置，與上述第一位置和第二轉動位置中的一個位置分開相同的角度。
11．如權利要求1所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對瓣膜葉片的上述第三位置是在上述第一和第二轉動位置之間的角度上的中間位置。
12．如權利要求1所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對瓣膜葉片中的各個葉片限定了與上述基座部分配合的相應樞軸線，各個瓣膜葉片可以在其第一和第二位置之間繞上述樞軸線轉動，用于使上述一對瓣膜葉片可屈服地偏移到位于上述第一和第二轉動位置中間的第三轉動位置的上述裝置包括上述一對瓣膜葉片中的各個葉片，該葉片還包括一對相互吸引的磁性塊中的一個磁性塊，上述一對磁性塊相對于各個相應瓣膜葉片傾斜配置，使得磁性塊在上述瓣膜葉片位于上述第三位置時可以沿上述樞軸線之間的連線排列。
13．如權利要求12所述的機械假體瓣膜，其特征于，上述一對磁性塊中的各個磁性塊包括磁體。
14．如權利要求12所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對磁性塊中的一個磁性塊包括磁體，而其中另一磁性塊包括磁性材料。
15．如權利要求12所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對磁性塊中的一個磁性塊包括棒狀磁體，該磁體具有一對相反的磁極，上述一對相反的磁極沿一條徑向線排列，該徑向線從上述一對帶有上述棒狀磁體的瓣膜葉片中的一個葉片的上述樞軸線伸出，使得上述一對磁極中的一個磁極與上述樞軸線間隔開。
16．如權利要求12所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一個磁極其取向是從裝有上述永磁體的瓣膜葉片的上述樞軸線徑向向外。
17．如權利要求12所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對磁性塊中的各個磁性塊包括具有第一磁極和磁性相反的第二磁極的棒狀磁體，各個棒狀磁體裝在上述一對瓣膜葉片的相應一個葉片上，使得上述棒狀磁體的上述磁極沿從上述樞軸線出發(fā)的相應徑向線排列，在上述一對瓣膜葉片中的各個葉片上徑向向外地配置磁性相反的磁極，使得上述磁性相反的磁極與相應樞軸線間隔開，彼此面向和互相吸引，并且在上述瓣膜葉片的上述第三位置上沿上述樞軸線之間的延伸線排列。
18．如權利要求12所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對磁性塊中的一個磁性塊包括具有第一磁極和第二相反磁極的棒狀磁體，上述第一和第二磁極沿一條直線排列，該直線大體平行于上述一對瓣膜葉片中裝有上述棒狀磁體的一個葉片的上述樞軸線并與該樞軸線間隔開，在平行于樞軸線觀察時，上述棒狀磁體相對于上述一個瓣膜葉片傾斜配置，使得當上述一個瓣膜葉片位于上述第三轉動位置并在上述第一和第二轉動位置的中間時，棒狀磁體位于在上述樞軸線之間延伸的線上。
19．如權利要求18所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對磁性塊中的各個磁性塊包括棒狀的具有相應第一磁極和第二相反磁極的磁體，上述一對相反磁極中的各個磁極沿一條相應的線排列，該線基本上平行于相應樞軸線并與該樞軸線間隔開，上述棒狀磁體配置在一個相對于相應瓣膜葉片成角度的位置上，使得在其第三位置和從一個平行上述樞軸線觀察時，相反的磁極位于上述樞軸線之間延伸的線上。
20．如權利要求12所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對磁性塊中的一個磁性塊包括具有第一磁極和第二相反磁極的棒狀磁體，上述相反的磁極沿一條直線排列，該直線大體平行于上述一對瓣膜葉片中裝有上述棒狀磁體的一個葉片的上述樞軸線并與該樞軸線間隔開，在平行于相應樞軸線觀察時，上述棒狀磁體相對于上述一個瓣膜葉片傾斜配置，使得在上述瓣膜葉片位于上述第三位置時，該棒狀磁體位于上述樞軸線之間的一延伸線上；上述一對磁性塊中的另一磁性塊也是棒狀結構，沿一條線排列，該線大體平行于上述一對瓣膜葉片中另一葉片的相應樞軸線并與該樞軸線間隔開，上述棒狀磁性塊在平行于上述樞軸線觀察時相對于上述另一個瓣膜葉片也是傾斜配置的，使得在上述瓣膜葉片位于上述第三位置時該棒狀磁性塊位于上述樞軸線之間的一延伸線上。
