CN1314797A

CN1314797A - 机械心脏瓣膜

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Publication number: CN1314797A
Application number: CN99809074A
Authority: CN
Inventors: U·斯坦赛菲尔
Original assignee: Didier Lapiere; Triflo Medical Inc
Current assignee: Didier Lapiere; Triflo Medical Inc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2001-09-26
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: ES2274647T3; DE69933026D1; NZ527281A; HUP0103595A3; IL140059A0; AU4327499A; TW412417B; EP1083845A1; PL344667A1; HK1040609B; CN1654029A; CA2334433C; AU767308B2; IL140059A; KR20010081970A; US6395024B1; JP2002516710A; CN1176637C; JP4116250B2; HK1040609A1

Abstract

本发明涉及一种改进的机械多叶心脏瓣膜(100)和一种用于该瓣膜的改进的叶状部分(110)。本发明的瓣膜(100)和叶状部分(110)提供了改进的流动特性,使得在叶状部分后面的血块减至最小,以及提供了更自然的打开和关闭时间。该瓣膜包括一个瓣膜外壳105,该外壳内装有用来使叶状部分(110)转动和固定的枢轴/关节装置(130,200和300)。瓣膜外壳(105)还包括窗或孔(125),该孔可以供充分清洗枢轴/关节装置(130,200和300)和叶状部分(110)之用。新颖的叶状部分(110)为翼型状,在其外表面上具有一种复合的S形曲率。当与叶状部分的枢轴的配置相结合时,该新颖的几何形状将使叶状部分(110)产生一种向着关闭位置转动的趋势。因此,与天然瓣膜的功能相类似,叶状部分(110)开始关闭的时间要比常规的叶状部分提前很多,并且在产生反向流动以前,它将大体上关闭。

Description

机械心脏瓣膜

本发明涉及一种改进的机械三叶心脏瓣膜。更准确地说，本发明涉及一种具有改进的流动特性的机械三叶心脏瓣膜。这种心脏瓣膜可用来作为一个已受损伤的或有病的心脏瓣膜的替换物通过外科手术植入病人体内。

在机械假心脏瓣膜的设计和制造方面目前有许多研究课题。一个重要的研究课题是在该假体中所使用的材料的生物亲和性。所用的材料必须是与身体和血液能亲和的。此外，当它们与血流接触时，这些材料对血液的自然凝固过程必须是惰性的，即，它们必须不会引起血栓(一种血液因素的聚集，主要是血小板和血纤维蛋白与细胞成分的截留，常常会在其形成位置引起血管的阻塞)。一个局部的血栓可能会引起一种栓塞(血液运输管的突然堵塞)，在某些情况下，甚至可能妨碍瓣膜的正常工作。为了获得这种所需要的生物亲和性，人们已经对许多种材料进行了试验。有几种材料(例如不锈钢、铬合金、钛及其合金以及热解碳等)通常用来制造市场上能见到的假心脏瓣膜。

在机械假心脏瓣膜的设计和制造方面的另一个研究课题是该瓣膜能提供最佳的液体流动特性的能力。机械的假心脏瓣膜常常会产生紊流区、涡流和滞流区。所有这些现象也可能引起血栓和血栓栓塞。生物瓣膜(或生物假体)模拟天然的心脏瓣膜的形状和流型，因此具有比常规的机械假体更好的性能。这种生物假体至少在主动脉位置上植入以后不需要病人长期服用抗凝固药物。这两个血栓产生的因素(所用的材料和流动特性)在常规的机械心脏瓣膜假体中都是成问题的。因此，目前接受一个机械心脏瓣膜假体的病人需要连续不断地服用抗凝固药物，而这又将导致出血的问题。所以，抗凝固药物的使用构成了机械的心脏瓣膜与生物假体相比较时的主要缺点。

但是，生物的替换瓣膜也遇到了问题。临床经验已经表明，与机械瓣膜不同，它们的使用寿命通常是很短的。由于生物假体的逐渐的变坏，它们常常需要通过昂贵的附加的大外科手术才能换掉。

在机械假心脏瓣膜的设计和制造方面的另一个研究课题涉及与这种瓣膜有关的压头损失(压力降)问题。这种压头损失在心室腔的收缩排出和舒张注入的过程中发生。在常规的设计中，某些压头损失是必然的，因为与天然的瓣膜相比，在机械假心脏瓣膜的有效的节流孔面积中的压力降低是其固有的性质。在有效的节流孔中的这种压力降低是通过缝合环(该环对于通过外科手术来安装假瓣膜通常是需要的)，通过瓣膜外壳的厚度以及通过关节{它可以使瓣膜的活瓣(叶状部分)在一个打开位置与关闭位置之间运动}而引起的。压头损失的另一部分是由于瓣膜的活瓣相对于血液流动的几何配置而造成的。

如上所述，就生物假体的逐渐地变坏而言，寿命是在机械假心脏瓣膜的设计和制造方面的另外一个研究课题。一个机械假心脏瓣膜照理可以证明其机械寿命相当于3.8-6.0亿次循环(即，与约15年相当)。显然，机械寿命与瓣膜的几何形状设计以及所用材料的机械特性有关。

当然，瓣膜的使漏泄减至最少的能力也是很重要的。漏泄通常包括回流(在工作时血液通过瓣膜的反向流动，换句话说，叫做动态漏泄)和静态漏泄(在完全关闭位置时通过瓣膜的任何流量)。在常规的瓣膜中，回流量至少是在每个循环中的血流量的5％，并且通常还要更多。因此，当一个病人在同一个心室腔中有两个假瓣膜时，回流(动态漏泄)至少有10％左右(每天约漏泄几百升)。这样，动态漏泄显然给心肌施加了不希望有的应力。另一方面，静态漏泄通常是在假瓣膜在其活瓣处于关闭位置时，由于其不良的机械密封所引起的。由于静态漏泄也会使心肌的工作负担加重，因此也必须在机械的假心脏瓣膜的设计和制造中加以考虑。

