Prosthetic Heart Valves — Mechanical vs Bioprosthetic, PPM, Thrombosis & Selection Algorithm
Source: Digest จาก teaching-log 2 เวอร์ชัน (Ch77 + valve-selection note + Ch79, เนื้อหา overlap มาก — รวมเป็นเพจเดียว) + live search (18 ก.ค. 2026). Shape C (Device) — สำหรับ TAVR-specific device/complication → ดู TAVR แยก (transcatheter valve เป็นคนละ device)
⚙️ Mechanism & Hemodynamic Effects — 2 Valve Types
| Type | Hemodynamic Phenotype | Durability |
|---|---|---|
| Mechanical (pyrolytic carbon) | Hinge → turbulent flow + blood stasis → high shear stress → platelet activation + intrinsic coagulation pathway → ต้อง VKA ตลอดชีวิต | แทบไม่ SVD |
| Bioprosthetic (porcine/bovine pericardium) | Hemodynamic ใกล้เคียงธรรมชาติ → thrombogenicity ต่ำ | Glutaraldehyde fixation → phospholipid residue + Ca²⁺ → dystrophic calcification • cyclic stress → collagen fragmentation → SVD |
🎯 Indications & Selection Algorithm
| Choice | Age Criteria (2020 ACC/AHA) | Age Criteria (2025 ESC/EACTS) | Mechanism |
|---|---|---|---|
| Mechanical | < 50 ปี | < 60 ปี (Aortic) / < 65 ปี (Mitral) | SVD เร็วมากในคนอายุน้อย (calcium turnover สูง) — reoperation ซ้ำ → mortality สะสมสูงกว่า |
| Bioprosthetic | > 65 ปี | > 65 ปี (Aortic) / > 70 ปี (Mitral) | Calcium turnover ช้าลง → SVD ช้าลง สอดคล้อง life expectancy |
| Individualized (gray zone) | 50–65 ปี | 60–65 (Aortic) / 65–70 (Mitral) | Shared decision-making — lifestyle, ViV suitability |
Compelling indications:
- Mechanical always ถ้ามีข้อบ่งชี้ VKA ตลอดชีวิตอยู่แล้ว (AF, VTE)
- Bioprosthetic ถ้ามี CI ต่อ VKA, ติดตาม INR ไม่ได้, หรือ life expectancy สั้น (มะเร็งลุกลาม)
ตั้งครรภ์/childbearing age: VKA เสี่ยง fetal teratogenicity ช่วง 1st trimester → bioprosthetic ปลอดภัยกว่า — แต่ต้อง counsel เรื่อง accelerated SVD จาก pregnancy hemodynamic/metabolic change
🚨 Contraindications & Complications
Patient-Prosthesis Mismatch (PPM)
EOA เล็กเกินไปเทียบ BSA → abnormally high transvalvular gradient แม้ leaflet เปิดปกติ → LV pressure overload คงอยู่ → ขัดขวาง reverse remodeling
| Severity (Aortic) | iEOA | Consequence |
|---|---|---|
| Moderate | ≤ 0.85 cm²/m² (≤0.90 ถ้า BMI>30) | Exertional dyspnea |
| Severe | ≤ 0.65 cm²/m² (≤0.70 ถ้า BMI>30) | เทียบเท่า severe native AS, mortality ↑ |
Mechanical Valve Thrombosis
INR ต่ำกว่า target → thrombus ที่ hinge → restriction → acute severe stenosis/regurgitation → cardiogenic shock
Bioprosthetic Valve Thrombosis (BPVT) / HALT
Neo-sinus stasis → fibrin thin layer (Hypoattenuated Leaflet Thickening) → leaflet motion ↓ → gradient ↑ progressive, ± embolic stroke
💊 Antithrombotic Therapy (หลักการ + target — หากต้อง order เต็ม → สร้างใน Standing Order)
| Valve | Drug | Target |
|---|---|---|
| Mechanical — Aortic, no risk factor | VKA | INR 2.5 |
