機械弁とは 【2025年最新版】

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最終更新日 2025年1月4日

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◾️機械弁とは

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主要部分が金属やカーボンでできた人工弁のことを機械弁と呼びます。主要部が柔らかい生体組織でできた生体弁と両極をなす存在です。

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かつてはこの機械弁が人工弁の主流を占めていました。

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◾️第一世代の機械弁・ボール弁

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機械弁は当初 BallValve、ボール型の閉塞子がラムネ玉のように前後して血液の逆流を防ぐという簡単な構造のボール弁からスタートしました(右図)。

ボール弁たとえばStar-Edwards弁はその簡単な構造のおかげで長持ちし、一世を風靡した感がありますが、血液の流れ方が不自然で、弁の材質も洗練されていなかったためか、血栓や塞栓が多発し、次第にディスク弁に置き換わって行きました。

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◾️第二世代の機械弁・ディスク弁

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ディスク弁はまず弁の開閉部が1枚のタイプが世に出ま BSvalveした。
その代表例がBjork-Shiley(ビジョロクシャイリ―弁)です(左図)。
ボール弁より高性能で血栓塞栓の合併も少なくなりましたが、
弁の開閉部が何かにひっかかると弁機能不全が起こりやすく、1枚のためその1枚がやられると命にかかわることもあり、
次第に次の二葉弁に代わって行きました。

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◾️第三世代の機械弁・二葉ディスク弁

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二葉のディスク弁の代表格はやはりSJM弁でしょう。
1970年代にアメリカで開発され、世界中を席巻した感がありました。リラハイ先生という僧帽弁手術のパイオニアが開発されました。

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何と言っても高 StJudeValve性能で血行動態が優れているだけでなく、ヒンジ部分での血液のよどみを巧みに回避するデザインで血栓塞栓症の頻度もうんと改善しました。

また僧帽弁位に植え込むときには左室内へ突出するのがわずかで、当時先端技術であった腱索乳頭筋温存する僧帽弁置換術にも適しており、世界中から受け入れられました。70年経った今見ても、なお先進的なデザインで、思わず脱帽してしまうほどの優れものです。しかも材質は当時の宇宙船にも採用されていたパイロライト・カーボンで血栓できにくく磨耗もしにくいという特長があります。

その後さまざまな改良を加えて二葉の機械弁が世にでて、現在まで機械弁の主流はこの二葉のディスク弁です。

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◾️機械弁の長所は

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機械弁は生体弁と比べて弁口面積(弁が開いたときの口の大きさ)が大きいため高性能です。
これは大動脈弁位に植え込むとき、その患者さんが狭小弁輪といって小さい弁輪しか持っていないときに特に有利です。
近年の人工弁は機械弁も生体弁も性能が向上しましたが、弁口面積という意味ではやはり機械弁に軍配があがります。

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こうした特性をうまく活かし、機械弁が患者さんに益するときには現在も機械弁が選択されます。

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◾️機械弁の短所は

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ワーファリン3332001F1024ただし機械弁は生体弁と違って血栓ができやすく、ワーファリンというお薬を一生飲む必要があります(左図)。

このためワーファリンが不利な状況の患者さんあるいはワーファリンを嫌う患者さんには生体弁を選択することがあります。
もちろん生体弁にはその弱点がありますので、それらの得失をよく勘案して決定します。

それから術後、長年にわたって患者さんをお守りする立場にある者としては、腕の見せ所でもあります。ワーファリンの丁寧なコントロールによって機械弁の長期成績が弁形成のそれに匹敵するというデータがあるからです。それには単に薬の調整だけでなく、生活、食事や食べ物の調整・指導が必須です。これを私たちは実践しています。

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◾️まとめ

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機械弁よりも生体弁よりも優れているもの、それは自然のままの、もとの弁です。
そこでもとの弁を修復し、長持ちする形で活用する弁形成が高い評価を受けているのです。
しかし形成できないほど壊れた弁ではやはり機械弁などの人工弁が必要で、まだまだ進歩改善の努力がなされるべき領域です。しっかりやればその努力は報われる可能性があるのです。

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執筆:米田 正始
福田総合病院心臓センター長 仁泉会病院心臓外科部長
医学博士 心臓血管外科専門医 心臓血管外科指導医
元・京都大学医学部教授
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事例: 二弁置換の術後20年、高度の心不全で再手術を受けた患者さん

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弁膜症患者さんは機械弁で弁置換を受ければ、元気になります。

