导读:本文包含了人工肛门括约肌论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:人工肛门括约肌假体,叁环执行器,柔性肠道压力传感器,防水
人工肛门括约肌论文文献综述
鲁姗,王志武,颜国正,周泽润[1]（2019）在《仿生人工肛门括约肌假体的机构设计和实验验证》一文中研究指出为模仿耻骨直肠肌牵引直肠形成肛肠角以实现控便,设计了一款基于叁环式结构的仿生人工肛门括约肌假体.采用高度集成的减速器将电动机驱动由内向外输出,使用O型圈实现旋转部件的动密封;自制密封性良好的传感器来测量肠壁受力;进行力学性能测试、防水实验和动物实验以验证假体功能.结果表明:假体的总传动效率为49%～59%,输出转矩为2.04～2.51 N·m,单个行程响应时间为10 s;柔性压力传感器的输出和其所受压力之间具有良好的线性度;当假体对肠道径向的闭合压力为6.6 kPa时,可在直肠腔内维持98 cm高度的水柱不渗漏;假体在经历4 050次开关运动后仍不发生渗漏;植入假体可有效避免肠吻合术,并可在动物体内进行有效控便、排便.实验结果验证了所设计的仿生人工肛门括约肌假体是一种能有效控便且整体防水性能良好的机电一体化机构.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2019年10期）
吴昌建,姜志华,颜国正,周泽润,王志武[2]（2019）在《人工肛门括约肌无线供能系统设计与优化》一文中研究指出基于电磁耦合原理,针对人造肛门括约肌系统,设计了一套无线供能系统.该系统主要包括无线能量发射端、接收端、整流模块、稳压模块和充电模块.研究了发射端的发射频率(40～120 kHz)对传输功率的影响,进而优化了稳压模块,并比较了锂电池充电效果.结果表明:在一定发射频率范围内,无线供能传输效率随着发射频率的增大而升高;发射频率为120 kHz时,传输效率可以达到57.47%,接收功率为1.12 W;锂电池能快速充电,为人造肛门括约肌系统提供稳定能量保障.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2019年09期）
昝鹏,张春东,刘颜凯,高志远[3]（2018）在《基于经皮能量传输的人工肛门括约肌生物电磁相容性研究》一文中研究指出针对人工肛门括约肌的生物电磁相容性问题,通过对人体断层照片进行图像分割实现了组织的划分和识别,建立了包含40种生物组织的人体电磁模型.运用时域有限差分法,计算了经皮能量传输系统对生物组织产生的辐射剂量,获得了人体不同组织在该电磁场中的比吸收率分布情况,并根据国际人体电磁安全标准对其进行了深入分析.仿真结果表明,经皮能量传输系统在发射功率为1.5W,谐振频率为358kHz的实验环境下对人体组织具有良好的生物相容性.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2018年08期）
鲁姗[4]（2018）在《仿耻骨直肠肌式人工肛门括约肌系统机构设计和实验研究》一文中研究指出控便(Continence)是指人体在休息或剧烈运动的状态下保持固态、液态或气态粪便不泄露的能力,而大便失禁(Fecal incontinence,FI)则是对这种能力的丧失。FI的致病原因很多,先天性生理缺陷或后天性肌肉、神经损伤均可导致FI。因为FI较难治愈,且护理不便,所以FI患者的生活痛苦不堪。FI的发病率分布在各个年龄层,年龄越大,发病率越高,且女性多于男性。近年来,FI在总人口中的发病率更是呈现逐年增高的趋势。现有的FI的治疗手段一般有保守疗法和手术治疗方式,但是对于严重FI来说,这两种疗法效果都不理想。人工肛门括约肌的出现为治愈严重FI提供了全新的解决方案。目前已有的应用于临床的人工肛门括约肌方案均在不同程度上存在机构故障率高,并发症严重等问题。本文通过对人体固有控便机制的深入研究,结合仿生学设计方法,提出了机电一体化的仿耻骨直肠肌式人工肛门括约肌系统,本文的主要工作为:1.模仿耻骨直肠肌的结构和功能,设计了两代叁环结构式括约肌假体,将假体的响应时间缩短到10s,使其有效输出力矩大于2.0N·m;提出有效的部分-主体式密封方案,将机构整体的防水等级提高到IPx8;改进机构的封装方式,将机构所有植入模块的体积缩小到127cm~3,总质量减少到98g。2.设计贴片式柔性肠道压力传感器,使其可以检测假体对肠道的闭合压力和肠道内容物的累积程度,同时完成机构的局部密封;3.设计基于霍尔开关、电机过流保护和齿轮部分齿牙限位的叁重限位机制来保证肠道血供安全性。4.改进系统硬件和软件设计。硬件上使用选通开关代替仪表运放简化电路结构,降低系统功耗;软件上设置排便提醒功能,患者可以自主控制何时打开、关闭假体。5.进行体外和体内实验研究。通过体外标定实验得出传感器输入和输出间具有线性转化关系,机构传动效率达49~59%;通过离体肠道实验得出假体旋转角度和控便效果之间同样具有线性关系,在旋转角度为56°时,合适的控便阈值为3.9kPa,便意感知阈值为2.8kPa;最后,通过小香猪动物实验验证了系统方案的可行性和生物安全性,并在实验的基础上发现系统问题,为以后研究工作的开展提供数据支持和改进建议。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-01-01）