在常规的机械瓣膜假体的设计中没有考虑到天然心脏瓣膜的关闭机理。当流过瓣膜的流量变为零时，天然的主动脉瓣膜已经关闭了90％以上。相反，常规的机械瓣膜假体在此时却几乎保持全开。从这个几乎完全打开的位置，常规的机械瓣膜的叶状部分突然地关闭，同时有大量的回流。在主动脉位置，这种情况发生在舒张刚开始时，而在二尖瓣位置，这种情况更突然地发生在收缩刚开始时。在常规的机械的叶状部分中，叶状部分的某些部分(当每分钟搏动70次时)的平均关闭速度约为1.2-1.5米/秒，然而在天然的瓣膜中，最高的关闭速度仅为0.60米/秒。快速的角关闭速度将在机械假心脏瓣膜中形成气穴。这样高的关闭速度增加了叶状部分在关闭时的撞击强度，并且由此产生了使病人不舒服的足够大的声学振动，损害了血液(栓塞)，以及在血液中形成可以通过一种穿颅的多普勒测速仪(高强度穿颅信号HITS)检测到的微小的气泡。

因此，常规的机械的心脏瓣膜具有以下几个缺点。首先，常规的机械心脏瓣膜不能提供最佳的血液流动特性。其次，常规的机械心脏瓣膜使血液在瓣膜的叶状部分的后面产生血滞，由此在这些位置具有形成血块的可能性。此外，常规的机械心脏瓣膜不可能提供最佳的打开和关闭时间(例如，正确地模似自然人的瓣膜的开闭时间)。直到现在，当使用机械假体时，仍然不可能再现天然瓣膜的流动特性。因此，在使用常规的机械心脏瓣膜的情况下，栓塞事故以及随后发生的死亡都可能直接或间接地与瓣膜假体相联系。

因此，现在有着对于一种用于植入病人体内的改进的机械心脏瓣膜的需要，该瓣膜可提供改进的流动特性，可以使在叶状部分后面的血块减至最小，并且可以提供更加自然的打开与关闭特性。

发明简述

因此，本发明致力于一种用来植入病人体内的改进的机械心脏瓣膜，该瓣膜基本上消除了在现有技术中发现的一个或几个问题或缺点。

本发明的一个目的是提供一种用于外科手术植入病人体内的改进的机械心脏瓣膜，该瓣膜提供了改进的流动特性。

本发明的另一个目的是提供一种用于外科手术植入病人体内的改进的机械心脏瓣膜，该瓣膜可以使在叶状部分后面产生血块的潜在可能性减至最小。

本发明的再一个目的是提供一种用于外科手术植入病人体内的改进的机械心脏瓣膜，该瓣膜提供了改进的(例如，更自然的)打开和关闭特性。

本发明的又一个目的是提供一种用于外科手术植入病人体内的改进的机械心脏瓣膜，该瓣膜提供了减少的回流和关闭量，并由此减少了心脏的工作负荷。

本发明的其它的特点和优点将在下面的说明中介绍，并且部分地可从该介绍中明显地看到，或者可以通过对本发明的实践而认识到。本发明的上述目的和其它的优点通过在书面说明、其权利要求书以及附图中所特别指出的结构就可以实现和达到。

为了达到这些和其它的优点并且与本发明的目的相一致，作为具体化的和广义的说明，一个典型的实施例涉及一种用于假心脏瓣膜的可转动的叶状部分，该叶状部分包括一个具有前缘面和后缘面及内表面和外表面的主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，其中该内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，该外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率，以及用来促进叶状部分在其打开和关闭时的转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于叶状部分的对置端。

另一个典型的实施例涉及一种用于提前关闭的假心脏瓣膜的可转动的叶状部分，该叶状部分包括一个具有前缘面和后缘面及内表面和外表面的主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，其中该内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，该外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。用来促进叶状部分的转动的第一和第二小翼部分分别位于叶状部分的对置端，以及关闭装置，该装置用来在血液通过心脏瓣膜大量的回流以前，使叶状部分向着关闭位置转动。

另一个典型的实施例涉及一种机械的假心脏瓣膜，该瓣膜包括一个具有一个内环形面的环形外壳，以及至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动。该叶状部分包括一个具有前缘面和后缘面及内表面和外表面的主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，其中该内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，该外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。用来促进叶状部分转动的第一和第二小翼部分分别位于叶状部分的对置端。

另一个典型的实施例涉及一种提前关闭的机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括一个具有一个内环形面的环形外壳，以及至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动。该叶状部分具有用来在血液通过心脏瓣膜大量的回流以前，使叶状部分向着关闭位置转动的关闭装置。

另一个典型的实施例涉及一种机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括一个具有一个内环形面的环形外壳，以及至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动。该叶状部分包括一个具有前缘面和后缘面的主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，以及用来促进叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于叶状部分的对置端，以及适合用来分别与第一和第二小翼部分相配合的第一和第二叶状部分的枢轴结构，该枢轴结构用来促进该至少一个叶状部分在打开与关闭位置之间的转动。每个第一和第二叶状部分的枢轴结构包括一个从外壳的内环形面伸出的流入凸起，该凸起适合用来与在打开与关闭位置上的小翼部分中的一个相接触，以及一个从外壳的内环形面伸出的关闭凸起，该凸起适合用来与在关闭位置上的小翼部分中的一个相接触，其中关闭凸起和流入凸起被赋于某种构形并且互相之间间隔一定距离，以便增加靠近一个小翼部分处的流动速度。

