基于直肠感知功能重建的人工肛门括约肌研究

植入式人工肛门括约肌为大便失禁的治疗开辟了一条新途径，而无法重建患者直肠感知功能成为制约其推广应用的主要瓶颈。本课题针对该瓶颈，开展基于直肠感知功能重建的人工肛门括约肌关键技术研究。具体内容包括：1、研究人体肠道粪便量检测理论和方法，利用信息熵提取人体直肠粪便量信息的非平稳特征，并基于决策融合理论建立直肠感知功能预测模型，重建大便失禁患者的直肠感知功能；2、利用微机电系统（MEMS）等工程技术研制重建肛门括约肌肌群功能的人工肛门括约肌系统，使大便失禁患者能够对其进行主动控制；3、建立人工肛门括约肌-人体肠道组织的生物力学相容性模型，研究人工肛门括约肌的生物相容性；4、研制植入式人工肛门括约肌系统的实验样机，开展模拟人体肠道环境实验研究，最后通过植入活体动物实验验证研究成果。本课题旨在探索人工肛门括约肌研究的新方法，提高我国人工器官研究的基础理论水平，最终在临床上造福大便失禁患者。

治疗大便失禁的传统方法很多，但都存在一定的缺陷，已经不能满足患者的需求，人工肛门括约肌为大便失禁的治疗开辟了一条新途径；但是，现有的人工肛门括约肌具有患者无法“感知”肠道粪便量、不能自主控制排便的时间、需要通过手动挤压的方式使泵工作、价格昂贵等缺陷，尤其在直肠感知功能重建的研究尚无显著进展，因此围绕目前人工肛门括约肌研究无法重建患者直肠感知功能这一关键问题，进行相关技术方法的深入探索和研究，开发出符合人体生理要求的人工肛门括约肌系统已经成为医学研究的一个重要方向。. 本项目以人工肛门括约肌为研究对象，着重进行人工肛门括约肌直肠感知功能重建的理论方法研究，同时针对特征向量选取算法优化的相关方法进行积极探索，并在此基础上构建人工肛门括约肌直肠感知功能重建的实验平台，以验证相关方法技术的可行性和有效性，所做主要研究工作与贡献如下：. 首先，研究了人体肠道粪便量检测理论和方法，利用信息熵提取人体直肠粪便量信息的非平稳特征，并基于决策融合理论建立了直肠感知功能预测模型，有效的重建了大便失禁患者的直肠感知功能；其次，利用微机电系统（MEMS）等工程技术研制了重建肛门括约肌肌群功能的人工肛门括约肌系统，实现了大便失禁患者能够对其进行主动控制；最后，研制了植入式人工肛门括约肌系统的实验样机，开展了直肠感知功能重建实验研究，验证了本项目的研究成果。本项目开展的研究工作能够为大便失禁患者人工器官的最终临床应用提供理论方法依据与技术基础支持。