| Mechanical — Aortic + risk factor / Mitral (ทุกชนิด) | VKA | INR 3.0 (Mitral +risk → 3.5) |
| On-X Aortic valve (เจาะจง) | VKA + Aspirin 75-100 mg/day | INR 1.5–2.0 (หลัง 3 เดือน, Class IIb) |
| Bioprosthetic surgical | VKA หรือ Aspirin | 3 เดือนแรก → Aspirin ตลอดชีวิต |
Risk factors สำหรับ target INR สูง: AF, prior thromboembolism, LVEF<35%, hypercoagulable state
❗ห้ามเด็ดขาด: DOACs ใน mechanical valve ทุกชนิด (RE-ALIGN trial — dabigatran เพิ่ม thromboembolism + bleeding) — contact activation บน metal surface ไม่ถูกยับยั้งด้วย DOAC mechanism
🚨 Management — PVT & SVD
Obstructive Mechanical PVT:
- Emergency valve replacement (Class I) — critically ill, no absolute CI
- Fibrinolysis (IIa) — right-sided PVT, small thrombus (<0.8 cm²), high surgical risk
BPVT/HALT: VKA trial (target INR 2.5) — reversible leaflet restriction → gradient กลับมาปกติใน 1–3 เดือน
SVD: Re-do SAVR (low risk) vs Valve-in-Valve TAVI (ViV-TAVI) (high surgical risk) — ต้องระวัง severe PPM หลังสอดซ้อนเข้าไป
🔍 Supplementary: Echo of Prosthetic Dysfunction, Thrombus vs Pannus, Fibrinolysis & ESC INR Matrix
Prosthesis types & normal Doppler
Mechanical: bileaflet (3 physiologic jets), single tilting disc (central jet), caged-ball. Biologic: stented / stentless / percutaneous; homograft AV = ทน IE ดีกว่า + physiologic + thrombogenicity ต่ำ. Normal “closing volume” jet (< 50% of phase) สั้นแคบ ไม่ turbulence. Physiologic leak = สั้น-แคบ-ไม่ aliasing-within sewing ring; pathologic = กว้าง-eccentric-aliasing-รอบ/นอก sewing ring. Rocking motion > 40% = dehiscence
Echo criteria — Aortic prosthetic stenosis (key: AT > 100 ms)
Peak velocity > 3 m/s · mean gradient > 20 mmHg · DVI < 0.3 (VTI LVOT/AV) · AT > 100 ms หรือ AT/ET > 0.4 · jet contour กลม (round) = stenosis, triangular = normal · EOA < 1.2 cm² หรือ EOAi < 0.85 cm²/m²
Echo criteria — Mitral prosthetic stenosis (key: PHT > 130 = high PPV; peak E ≥ 1.9 = high NPV)
| Parameter | Normal | Possible stenosis | Significant stenosis |
|---|---|---|---|
| Peak velocity (m/s) | < 1.9 | 1.9–2.5 | ≥ 2.5 |
| Mean gradient (mmHg) | < 5 | 5–10 | > 10 |
| VTI(MV)/VTI(LVOT) | < 2.2 | 2.2–2.5 | > 2.5 |
| EOA (cm²) | ≥ 2 | 1–2 | < 1 |
| PHT (ms) | < 130 | 130–200 | > 200 |
(Bileaflet MV: E ≥ 2.4 m/s จึงสงสัย.) Tricuspid prosthesis: stenosis ถ้า peak vel > 1.7 m/s, mean gradient ≥ 6 mmHg, PHT ≥ 230 ms
PPM (prosthesis-patient mismatch)
Aortic EOAi ≤ 0.85 cm²/m²; Mitral EOAi ≤ 1.2 cm²/m²
Thrombus vs Pannus
| Parameter | Thrombus | Pannus |
|---|---|---|
| Valve/position | Mechanical > bio; MVR > AVR | Mech = bio; AVR > MVR |
| History | Inadequate OAC, ระยะสั้น | นานหลังผ่าตัด, ค่อยเป็น |
| Echo | ใหญ่, soft, mobile, เกิน valve limits | เล็ก, echo-dense, fixed, annular |
| CT Hounsfield | HU < 145 (HU < 90 → thrombolytic ได้ผลดี) | HU ≥ 145 |