另一个典型的实施例涉及一种机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括一个环形外壳，该外壳具有一个内环形面并且限定至少一个穿过该环形外壳的孔，以及至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动。该叶状部分包括一个主要部分以及用来促进叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于叶状部分的对置端，其中，当在打开位置与关闭位置之间转动时，该至少一个叶状部分中没有任何一部分被容纳在该至少一个孔中，以便在靠近一个小翼部分处提供增加的血液流量。

另一个典型的实施例涉及一种提前关闭的机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括一个具有一个内环形面的环形外壳，以及至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动。该叶状部分包括一个提前关闭装置，该装置用来使叶状部分产生一个向着关闭位置这样地转动的趋势，使得叶状部分在血液开始通过心脏瓣膜回流以前大体上关闭。

最后一个典型的实施例涉及一种提前关闭的机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括一个具有一个内环形面的环形外壳，以及至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动。该叶状部分包括具有复合曲率的表面，以便用来使叶状部分产生一个向着关闭位置这样地转动的趋势，使得叶状部分在血液开始通过心脏瓣膜回流以前大体上关闭。

应当指出，无论是以上的一般说明，还是下面的详细说明都是示范性的和解释性的，并且在必要时可以用来对本发明提供进一步的解释。

用来提供对本发明的进一步理解并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，这些附图与书面说明一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的等角立视图，图中的各叶状部分处于完全打开的位置；

图2是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的等角立视图，图中的各叶状部分处于某种打开的位置；

图3是图2的本发明的机械多叶心脏瓣膜的等角立视图，图中的各叶状部分处于完全关闭的位置；

图4是图2的本发明的机械多叶心脏瓣膜的等角立视图，图中的各叶状部分处于部分关闭的位置；

图5是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的顶视图，图中的各叶状部分处于完全打开的位置；

图6是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的顶视图，图中的各叶状部分处于完全关闭的位置；

图7是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的底视图，图中的各叶状部分处于完全关闭的位置；

图8是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的底视图，图中的各叶状部分处于完全打开的位置；

图9是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的底视图，图中已将各叶状部分取走；

图10是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的顶视图，图中已将各叶状部分取走；

图11是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的等角立视图，图中已将各叶状部分取走；

图12是沿着图11中的12′-12′线截取的本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个等角局部剖视图，图中已将各叶状部分取走；

图13是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的瓣膜外壳的剖视图；

图14是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个叶状部分的最佳实施例的侧视图；

图15是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个叶状部分的最佳实施例的等角视图；

图16是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个叶状部分的最佳实施例的前视图；

图17是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个叶状部分的最佳实施例的顶视图；

图18是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个叶状部分的最佳实施例的底视图；

图19是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个叶状部分的最佳实施例的顶视图，图中包括了三个不同的剖面；

图20是沿着图17的用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个叶状部分的最佳实施例的外形中的20′-20′线截取的剖视图；

图21是沿着图5的本发明的机械多叶心脏瓣膜的最佳实施例中的线21′-21′截取的一个剖视图，图中的各叶状部分处于完全打开的位置；

图22是沿着图6的本发明的机械多叶心脏瓣膜的最佳实施例中的线22′-22′截取的一个剖视图，图中只有一个叶状部分处于完全关闭的位置；

图23是沿着图5的本发明的机械多叶心脏瓣膜的最佳实施例中的21’-21’截取的一个放大剖视图，图中已将各叶状部分取走；

图24是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例在主动脉位置上以三个不同的心博率工作时的性能的曲线图；

图25是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例在二尖瓣位置上以三个不同的心博率工作时的性能的曲线图；

图26是一个与图21相类似的剖面图，图中示出了用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个缝合环的最佳实施例。

现在将对本发明的最佳实施例进行详细地介绍，其中的一些实例示于附图中。例如，图1示出了本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的等角立视图，图中的各叶处于完全打开的位置，因而血液可以通过该心脏瓣膜流动。

如图1中所示，机械多叶心脏瓣膜100通常包括一个环形外壳105和转动的叶状部分110(在本文中使用时，环形用来指包围任何连续的表面)。外壳105包括内和外环形面，这在下面还要详细介绍(在本文中使用时，词组环形面用来指任何封闭形状的边界表面)。外壳105具有围绕在其顶面上的三个凹形部分115和三个凸形部分120以及设置在其中的六个孔(本文中叫做窗)和六个流入凸起130。应当指出，流入凸起130从外壳105的内环形面延伸到血液流动通道F中。

外壳105可以由任何生物相容的刚性材料制成。例如，外壳105可以由任何生物相容的金属材料制成，例如铬，镍-钨和钛等。外壳105还可以由任何生物相容的有机材料制成，例如热解碳等。此外，外壳105还可以由任何生物相容的聚合材料制成，例如生物相容的塑性材料等。在该最佳实施例中，外壳105是由一种实心的金属杆经机械加工而成的。

与外壳105相类似，转动的叶状部分110可以由任何生物相容的刚性材料制成(金属材料，有机材料或聚合材料)。在该最佳实施例中，叶状部分110最好是由热解碳经加工而成。最佳实施例中的叶状部分110具有两个复合的不平行的曲面。

图2示出了本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的等角立视图，图中的各个叶状部分转动到一个打开的位置。图2中还更清楚地示出了外壳105的结构，这种结构有助于叶状部分110的转动和固定。每个叶状部分具有两个小翼205(在每个叶状部分的末端的倾斜部分)，配置在小翼之间的是一个主要部分。小翼205支靠在流入凸起130上(至少当叶状部分外于关闭位置时)。除了六个流入凸起130以外，外壳105还具有三个关闭凸起200，六个小翼导向槽210和六个小翼导向弧215。该最佳实施例的心脏瓣膜的叶状部分的枢轴结构(它把叶状部分110及其小翼205固定在外壳105内)与在美国专利5,123,918(其内容通过引用结合在本文中)所介绍的结构相比较可能是更先进的。如图2中所示，窗125与通过心脏瓣膜100的血流在标号为220的区域相连通。因此，窗125使血液能够流过小翼205的后部，并且基本上清洗了在打开和关闭位置状态下的叶状部分的枢轴区域。这种清洗有助于大大减少在小翼205后部的血滞，并且由此减少了局部血块或血栓在该区域中形成的可能性。