21．如權利要求1所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述瓣膜包括上述一對瓣膜葉片，還包括第三瓣膜葉片，上述一對葉片中的各個葉片和第三葉片封閉上述血流通道的大約120°角。
22．如權利要求21所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述一對葉片中的各個葉片和上述第三瓣膜葉片具有安裝磁塊的裝置，各個安裝裝置面向上述葉片中相鄰一個葉片的安裝裝置，各個安裝裝置用于安裝相應一對相對磁性塊中的一個磁性塊，上述一對磁性塊相互吸引，從而使所有上述瓣膜葉片偏轉到第三位置。
23．如權利要求22所述的機械假體瓣膜，其特征在于，上述用于安裝磁性塊的裝置中的各個裝置包括凸出部，該凸出部從上述葉片中的各葉片朝上述葉片中緊相鄰的一個葉片凸出。
24．一種制造機械假體心臟瓣膜的方法，上述方法包括以下步驟提供限定了血流通道的基座部分；提供一對響應流體壓力的瓣膜葉片；將上述一對瓣膜葉片配置在上述血流通道中，并使上述一對葉片可以響應血液流體壓力而在第一位置和第二完全打開位置之間轉動，在上述第一位置，一對葉片彼此間以及與上述基座部分密封地配合，以關閉流過上述通道的血液，而在完全打開的第二位置，上述葉片打開，讓血液流過上述通道；可屈服地偏置上述一對瓣膜葉片到位于上述第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置。
25．如權利要求24所述的方法，包括使上述第三轉動位置位于上述第一轉動位置和上述第二轉動位置的中間的這一步驟。
27．如權利要求24所述的方法，還包括應用一個磁性塊使上述葉片可屈服地偏轉到上述第三位置的步驟，該磁性塊裝在上述瓣膜葉片中的一個葉片上。
28．如權利要求24所述的方法，還包括使用一對磁性塊使上述葉片可屈服地偏轉到上述第三位置的步驟，在上述一對瓣膜葉片的各個葉片上裝一個磁性塊，該一對磁塊相互吸引。
29．如權利要求28所述的方法，還包括用永磁體作為上述一對磁性塊中的一個磁性塊的步驟。
30．如權利要求24所述的方法，還包括以下附加步驟提供上述一對瓣膜葉片中的各個葉片，該葉片具有從葉片朝向相鄰葉片的凸出部；將上述一對瓣膜葉片配置在上述血流通道中，使得相鄰葉片的上述凸出部相互面對；提供一對磁性塊，在上述一對瓣膜葉片的各個葉片上的上述凸出部分安裝一個磁性塊；使上述一對磁性塊相互吸引，從而使上述一對瓣膜葉片可屈服地偏轉到上述第三位置。
31．一種操作與心臟相關的機械假體瓣膜的方法，該心臟在泵送沖程期間形成脈動的血流，上述瓣膜包括限定血流通道的基座部分；一對響應流體壓力的瓣膜葉片，該葉片可轉動地配置在上述血流通道中并可響應血液流體壓力而在第一位置和完全打開的第二位置之間轉動，在上述第一位置中，上述一對瓣膜葉片彼此間以及與上述基座部分密封地配合，以關閉上述血流通道，而在上述第二轉動位置，上述一對葉片轉離彼此間以及與上述基座部分的密封配合，讓血流流過上述通道；上述方法包括以下步驟使上述一對瓣膜葉片可屈服地偏置到位于上述第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置；應用上述可屈服的偏置，使得大體在上述泵送沖程的末端形成從上述第二位置向上述第三位置的上述一對瓣膜葉片的先行關閉。
32．如權利要求31所述的方法，還包括以下步驟提供一對磁性塊，在上述一對瓣膜葉片的各個葉片上安裝一個磁性塊；應用上述磁性塊間的相互吸引力使上述一對瓣膜葉片可屈服地偏轉到上述第三位置；
33．如權利要求32所述的方法，還包括應用永磁體作為上述一對磁性塊中的一個磁性塊的步驟。
34．一種機械假體心臟瓣膜，包括限定血流通道的環(huán)形基座部分；一對由磁性材料形成的塊；一對瓣膜葉片，可轉動地位于上述血流通道中，各個葉片可以響應血液流體壓力繞相應的樞軸線在第一轉動位置和第二轉動位置之間轉動，在第一轉動位葉片彼此間以及與基座部分密封地配合，以關閉向第一方向流動的血液，在第二轉動位置中，上述瓣膜葉片間隔開，讓血液沿相反的第二方向流動，上述一對瓣膜葉片中的各個葉片攜帶上述一對磁性塊中的相應一個磁性塊，上述一對磁性塊中的至少一個磁性塊具有磁極，該磁極配置成產生的磁力線可以以相互吸引方式連接一對磁性塊，上述一對磁性塊中的各個塊與攜帶各磁性塊的瓣膜葉片的相應樞軸線間隔開，以便在瓣膜葉片轉動時沿相應的弧擺動，上述相應的弧是并置的，使得上述一對中的各個瓣膜葉片可以在磁性上影響另一個葉片并將一個力矩作用在該葉片上，以便協(xié)同地使一對瓣膜葉片偏轉到位于上述第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置。