Fibrinolytic regimens (left-sided prefer surgery; right-sided prefer lysis)
- rTPA 10 mg bolus → 90 mg over 90 min ร่วมกับ UFH; หรือ streptokinase 1.5 MU over 60 min (ไม่ต้อง UFH)
- Favor surgery: มี surgical expertise, low surgical risk, CI ต่อ lysis, recurrent thrombosis, NYHA IV, clot > 0.8 cm², LA thrombus, concomitant CAD/valve disease, สงสัย pannus
- Favor fibrinolysis: ไม่มี surgery, high surgical risk, first episode, small clot ≤ 0.8 cm², เห็น thrombus ชัด
- Embolism + residual thrombus ≥ 10 mm → surgery
ESC prosthetic-valve target INR by thrombogenicity (verified 2021/2025 ESC)
| Thrombogenicity | No patient risk factor | ≥ 1 risk factor |
|---|---|---|
| Low | 2.5 | 3.0 |
| Medium | 3.0 | 3.5 |
| High | 3.5 | 4.0 |
Risk factors: MVR/TVR, prior thromboembolism, AF, mitral stenosis ระดับใดก็ตาม, LVEF < 35%. Low thrombogenicity: Carbomedics, Medtronic Hall, ATS, St Jude Medical, On-X, Sorin Bicarbon. High: Lillehei-Kaster, Omniscience, Starr-Edwards (caged-ball) & older tilting-disc. All mechanical MV → INR ≥ 3.0; add low-dose ASA เมื่อ TE ซ้ำขณะ adequate INR (IIa) หรือ concomitant CAD (IIb)
🗿MRI ในผู้ป่วย prosthetic valve: 1.5T ปลอดภัยทุกชนิด รวมทั้งทันทีหลังผ่าตัด; 3T น่าจะปลอดภัยเช่นกัน (ไม่แตะภาพตามคำแนะ)
🚨 STRICT AVOIDANCE / RED FLAGS
- ห้าม DOAC ใน mechanical valve ทุกชนิด (Class III harm) — ไม่เพียงพอยับยั้ง contact activation
- Thrombus ขนาดใหญ่ (≥0.8 cm²/>10mm) + left-sided → ห้าม fibrinolysis — fragmentation → catastrophic systemic embolization, ต้องผ่าตัด
- ViV-TAVI ต้องเช็ค severe PPM ก่อนเสมอ — valve ซ้อนทำให้รูเปิดเล็กลงอีก
🎯 High-Yield Recall
- Mechanical = VKA ตลอดชีวิต, no DOAC; Bioprosthetic = Aspirin/VKA ชั่วคราว 3 เดือน
- 2025 ESC/EACTS age cutoff: mechanical <60(Ao)/<65(MV); bioprosthetic >65(Ao)/>70(MV)
- PPM severe = iEOA ≤0.65 cm²/m² (Aortic) — เทียบเท่า severe AS
- INR target: Aortic 2.5(no RF)/3.0(RF); Mitral 3.0(no RF)/3.5(RF)
- Pitfall: RE-ALIGN trial → DOAC ห้ามอย่างเด็ดขาดใน mechanical valve
-
🔍 Verification status
✅ Searched & verified (18 ก.ค. 2026):
- 2025 ESC/EACTS age cutoff: MHV <60 (aortic)/<65 (mitral); bioprosthetic >65 — ยืนยันตรง (EJPC/JACC guideline comparison); ACC/AHA ใช้ <50 (mechanical)
- DOAC contraindicated ใน mechanical valve ทุกชนิด (Class III) — ยืนยันใน 2025 ESC/EACTS (RE-ALIGN: dabigatran เพิ่ม thromboembolism+bleeding)
- หลัง TAVI: low-dose aspirin preferred ถ้าไม่มี independent OAC indication (2025 ESC)
⚠️ จาก source/textbook, ยังไม่ re-verify รายตัว: INR target ทั้งหมด (2.5/3.0/3.5), PPM iEOA cutoff, On-X INR 1.5–2.0 (IIb), fibrinolysis thrombus size cutoff
🔴 แก้แล้วจากฉบับก่อน (18 ก.ค. 2026): reframe section “Antithrombotic Order Set” → “Antithrombotic Therapy (หลักการ)” ตาม cross-database linking (order เต็มควรอยู่ Standing Order); ลบ corrupted block ท้ายเพจ (escape พัง + JSON fragment)