应当指出，窗125可以做成任何的形状和尺寸，只要它能使外壳105具有适当的结构刚度，并且能以最佳的清洗流量通过该窗并进入叶状部分的枢轴区域。在该最佳实施例中，窗125的形状为三角形。

虽然外壳105可以做成任何的环形形状，该最佳实施例的外壳具有围绕在其周边的顶面上的三个凹形部分115和三个凸形部分120，即它具有一个扇形的配置。凹形部分115和凸形部分120在瓣膜假体100的外科植入期间起着特殊的作用。在植入时，一个缝合环(例如，见图26)被固定在外壳105的外周边上。然后，外科医生穿过组织进行缝合并且通过缝合环把瓣膜固定在其预定的位置。如果外科医生无意中把一个或多个针脚设置在外壳105的周围，当拉紧这些针脚时，外壳的几何形状将使这些错误设置的针脚移向凹形部分115而不是凸形部分120。因此，就没有机会使接缝结紧在外壳105的凸形部分120上而阻止叶状部分110的打开和关闭。

图3是本发明的机械多叶心脏瓣膜的等角立视图，图中的各个叶状部分处于完全关闭的位置，以便防止血流通过心脏瓣膜。如图所示，外壳105还包括六个叶状部分的锁位凸起300，这些凸起用来防止叶状部分110容易地从其枢轴/关节结构中取出。复合的曲面叶状部分的有效的闭合角可以由在其中部的叶状部分的弦来限定。应当指出，在该最佳实施例中，叶状部分110的弦相对于外壳105的流入平面的角度最好接近于约30°至40°。

当叶状部分110处于关闭位置时，关闭的叶状部分110的角度或角锥形状仍能使血流通过瓣膜外壳105的窗125，从而由于血流经过小翼205的后部而改进了清洗，并且充分地清洗了叶状部分的枢轴区域。此外，这种清洗也有助于大大减少在小翼205后面的血滞，并且减少了在该区域形成血块或血栓的可能性。

图4是本发明的机械的多叶心脏瓣膜的一个实施例的等角立视图，图中的各个叶状部分转动到部分打开的位置(在完全打开位置与完全关闭位置之间的中间位置打开50％)。在该位置以及叶状部分110至少部分地打开的任何位置上，血液流过叶状部分110的后面并且经过窗125，以便充分地清洗叶状部分的枢轴区域。如上所述，这种清洗有助于大大减少在小翼后面的血滞，从而减少了在该区域形成局部血块或血栓的可能性。

图5和图8分别是本发明的机械的多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的顶视图和底视图，图中的各个叶状部分处于完全打开的位置。如图所示，打开的叶状部分110把通过瓣膜100的血流分成几个不同的流动通道。主流动通道500沿着瓣膜100的中心轴线延伸，而外流动通道505则由打开的叶状部分110确定其外形。注意，如图1和2中所示，当叶状部分110处于打开位置时，叶状部分110的小翼205并没有完全盖住窗125。因此，在该位置以及任何打开位置，血都可以流过窗125以便充分地清洗叶状部分的枢轴区域，从而减少了在该区域形成血滞或血液凝固的可能性。

虽然叶状部分110的打开角可以根据不同的需要加以最佳化，该最佳实施例的叶状部分110的弦相对于外壳105的流入平面的有效的打开角约为75°至90°。复合曲面的叶状部分的有效打开角可以由叶状部分在其中间位置的弦来限定。与叶状部分的独特外形相配合的该打开角提供了一个与天然的心脏瓣膜相类似的中央流动式瓣膜。当与最常用的机械的心脏瓣膜相比较时，该打开角将使在打开位置时通过瓣膜的压力梯度或压力降减少。

图6和图7分别是本发明的机械的多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的顶视图和底视图，图中的各个叶状部分处于完全关闭的位置。如图中所示，在该最佳实施例中，叶状部分110分别关闭了主和外流动通道500和505。但是，在某些情况下，希望在处于关闭位置的叶状部分之间留出一个小间隙。业已发现，小间隙在具有较小的静态漏泄的同时，往往还能改进某些工作特性，例如可以在关闭时减少在叶状部分的后缘面的气穴效应(通过增加气穴阈)。该小间隙不需要连续的或不变的沿着叶状部分的110的相交处设置。它可以是这样的一个间隙：在叶状部分110的尖端处最宽并且朝着外壳105沿径向逐渐地变窄。应当指出，在叶状部分之间的非常小的间隙只是在靠近其尖端处才在附图中示出(由于制作的原因)。

图9和图10分别是本发明的机械的多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的底视图和顶视图，图中已将各叶状部分取走。图中示出了在外壳105上的一种有助于叶状部分110的转动和固定的结构。如图所示，这种结构包括六个流入凸起130，三个关闭凸起200，六个小翼导向槽210，六个叶状部分的锁位凸起300和六个小翼导弧215。

图11是本发明的机械的多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的等角立视图，图中已将各个叶状部分取走。如图所示，每个窗125正好放置在一个小翼导向槽210的上方，小翼导向槽210被限定在一个流入凸起130与一个关闭凸起200之间。该图中还示出了一个外壳105的缝合环容纳部分1100。虽然在该实施例中，缝合环容纳部分1100是外壳105的一个延伸部分，但是也可以考虑使用其它的缝合环连接装置。

