A Comparison of Five Mechanical Heart Valves Investigated in a Pulse Duplicator System with Flexible Vessels - Ein Vergleich von fünf mechanischen Herzklappen untersucht in einem Kreislaufsimulationsmodell mit flexiblen Gefäßen

Abstract

In order to determine the effectiveness of mechanical heart valves, two different types of mechanical heart valves, three tilting disc valves (BS-SD, BS-CCD, BS-M) and two büeaflet valves (St. Jude Medical, Duromedics) all with the same size of annulus diameter -d A = 29 mmwere investigated in the mitral position of a mock circulation under pulsatile flow conditions. Flow, pressure, and orifice area were measured. Insufficiency, mean orifice area, discharge coefficient, performance index and efficiency index were calculated. The tilting disc valves investigated are associated with a smaller reflux volume and than insufficiency than the bileaflet valves. The büeaflet valves have greater orifice areas, and thus smaller pressure drops, than the tilting disc valves. The St. Jude Medical valve has the largest orifice areas, but also the highest reflux volume and insufficiency. The insufficiency of the Duromedics valve is slightly higher than that of the tilting disc valves. The orifice area of the Duromedics is greater than that of the tilting disc valves and smaller than that of the St. Jude Medical valves. Although the bileaflet valves have the better efficiency index, none of the valve types is superior in all hydrodynamic criteria. Both valve types -the bileaflet valves and the tilting disc valves -have different hydrodynamic advantages and disadvantages. Schlüsselwörter: Herzklappen, Modellkreislauf, Regurgitation, Öffnungsfläche, Mitralklappenersatz Zur Bestimmung des Wirkungsgrades mechanischer Herzklappen wurden zwei verschiedene Typen mechanischer Herzklappen, drei Kippdeckelprothesen (Björk-Shiley SD; Björk-Shiley CCD; Björk-Shiley Monostrut) und zwei Zweiflügelprothesen (St. Jude Medical; Duromedics) mit gleichem Anulusdurchmesser d A = 29 mm in einem Kreislaufsimulator in Mitralposition unter pulsierenden Durchflußbedingungen untersucht. Durchfluß, Druck und Klappenöffnungs-fläche wurden gemessen. Insuffizienz, mittlere Klappenöffnungsfläche, Durchflußkoeffizent, Leistungsindex und Wirkungsgrad wurden berechnet. Die untersuchten Kippdeckelprothesen weisen im Vergleich zu den Zweiflügelprothesen ein geringeres Rückstromvolumen und geringere Insuffizienz auf. Die Zweiflügelprothesen zeigen größere Klappenöffnungsflächenwerte und damit geringere Druckverluste als die Kippdeckelprothesen. Die St. Jude Medical weist zwar die größten Klappenöffnungsflächen, aber auch das höchste Rückstromvolumen bzw. Insuffizienz auf. Die Insuffizienz der Duromedics ist geringfügig höher als die Insuffizienz der Kippdeckelprothesen. Die Klappenöffnungsfläche ist größer als die Klappenöffnungsfläche der Kippdeckelprothesen und kleiner als die Klappenöffnungsfläche der St, Jude Medical. Obwohl die Zweiflügelklappen einen besseren Wirkungsgrad aufweisen, ist keiner der beiden Klappentypen in allen hydrodynamischen Beurteilungskriterien überlegen. Beide Klappentypen, die Zweiflügelklappen und die Kippdeckelprothesen, weisen unterschiedliche hydrodynamische Vorteile und Nachteile auf.