文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
人工肛门括约肌系统关键技术及实验研究
姓名:罗念亭
申请学位级别:硕士
专业:精密仪器及机械
指导教师:颜国正
20081201
摘要
人工肛门括约肌系统关键技术及实验研究

摘要

肛门失禁指四岁以上患者出现反复发生的不能控制排便的症状,并持
续一个月以上。由于该病症的特殊性,病人难以启齿,因此该病例数目往
往被低估,所以研发一种隐蔽、可靠的植入式人工肛门括约肌系统至关重
要。美国、日本、英国、德国等都对人工肛门括约肌进行了研究,然而存
在不足,因此,开展新型的人工肛门括约肌系统研究具有十分重要的意义。
本论文依托国家自然科学基金项目“原位植入式人工肛门括约肌重建
理论及其关键技术研究”(编号:30800235)、教育部博士点基金新教师基
金“基于经皮供能的反馈式人工肛门括约肌实验研究”(编号:
20070248094)和上海交通大学青年教师基金“反馈式人工肛门括约肌系统
预研”(编号:06DBX006),对人工肛门括约肌重建及其关键技术进行了深
入研究。
论文提出了人工肛门括约肌系统的设计原理,通过传感器、单片机、
无线通信和微执行机构来分别模拟人体肛门直肠神经、大脑中枢神经、神
经信号传输和肛门括约肌的功能。从总体上给出了体内装置和体外装置的
结构,并分别对此设计的关键点进行了攻关研究。
论文着重介绍该系统设计的关键技术。首先,在微执行机构上提出了
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摘要
三种新型微型泵:滚轮式微型泵、凸轮式微型泵和注射式微型泵。阐述了
各种微型泵的工作原理和优劣,比较了工作效率。其次,在经皮能量传输
上建立了串联谐振电路和并联谐振电路效率模型,分析了影响传输效率的
因素。第三,在肛门直肠动力学的研究中,提出了一种血液流速与压强的
关系模型。此外对直肠感知功能实现、单片机及无线通讯模块进行了研究
设计。
论文通过三方面实验来论证该系统的可实施性。微型泵实验包括微型
泵输出力、工作时间的测定以及工作电压的选择。经皮能量传输实验讨论
了能量传输效率与线圈轴向间距、径向间距、夹角、负载之间的关系。人
工肛门括约肌系统的模拟实验研究了阈值设定这一难点问题。
最后,论文总结了该系统功能上的创新,尤其突出了微型执行机构,
经皮能量传输,并提出了今后的改进方向,为将来的研究提供了丰富的素
材,打下了扎实的基础。
关键词:人工肛门括约肌,经皮能量传输,微型泵,肛门直肠动力学

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ABSTRACT
RESEARCH ON CRITICAL TECHNOLOGY AND
EXPERIMENTS OF ARTIFICIAL ANAL SPHINCTER
SYSTEM

ABSTRACT

Fecal incontinence refers to the symptoms that people over four years old
lose control of defecation repetitively for more than one month. The number of
the patients is usually underestimated as a result of embarrassment and
unwillingness to discuss the problem with their doctors. Therefore, it is
important to develop an invisible, reliable and implantable artificial anal
sphincter system. This problem has attracted many researchers in America,
Japan, Britain and Germany. However, the systems they devised have
ings, so a novel artificial anal sphincter system is of great importance
to be developed.
This thesis is funded by National Natural Science Foundation Project
“Implantable in-situ Artificial Anal Sphincter’s Reconstruction Theory and its
Critic