图12是沿着图11中的12′-12′线截取的本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个等角局部剖视图，图中已将各个叶状部分取走。如图所示，流入凸起130包括一个不均匀的表面部分1205。通过试验已经发现，通过使用在流入凸起130的一端上的该不均匀的非对称表面，当该表面与在每个叶状部分110的一个互补的支承面相啮合时(提供了面-面界面接触而不是点-面界面接触)，可以得到附加的耐磨性。

图13是本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例的外壳105的剖视平面图。虽然可以考虑不同的剖面，在该最佳实施例中利用了一个收敛的喷嘴剖面。如图所示，该最佳实施例的外壳105包括收敛部分1200以及缝合环容纳部分1100。因此，该最佳实施例的外壳105沿着流动方向F逐渐地变小，这样当向前流过打开的瓣膜时，就可以使在该瓣膜的流入端上的流体分离和流体紊流度减至最小。与在外壳的流入端具有一个相当陡峭或钝头形状的其它心脏瓣膜相比较，当向前流过打开的瓣膜时，这种收敛的喷嘴还可以减少压力降或压力梯度。因此，该最佳实施例的外壳具有改进了的流动特性，并且可使通过打开的瓣膜时的压力或能量损失和流体分离减至最小。

图14是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的叶状部分110的一个最佳实施例的侧视图。本发明的叶状部分110的该最佳实施例包括一个在叶状部分110的主要部分的每一侧上的小翼205。图15是用于本发明的机械的多叶心脏瓣膜的叶状部分110的一个最佳实施例的等角视图。该主要部分包括内流动面1400，外流动面1405和后缘面1415。如上所述，叶状部分110包括两个与流入凸起130相啮合的小翼支承部分1500。如该图中所示出的，外流动面1405沿着在小翼205之间延伸的一条线是凹形的。

虽然用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的叶状部分110的一个最佳实施例的形状稍微有点三角形(因为使用了三个叶状部分)，但是，只要不脱离本发明的范围和精神，其它形状和数目的叶状部分也可以使用。

图16，图17和图18分别是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的叶状部分110的一个最佳实施例的前视图，顶视图和底视图。如同在这些附图中所示出的，小翼205包括小翼外表面1600和小翼内表面1605。小翼外表面1600是由血液流过窗125时所清洗的那个表面。如图18中所示，叶状部分110的内流动面1400沿着在小翼205之间延伸的一条线是凸形的。

图19是用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的叶状部分110的一个最佳实施例的顶视图，图中包括了三个不同的剖面。部分断面(A,B和C)示出了用于本发明的机械的多叶心脏瓣膜的叶状部分110的一个最佳实施例从中心线A-A到离小翼205不远处的断面形状的变化。可以看出，断面A-A示出了一个变厚度和变外形的断面，而靠近小翼205的断面C-C示出了一个厚度较少变化和轮廓不太明显的断面。断面B-B示出了一个在断面A-A与C-C之间的过渡的中间断面。最好是，叶状部分围绕断面A-A是对称的。

图20是沿着图17的用于本发明的机械多叶心脏瓣膜的叶状部分110的一个最佳实施例的外形中的20′-20′线截取的剖视图。如图所示，内流动面1400具有一个从前缘面1410到后缘面1415的凸曲率。外流动面1405具有一个从前缘面1410到后缘面1415的S形曲率。外流动面1405在靠近前缘面1410处具有一个凸曲率2005。此外，外流动面1405在靠近后缘面1415处具有一个凹曲率2010。

叶状部分110的最佳实施例的形状使得在打开位置时的流体分离减至最少并且加强了叶状部分的提前关闭。在流体力学领域内的技术熟练的人将会认识到，当血液在靠近其表面处流过时，叶状部分110的形状将会影响在该表面上的压力分布。如图20中所示，本发明的叶状部分110在以标号2000示出的位置具有一条假想的近似的枢轴线。因此，当手术时，叶状部分上的压力分布将影响叶状部分围绕该假想的枢轴线2000的转动趋向。

给定内和外流动面的形状，沿内流动面的静表面压力P_I与沿外流动面的静表面压力P_O之间的压力差以后，由于假想的枢轴线的位置处于图示的接近标号2000处的一个位置上，就可使叶状部分110趋向一个关闭位置转动。这些压力差是由叶状部分110的类似翼剖面的形状沿着流动方向F所产生的。翼剖面的流体力学(包括流动时它的压力梯度)对于在流体力学领域内的技术熟练的人来说是众所周知的。本发明的一个最佳实施例的机械的心脏瓣膜的提前关闭在通过瓣膜100的沿着流动方向F的流动减速和压力场反向时发生。与天然的主动脉瓣膜的功能相类似，在流动反向以前，在叶状部分110的主动脉位置基本上已经关闭。

另一方面，内和外流动面1400和1405应当这样有效地进行设计，使得在叶状部分的完全打开位置，后缘面1415处的两个流动面和前缘面1410处的外流动面的表面切线基本上都与流动方向F对准，以便在血流离开打开的叶状部分110的后缘面1415时，能够限制流体分离和涡流(紊流)的形成。根据本发明的一个最佳实施例，靠近叶状部分110的前缘面1410的内流动面1400的表面切线相对于流动方向形成一个最好是约为0°至30°的角度。这样，在叶状部分110的内和外流动面1400和1405上的流体分离就可以减至最小。因此，本发明的机械的心脏瓣膜100的叶状部分110可以减少与通过该打开的瓣膜的流动相关的紊流，流体分离和能量损失。

图21是沿着图5的本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例中的线21′-21′截取的一个剖视图，图中的各叶状部分110处于完全打开的位置。图21清楚地示出了小翼205与小翼导向槽210和小翼导向弧215的相互作用。此外，该图还示出了在流入凸起130与关闭凸起200之间的距离沿着血液流动方向减少。因此，小翼导向槽210产生了一种喷嘴效应，它可以导引血液流过窗125，以便充分地清洗小翼205的后面，从而使血滞减至最少。