35．如權利要求34所述的機械假體心臟瓣膜，其特征在于，上述瓣膜包括三個瓣膜葉片，各個瓣膜葉片關閉在上述瓣膜平面圖上的上述血流通道的大約120°角。
36．如權利要求34所述的機械假體心臟瓣膜，其特征在于，上述一對磁性塊中的一個磁性塊包括永磁性。
37．一種植入人體的機械假體瓣膜，上述瓣膜包括限定血流通道的基座部分；一對瓣膜葉片，可轉動地裝在上述血流通道中，上述一對瓣膜葉片中的各個葉片可以繞相應樞軸線轉動，并可以響應血液流體壓力而在第一位置和完全打開的第二轉動位置之間轉動，在第一位置中，葉片彼此間以及與上述基座部分形成關閉配合，從而阻止血液流過上述通道，而在完全打開的第二位置則讓血液流過上述通道；用于使上述一對瓣膜葉片從上述第一位置和上述第二位置兩個位置可屈服地偏轉到位于上述第一和上述第二轉動位置中間的第三轉動位置的裝置，用于可屈服地偏轉上述一對瓣膜葉片的上述裝置包括上述一對瓣膜葉片中攜帶一對磁性塊中相應一個磁性塊的各個瓣膜葉片，上述一對磁性塊中的至少一個磁性塊形成的磁力線可以以相互吸引方式連接一對磁性塊，并且上述一對磁性塊中的各個磁性塊與攜帶各個相應磁性塊的瓣膜葉片的相應樞軸線間隔開，從而在瓣膜葉片轉時可以沿相應的弧擺動，這些相應的弧沿一條垂直于上述樞軸線的直線并置，這樣各個瓣膜葉片在磁性上影響另一個葉片并可以將一個力矩作用在該葉片上，從而協(xié)同地使一對瓣膜葉片偏轉到上述動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置。
38．一種操作與心臟相關的機械假體瓣膜的方法，該心臟在泵送沖程期間提供脈動的血流，上述瓣膜包括限定血流通道的基座部分；一對響應流體壓力的瓣膜葉片，該葉片可轉動地裝在上述血流通道中，并可以響應血液流體壓力而在第一位置和完全打開的第二位置之間轉動，在上述第一位置，上述一對瓣膜葉片彼此間以及與上述基座部分密封地配合，從而關閉上述血流通道，而在上述第二位置，上述一對瓣膜葉片轉離彼此間以及與上述基座部分的密封配合，從而讓血液流過上述通道；上述方法包括以下步驟使上述一對瓣膜葉片從上述第一轉動位置和上述第二轉動位置可屈服地偏置到位于上述第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置；應用上述可屈服的偏置，以便使上述一對瓣膜葉片響應上述一對瓣膜葉片兩個相對側面上大體平衡的血壓從上述第一位置轉向上述第三位置，形成先行的打開。
39．如權利要求38所述的方法，還包括以下步驟應用上述彈性偏置，也形成上述一對瓣膜大體在上述泵送沖程的末端從上述第二位置向上述第三位置的先行關閉。
40．一種操作與心臟相關的機械假體瓣膜的方法，該心臟在泵送沖程期間產生脈動的血流，上述瓣膜包括形成血流通道的基座部分；一對響應流體壓力的瓣膜葉片，可轉動地位于上述血流通道中，并可以響應血液流體壓力而在第一位置和完全打開的第二位置之間轉動，在第一位置，上述一對瓣膜葉片彼此間以及與上述基座部分之間密封地配合，從而關閉上述血流通道，在上述第二轉動位置，上述一對瓣膜葉片轉離彼此間以及與上述基座部分的密封嚙合，從而讓血液流過上述通道；上述方法包括以下步驟使上述一對瓣膜葉片從上述第一轉動位置和上述第二轉動位置可屈服地偏轉到位于上述第一和第二位置中間的動態(tài)穩(wěn)定的第三轉動位置；當上述一對瓣膜葉片在上述第一和第二位置之間轉動時，利用向上述第三位置可屈服偏轉，偏壓上述一對瓣膜葉片，這有助于同步轉動。
全文摘要
假體機械瓣膜包括構成血流通道的基座部分,該通道可以利用至少一對瓣膜葉片關閉。瓣膜葉片可由基座部分轉動地支承,并可以響應動態(tài)血液流體壓力而在第一位置和打開的第二位置之間活動,在第一位置關閉該血流通道,而在第二位置讓血液流過該通道。一對相對的磁性塊,在一對瓣膜葉片中的各個葉片上裝一個磁性塊,該磁性塊相互吸引。在一對永磁體之間的磁吸引力將一個力矩施加在瓣膜葉片上,該力矩趨向于使葉片的轉動同步,緩沖葉片的密封接觸,使瓣膜安靜地操作,并使瓣膜葉片偏轉到部分打開的第三位置。結果,在該對瓣膜葉片的兩側的血液流體壓力達到幾乎平衡的條件下,葉片先行打開到其第三位置,從而改進泵送效率。另外,約在泵送沖程的末端,瓣膜葉片先行地關閉,從其完全打開的位置轉向其第三位置,從而減小血液的回流和使瓣膜安靜地操作。
文檔編號A61F2/24GK1232377SQ97198492
公開日1999年10月20日 申請日期1997年7月23日 優(yōu)先權日1996年8月9日
發(fā)明者A·卡彭蒂爾, G·X·古奧, S·G·施雷克 申請人:巴克斯特國際有限公司