しかし10年、20年、30年と時間が経つと、人工弁やその周囲組織に新たな問題が起こることがあります。

日々の健康管理をしっかりする必要があるのです。

この患者さんは53歳男性で、起坐呼吸つまり横になると息苦しくなるという高度の心不全となって来院されました。

20年前に他院で大動脈弁置換術僧帽弁置換術を受け、元気にしておられました。

術前XPところが4年前に糖尿病と心不全のため、赴任地の病院で3回、入院治療が必要となりました。

以後も半年前と1か月前の2回、心不全のため近くの病院に入院を余儀なくされました。

そこで人工弁の機能不全という困った問題を指摘され、米田正始の外来へ来られました。

来院時の胸部X線では心臓が高度に拡張していました(右図、胸の大半が心臓になっています)。

心エコーでも左室拡張末期径73mm、左房前後径67mmといずれもひどく拡張していました。

術前エコーDさらに僧帽弁(機械弁)のむかし縫い付けた場所が裂けて逆流が発生し、肺高血圧も52-57mmHgと高くなし、三尖弁も強く逆流していました(左図、赤白黄青まじりのジェットが逆流です)。

心臓のホルモンであるProBNPも3260と極めて高く、総ビリルビンも2.4と上昇していました。

人工弁周囲の逆流のため赤血球が日々壊れているのです。

これまで重症心不全や肝臓・腎臓・肺などを含めた多臓器不全の患者さんへの治療に取り組んできた経験から、まず入院いただき時間をかけてじっくりと全身状態を改善しました。

その結果、1か月で体重は10kgも減少し体内の余分な水分が取れました。

まだ弁を治す前の段階ですから、左室や左房のサイズはさすがに不変でしたが、左室駆出率も18%から30%へ改善しました。

肺動脈圧も52-57mmHgから33-38mmHg へと軽減し、IVC下大静脈径も31mmから20mmへ改善しました。

術中PVL発見そのタイミングで満を持して心臓再手術を行いました。

人工弁(機械弁)は一部はずれて穴が開いた形になっており(右図、黒い人工弁の右側に見える黒い穴が逆流口です)、

それ以外の部位も今後はずれそうに弱いため、この古い機械弁を切除し、新しいものをしっかりと入れ直しました。

Done新しい機械弁のすわりはしっかりとし、良好でした。

左図は新しい人工弁を示します。

かつて穴が開いていたところもがっちりと補強し、安定をはかりました。

術後経過は、手術前の状態を考えると良好で、出血も少なく心不全も軽く、手術翌朝一般病棟へ戻られました。

術後2日目から歩行練習を開始、10日目に軽快退院されました。

術後XP術後胸部X線写真でも明らかな改善が認められ、ちょっと大げさに言えば人間らしい心臓になりました(右図)。

3年近く経った現在も外来でお元気な姿をみせて下さいます。

これからさらに健康管理し、楽しく元気に暮らして頂ければと思います。

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④ 弁置換術

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⑤ 人工弁

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       ◆ ステントレス僧帽弁: ブログ記事で紹介

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5) 再手術(再開心術)

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② とくに弁形成の再手術について

 

 

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執筆:米田 正始
福田総合病院心臓センター長 仁泉会病院心臓外科部長
医学博士 心臓血管外科専門医 心臓血管外科指導医
元・京都大学医学部教授
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心臓手術を受けた患者さんが大震災のとき健康を守る方法――1 機械弁

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1.    人工弁(機械弁)をおもちの患者さん:

StJudeValveこれはとくに重要です。ワーファリンが1-2日切れてもただちに大問題になることは少ないですが、一日も早くワーファリンを再開することが生きるために必要です

そのために日頃からワーファリンを少し余裕持って温存しておくことと、普段の使用量を覚えておくことが役立ちます

 

もしプラザキサが入手可能なら安全に大変貢献します。

75㎎カプセルを2つ、それを一日2回服用できればかなり血栓は予防しやすいでしょう。

機械弁の抗凝固療法としてプラザキサが十分であるという確証はまだありませんが、理論的にはかなり良いことが予想されます。

このままではダメというときの緊急避難としては良いでしょう

一日も早く病院を探してワーファリンを再開する、それまではせめて脱水を防ぐ、バイアスピリンやパナルディン、プラビックス、アンプラーク、エパデールその他の抗血小板剤が手元にあれば、あるいはご家族や友人が持っておられたら、1錠でも飲んでおけば、約数日―1週間はある程度以上の効果があります。

病院へ電話やメールの問い合わせは通常できませんが、私の患者さんの場合はできる限り対応できます。それからツイッターやフェイスブックなら連絡がつくことがありますので、覚えておいて損はありません。

ともあれ大丈夫なうちに至急、病院へ行く手段を考えて下さい。

 

納豆

納豆は小さい容器1つ分でもワーファリンを完全に中和します。機械弁の患者さんは決して食べないように。

そしてくれぐれも納豆を食べないように。

 

食べたら1日以内に死亡のリスクが起こります。

 

機械弁ではなく、心房細動のためにワーファリンを飲んでおられる方も、上記よりは多少余裕はあるものの、できるだけ早くワーファリン再開への努力をお願いします。

この場合も上記の抗血小板剤の一粒でも役に立ちます。

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