图22是沿着图6的本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例中的线22′-22′截取的一个剖视图，图中只有一个叶状部分处于完全关闭的位置。如图所示，当处于该关闭位置时，叶状部分110支靠在流入凸起130和关闭凸起200上。该图中还示出，叶状部分的锁位凸起300有助于将叶状部分110固定在外壳105中。

图23是沿着图5的本发明的机械多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例中的21′-21′截取的一个放大的剖视图，图中已将各叶状部分110取走。与图21相类似，该图示出了在流入凸起130与关闭凸起200之间的距离，由于凸起130,200的变宽的形状而沿着血液流动方向减少。因此，小翼导向槽210作为喷嘴起着引导血液流过窗125的作用。该喷嘴使得进入和围绕窗125和小翼导向弧215的流动速度增加。图中还示出了流入凸起130和关闭凸起200在血液流动方向上的气动力的和光滑的像雕刻的外形。当血液流过这些部分时，这些气动力外形有助于限制流体分离和涡流(紊流)的形成。

图24和25是本发明的机械的多叶心脏瓣膜的一个最佳实施例在主动脉和二尖瓣位置上以三个不同的心搏率(每分钟搏动50,70和120次)工作时的性能的曲线图。如图24中所示，在主动脉位置上，本发明的该最佳实施例的机械的多叶心脏瓣膜很早就开始关闭。实际上，如图所示，与天然瓣膜的功能一样，关闭在流量峰值(当流速减小和压力场反向时)刚过时开始发生，并且在流动反向(V=0时)以前，瓣膜的各叶状部分都基本上关闭。该提前关闭时间可以通过最佳的瓣膜外壳105以及由于其新颖的几何形状而趋向于关闭的最佳的叶状部分110的流动特性而产生。

该关闭特性与常规的机械瓣膜假体的关闭特性显着地不同。如上所述，在常规的机械瓣膜假体中，当流速变成零通过该瓣膜时，常规的机械瓣膜假体将保持90％打开。因此，就常规的机械瓣膜来说，当血液回流(反向流动)通过该瓣膜时，将发生相当大的一部分(大于90％)被关闭的情况，这种关闭是很快的并且将引起大量的动态泄漏(回流)。因此，这种在高压反向流动情况下的快速关闭可能导致许多不良的结果(成洞，HITS，和在心肌上的不需要的应力)。相反，本发明的机械的多叶心脏瓣膜的该最佳实施例在流量峰值(当流速减小和压力场反向时)刚过时就开始关闭，并且在流动反向(V=0时)以前，该瓣膜的各叶状部分都已基本上关闭(近似90％)。因此，本发明的机械的多叶心脏瓣膜的该最佳实施例提前开始关闭并且以很慢的速度进行关闭。由于各叶状部分差不多在高压回流发生以前就已经完全关闭，本发明的机械的多叶心脏瓣膜的该最佳实施例减少了发生成洞，HITS，血液损伤和回流的可能性。

当然，应当指出，可以对本发明的关闭特性进行调整，以便满足所需要的规范，例如所需要的在流动速度为零时的关闭百分比，或者关闭转动相对于最大流动速度的开始时间。对于该设计的较好的调整包括：改变叶状部分110的类似翼剖面的几何形状，以便影响沿着内和外流动面1400和1405的压力分布；对于枢轴结构进行结构改变，以便重新确定叶状部分的假想的枢轴位置；重新确定叶状部分的形状，以便改变其质量中心或者其中性点的位置等。本发明认为最佳的瓣膜关闭特性发生在流动反向以前，其关闭范围为50％至大于90％之间。

最后，图26是一个与图21相类似的剖面图，图中示出了用于本发明的机械的多叶心脏瓣膜(在主动脉位置)的一个缝合环的最佳实施例。如图所示，该最佳的缝合环在缝合环容纳部分1100处连接在外壳105的外周边上。

如同在上面的详细叙述中所举例说明的，用于植入病人体内的本发明的改进的机械的心脏瓣膜基本上消除了在现有技术中的一个或几个问题或缺点。如在上述文字说明及其附图中所特别指出的，该新颖的结构提供了一种用于植入病人体内的改进的机械的心脏瓣膜，该瓣膜提供了改进的流动特性，使得在叶状部分后面的血块减至最小，以及提供了更天然的打开和关闭特性。

应当指出，只要不脱离本发明的精神或范围，在本领域的技术熟练的人可以对本发明的用于植入病人体内的机械的心脏瓣膜进行各种更改和变化。因此，这意味着本发明包括了对本发明所作的这些更改和变化，只要它们进入了本文所公开的内容以及任何与本文公开的结构的等效物的范围。

Claims

1．一种用于假心脏瓣膜的可转动的叶状部分，包括：

一个包括前缘面和后缘面的及内表面和外表面主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，其中该内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，该外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率；以及

用来促进叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于叶状部分的对置端。

2．如权利要求1所述的可转动的叶状部分，其中，内表面具有一个从第一小翼部分到第二小翼部分的凸曲率。

3．如权利要求1所述的可转动的叶状部分，其中，外表面具有一个从第一小翼部分到第二小翼部分的凹曲率。

4．如权利要求1,2或3所述的可转动的叶状部分，其中，在靠近前缘面的内与外表面之间的距离大于在靠近后缘面的内与外表面之间的距离，以便使叶状部分具有一个类似翼型的剖面。

