经皮供能的人工肛门括约肌生物电磁相容性及应用实验研究

Currently there are no effective treatment measures for various types of anal incontinence on clinical, and artificial anal sphincter is a new breakthrough for the treatment of fecal incontinence, which temporarily or permanently replaces the implanted patients’ natural sphincter to control defecation. Firstly bionics theory of artificial anal sphincter is studied, the physiological-anatomical structure of anus rectum is analyzed, the movement mechanism of sphincter is proved in the project; Secondly the anal sphincter mechanism is studied, using the technology of MEMS the sphincter muscle groups and rectal sensory function of patients are reconstructed; thirdly, the biological electromagnetic compatibility of artificial anal sphincter is studied, the interactions between electromagnetic field and human tissue are calculated, as the safety basis of optimization for the power supply system; finally, the execution structure prototype is developed and verified in vitro experiments, the study results are also evaluated in the improvement on the performance of artificial anal sphincter. The development of the project will provide the reliable theory basis and the technical support for the deeper research of the artificial anal sphincter.

临床上对各类原发性或继发性的肛门失禁尚无有效处理办法，人工肛门括约肌为问题的解决提供了新途径，通过将其向患者体内植入暂时或永久性代替人体自然括约肌对排便实施控制。本项目首先研究人工肛门括约肌的仿生学理论，分析直肠、肛门的生理解剖结构，探明肛门括约肌的运动机理；其次，能够重建肛门失禁患者括约肌功能的仿生结构，利用MEMS技术重建患者括约肌肌群；再次，初步研究人工肛门括约肌的生物电磁相容性，对电磁场与人体组织的相互作用进行计算，为供能系统的优化提供安全依据；最后，研制人工肛门括约肌仿生结构样机，开展应用实验研究，验证其可行性与可靠性，评价研究结果在改善人工肛门括约肌性能中的作用。该项目的开展将为今后人工肛门括约肌研究继续向纵深进展提供可靠的理论依据与技术支撑。

肛门失禁或称大便失禁是指机体对直肠内液态和固态内容物以及气体的蓄控能力丧失，是多种疾病影响肛直肠的解剖和生理功能的结果，患者一般会失去或降低感知肠内容物的能力。它容易造成多种并发症，尤其在老年患者、危重患者及瘫痪卧床患者中发病率居高不下，不仅给患者带来极大痛苦，而且也给护理工作带来诸多困难。因此相关治疗手段的发展对提高患者生命质量和推动社会文明进步具有重要的现实意义。. 临床上对各类原发性或继发性的肛门失禁尚无有效处理办法，人工肛门括约肌为问题的解决提供了新途径，通过将其向患者体内植入暂时或永久性代替人体自然括约肌对排便实施控制。本项目以人工肛门括约肌为研究对象，着重进行新型仿生执行机构的实验研究以及生物电磁相容性的理论方法研究，主要研究内容如下：. 1、研究了人工肛门括约肌的仿生学理论，分析了直肠、肛门的生理解剖结构，探明了肛门括约肌的运动机理；2、研究了能够重建肛门失禁患者括约肌功能的仿生结构和反馈结构，利用MEMS技术重建了患者括约肌肌群；3、初步研究了人工肛门括约肌的生物电磁相容性，对人工括约肌经皮供能系统产生的电磁场与人体组织的相互作用进行了初步的计算，为供能系统的优化提供了安全依据；4、研制了人工肛门括约肌仿生结构样机，开展了应用实验研究，验证其可行性与可靠性，评价了研究结果在改善人工肛门括约肌性能中的作用。该项目的开展为今后人工肛门括约肌研究继续向纵深进展可以提供可靠的理论依据与技术支撑。