5．如权利要求1所述的可转动的叶状部分，其中，叶状部分是由热解碳制成的。

6．如权利要求4所述的可转动的叶状部分，其中，叶状部分是由热解碳制成的。

7．如权利要求1所述的可转动的叶状部分，其中，每个小翼部分与内和外表面以及前和后缘面相连接。

8．一种用于提前关闭的假心脏瓣膜的可转动的叶状部分，包括：

一个包括前缘面和后缘面的主要部分及内表面和外表面，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接；

用来促进叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于叶状部分的对置端；以及

关闭装置，该装置用来在血液通过心脏瓣膜大量地回流以前，使叶状部分向着关闭位置转动。

9．如权利要求8所述的可转动的叶状部分，其中，大约在通过瓣膜的流动速度达到最大值时，该关闭装置使叶状部分向着关闭位置转动。

10．如权利要求8所述的可转动的叶状部分，其中，关闭装置包括一个这样的构形，其中的内表面具有一个从前缘面到后缘面的凸曲率，外表面具有一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。

11．权利要求10所述的可转动的叶状部分，其中，关闭装置还包括一个这样的构形，其中的靠近前缘面处的内与外表面之间的距离大于靠近后缘面处的内与外表面之间的距离，以便使叶状部分具有一个类似翼型的剖面。

12．权利要求10所述的可转动的叶状部分，其中，内表面具有一个从第一小翼部分到第二小翼部分的凸曲率。

13．如权利要求12所述的可转动的叶状部分，其中，外表面具有一个从第一小翼部分到第二小翼部分的凹曲率。

14．如权利要求8或11所述的可转动的叶状部分，其中，叶状部分是由热解碳制成的。

15．一种机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括：

一个具有一个内环形面的环形外壳；以及

至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动，该叶状部分包括；

一个包括前缘面和后缘面及内表面和外表面的主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，该内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，该外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率；以及

16．如权利要求15所述的机械假心脏瓣膜，其中，环形外壳包括一个沿着内环形面的喷嘴形状。

17．如权利要求15所述的机械假心脏瓣膜，其中，内环形面包括用来容纳叶状部分的流入凸起。

18．如权利要求15所述的机械假心脏瓣膜，其中，至少一个叶状部分的内表面具有一个从第一小翼部分到第二小翼部分的凸曲率。

19．如权利要求18所述的机械假心脏瓣膜，其中，至少一个叶状部分的外表面具有一个从第一小翼部分到第二小翼部分的凹曲率。

20．如权利要求15,18或19所述的机械假心脏瓣膜，其中，至少一个叶状部分的靠近前缘面处的内与外表面之间的距离大于靠近后缘面处的内与外表面之间的距离，以便使该至少一个叶状部分具有一个类似翼型的剖面。

21．如权利要求15所述的机械假心脏瓣膜，还包括至少两个叶状部分。

22．如权利要求21所述的机械假心脏瓣膜，还包括至少三个叶状部分。

23．如权利要求15所述的机械假心脏瓣膜，其中，该瓣膜的外壳是由金属材料制成的。

24．如权利要求15所述的机械假心脏瓣膜，其中，至少一个叶状部分是由热解碳制成的。

25．一种提前关闭的机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括：

一个具有一个内环形面的环形外壳；以及

至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动，该叶状部分包括用来在血液通过心脏瓣膜大量的回流以前，使叶状部分向着关闭位置转动的关闭装置。

26．如权利要求25所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，大约在通过瓣膜的流动速度达到最大值时，该关闭装置使叶状部分开始向着关闭位置转动。

27．如权利要求25所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，该至少一个叶状部分包括：

一个包括前缘面和后缘面及内表面和外表面的主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接；以及

用来促进叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于至少一个叶状部分的对置端。

28．如权利要求27所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，关闭装置包括一个这样的构形，其中的内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。

29．如权利要求28所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，关闭装置还包括一个这样的构形，其中至少一个叶状部分的靠近前缘面处的内与外表面之间的距离大于靠近后缘面处的内与外表面之间的距离，以便使该叶状部分具有一个类似翼型的剖面。

30．一个机械假心脏瓣膜，包括：

一个具有一个内环形面的环形外壳；以及

至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动，该至少一个叶状部分包括一个包括前缘面和后缘面及内表面和外表面的主要部分，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，以及用来促进该至少一个叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于叶状部分的对置端；以及

适合用来分别与第一和第二小翼相配合的第一和第二叶状部分的枢轴结构，该枢轴结构用来促进该至少一个叶状部分在打开与关闭位置之间的转动，每个第一和第二叶状部分的枢轴结构包括：

一个从外壳的内环形面伸出的流入凸起，该凸起适合用来与在打开与关闭位置中的一个位置上的小翼部分中的一个相接触；以及

一个从外壳的内环形面伸出的关闭凸起，该凸起适合用来与在关闭位置上的小翼部分中的一个相接触，其中关闭凸起和流入凸起被赋于某种构形并且互相之间间隔一定距离，以便增加靠近一个小翼部分处的流动速度。

31．如权利要求30所述的机械假心脏瓣膜，其中，每个流入凸起具有一个靠近环形外壳的内表面的第一宽度，以及一个小于该第一宽度的远离瓣膜外壳的内表面的第二宽度。

32．如权利要求30所述的机械假心脏瓣膜，其中，每个关闭凸起具有一个靠近环形外壳的内表面的第一宽度，以及一个小于该第一宽度的远离瓣膜外壳的内表面的第二宽度。

33．如权利要求30所述的机械假心脏瓣膜，其中，环形外壳限定了至少一个在靠近流入凸起和关闭凸起处从其中穿过的孔。

34．如权利要求33所述的机械假心脏瓣膜，其中，当该至少一个叶状部分处于打开位置时，流入凸起和关闭凸起之间的距离减少，以便把至少一部分血流引导到通过该至少一个孔流出。

35．如权利要求30所述的机械假心脏瓣膜，其中，该至少一个叶状部分的内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，以及该至少一个叶状部分的外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。

36．如权利要求35所述的机械假心脏瓣膜，其中，靠近前缘面的在内与外表面之间的距离大于靠近后缘面的在内与外表面之间的距离，以便使至少一个叶状部分具有一个类似翼型的剖面。

37．一种机械假心脏瓣膜，包括：

一个环形外壳，该外壳具有一个内环形面并且限定至少一个穿过该环形面的孔；以及

至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动，该至少一个叶状部分包括一个主要部分以及用来促进叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于叶状部分的对置端，其中，当在打开位置与关闭位置之间转动时，该至少一个叶状部分中没有任何一部分被容纳在该至少一个孔中，以便在靠近一个小翼部分处提供增加的血液流量。

38．如权利要求37所述的机械假心脏瓣膜，其中，该环形的瓣膜外壳包括适合用来分别与第一和第二小翼相配合的第一和第二叶状部分的枢轴结构，该枢轴结构用来促进该至少一个叶状部分在打开与关闭位置之间的转动，每个第一和第二叶状部分的枢轴结构包括：

一个从外壳的内环形面伸出的关闭凸起，该凸起适合用来与在关闭位置上的小翼部分中的一个相接触，其中关闭凸起和流入凸起被赋于某种构形并且互相之间间隔一定距离，以便引导血流通过穿过该环形面的该至少一个孔流出。

39．如权利要求37所述的机械假心脏瓣膜，其中，至少一个叶状部分的主要部分包括前缘面和后缘面及内表面和外表面，该前缘面和后缘面与内表面和外表面相连接，以及其中内表面通常限定一个从前缘面到后缘面的凸曲率，外表面通常限定一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。

40．如权利要求39所述的机械假心脏瓣膜，其中，靠近前缘面处的内与外表面之间的距离大于靠近后缘面处的内与外表面之间的距离，以便使至少一个叶状部分具有一个翼型的剖面。

41．如权利要求38所述的机械假心脏瓣膜，其中，该至少一个穿过环形面的孔靠近打开和关闭凸起。

42．如权利要求37所述的机械假心脏瓣膜，其中，环形的瓣膜外壳是由金属材料制成的。

43．如权利要求37所述的机械假心脏瓣膜，其中，至少一个叶状部分是由热解碳制成的。

44．一种提前关闭的机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括：

一个具有一个内环形面的环形外壳；以及

至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动，该至少一个叶状部分包括一个提前关闭装置，该装置用来使叶状部分产生一个向着关闭位置转动的趋势，使得叶状部分在血液开始通过心脏瓣膜回流以前大体上关闭。

45．如权利要求44所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，在血液开始通过心脏瓣膜回流以前，该至少一个叶状部分关闭50％以上。

46．如权利要求45所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，在血液开始通过心脏瓣膜回流以前，该至少一个叶状部分关闭60％以上。

47．如权利要求46所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，在血液开始通过心脏瓣膜回流以前，该至少一个叶状部分关闭70％以上。

48．如权利要求47所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，在血液开始通过心脏瓣膜回流以前，该至少一个叶状部分关闭80％以上。

49．如权利要求48所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，在血液开始通过心脏瓣膜回流以前，该至少一个叶状部分关闭90％以上。

50．如权利要求46所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，该至少一个叶状部分还包括：

用来促进至少一个叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于至少一个叶状部分的对置端，每个小翼部分具有一个靠近环形的瓣膜外壳的第一端和一个与该第一端相对置的第二端。

51．如权利要求50所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，提前关闭装置包括一个这样的构形，其中该至少一个叶状部分的内表面具有一个从前缘面到后缘面的凸曲率，以及外表面具有一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。

52．如权利要求51所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，提前关闭装置还包括一个这样的构形，其中该至少一个叶状部分在靠近前缘面处的内与外表面之间的距离大于靠近后缘面处的内与外表面之间的距离，以便使至少一个叶状部分具有一个翼型的剖面。

53．如权利要求50所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，至少设置有一个穿过环形外壳的孔，以便当至少一个叶状部分位于打开位置时，可使血液流过至少一个小翼部分的第一端。

54．一种提前关闭的机械假心脏瓣膜，该瓣膜包括：

一个具有一个内环形面的环形外壳；以及

至少一个与该内环形面邻接的叶状部分，该叶状部分能在一个允许血液通过心脏瓣膜流动的打开位置与一个阻止血液通过心脏瓣膜流动的关闭位置之间转动，该至少一个叶状部分包括具有复合曲率的表面，以便用来使该至少一个叶状部分向着关闭位置转动，使得该至少一个叶状部分在血液开始通过心脏瓣膜回流以前大体上关闭。

55．如权利要求54所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，当通过瓣膜的流动速度达到最大值时，所述具有复合曲率的表面将使该至少一个叶状部分开始向着关闭位置转动。

56．如权利要求54所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，该至少一个叶状部分还包括：

用来促进该至少一个叶状部分转动的第一和第二小翼部分，它们分别位于该至少一个叶状部分的对置端，每个小翼部分具有一个靠近环形的瓣膜外壳的第一端和一个与该第一端相对置的第二端。

57．如权利要求56所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，该复合曲率包括一个这样的构形，其中该至少一个叶状部分的内表面具有一个从前缘面到后缘面的凸曲率，以及外表面具有一个靠近前缘面的凸曲率和一个靠近后缘面的凹曲率。

58．如权利要求57所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，该复合曲率包括一个这样的构形，其中至少一个叶状部分在靠近前缘面处的内与外表面之间的距离大于靠近后缘面处的内与外表面之间的距离，以便使至少一个叶状部分具有一个翼型的剖面。

59．如权利要求56所述的提前关闭的机械假心脏瓣膜，其中，至少设置有一个穿过内环形面的孔，以便当该至少一个叶状部分位于打开位置时，可使血液流过该小翼部分至少一个的第一侧。