吴浩[5]（2016）在《仿生人工肛门括约肌系统关键技术及实验研究》一文中研究指出肛门失禁(Fecal Incontinence,FI)指的是人体失去了对粪便的控制能力,是临床上一种较为常见的病症。近年来,科研工作者提出人工肛门括约肌这一概念,为彻底解决肛门失禁问题提供了可能。然而,现有人工肛门括约肌系统存在手术难度大、并发症发病率较高及无便意感知等问题,限制了人工肛门括约肌在临床上的使用。本文基于国家自然科学基金项目(编号:61673271、81601631)、上海市科学技术委员会科研计划项目(编号:14441902800,15441903100)的资助,对仿生人工肛门括约肌系统及其关键技术进行深入研究。其具体的工作分为以下几个方面:1、本文基于对耻骨直肠肌的仿生和抽象,研制仿耻骨直肠肌人工肛门括约肌(PM-AASS,Puborectalis Muscle Artificial Anal Sphincter System)系列执行机构,共计四代。执行机构主要包括环结构与驱动装置。环结构分为叁部分,上、下环作为固定支撑部件,中环摆臂起夹持控便作用,其动力源于驱动装置的电机,由减速箱逐级传递。执行机构采用生物相容性材料。机构中设计有O型圈凹槽、传感器线孔等提升其防水性能。通过对中环摆臂的固有结构及摆动轨迹的抽象与建模,推导出中环曲线设计方程。在该方程的指导下,结构3D打印技术进行中环摆臂的制作。此结构能降低摆臂摆动过程中对肠道及其周围组织所带来的损伤。环臂上嵌有肠道柔性压力传感器,用于实现便意感知功能。它能采集肠道面区域压力,避免局部极值带来的误判。通过对其封装结构、工艺流程及制作材料的改进,传感器制作成功率提升60%。标定及稳定性实验的结果表明,传感器线性优度高于0.998,实际测得数据与拟合直线的误差不超过±0.3%,能保证长期稳定运行。2、本文改进了PM-AASS控制系统的硬件电路和软件程序功能模块,加强控制系统体内运行的稳定性与可靠性。为了实现植入硬件的微型化,需均衡元器件的封装功能,优化电路板走线。控制系统原本的子功能模块包括电源管理、无线通讯、便意感知、电机驱动以及电流检测等。通过增加相关元器件,并编写相应控制程序,实现系统的低功耗处理、温度控制以及执行机构通过压力检测、位置检测以及电流检测所实现的叁重保护机制。长期负载实验证明,系统运行稳定,功耗为48.8mAh/d,下降91.5%。常用的600mAh可充电锂电池可供系统不充电运行12天。3、本文采用生物相容性材料对系统整体进行封装。通过系统整体集成,使其结构紧凑,利于离体实验以及动物实验的实施。离体实验包括经皮供能实验、离体夹持实验以及离体防水实验。通过对离体实验数据的分析,将系统的安全充电距离设置为23cm。此外,轴向和纵向传感器敏感域的差异性、PM-AASS执行机构控便的有效性以及系统的防水性能也得到了证实。动物实验共进行两次。PM-AASSⅡ比格犬实验通过运行测试及直肠测压法等验证了系统智能控便的可行性。PM-AASSⅢ动物实验通过组织病理学分析初步验证了系统的生物相容性。(本文来源于《上海交通大学》期刊2016-12-01）
李晓阳,颜国正,吴浩,靳文天[6]（2016）在《仿耻骨直肠肌式人工肛门括约肌系统》一文中研究指出目的国内外一直在探寻肛肠的奥秘以及救助肛门失禁病患的办法,开展了许多人工肛门括约肌系统的研究。本文设计了一种仿耻骨直肠肌式的新型人工肛门括约肌系统,以解决现有人工肛门括约肌系统存在的血供不足、无"便意"感知以及没有安全且稳定的能量供给等问题。方法系统主要功能为通过自制压力传感模块提取肠道周围压力信息,传递至微型处理器,最终控制括约肌执行结构实现排便操作。其关键技术包括括约肌执行机构内侧嵌入超薄自制生物压力传感器实时感知肠道压力变化,根据此压力参数,系统智能识别便意并实现排便预警。系统采用仿人体机制的运作方式并且结合血供压力的采集模块,能有效避免出现局部高压导致肠道缺血性坏死。系统采用无线能量传输方式提供能量实现安全供能。结果采用淀粉糊状物以及水来验证括约肌执行结构对糊状以及液态粪便的夹持效果,结果表明夹持状况良好。通过体外肠道动物实验得到了模拟肠道周围的压力信号与"便意"产生的关系,验证了系统能够在排便阈值达到以后实现报警,进而提醒患者进行排便操作。实验表明,通过使用无线供能的方式以及低功耗处理,可使系统每次充电后工作6.2天。结论通过实验验证表明系统可有效控制排泄物,并成功建立排便感知信号,实现智能控便。(本文来源于《北京生物医学工程》期刊2016年04期）
Ming-hui,WANG,Ying,ZHOU,Shuang,ZHAO,Yun,LUO[7]（2015）在《人工肛门括约肌临床应用所面临的挑战（英文）》一文中研究指出本文对目前临床使用的人工括约肌的安全性与有效性进行分析与讨论,对国内外目前正在开发的新装置和新方法进行比较,归纳出人工肛门括约肌在临床应用中遇到的关键问题是维持植入体与周围生物组织的远期力学相容性,该问题有望通过智能材料的利用得到解决。(本文来源于《Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology)》期刊2015年09期）
昝鹏,赵杰,杨丽红,王划[8]（2015）在《反馈式人工肛门括约肌生物力学相容性研究》一文中研究指出针对人工肛门括约的直肠感知功能重建和肌生物力学相容性问题,提出将HAPC波作为产生便意的主要依据,利用小波包分析对直肠压力信号进行特征提取,采用DB算法优化后通过SVM分类器进行便意预测,从而实现直肠感知功能重建;构建了直肠和人工肛门括约肌的叁维有限元模型,对直肠进行了黏弹性分析,利用直肠的本构方程推导出了Prony级数形式,并模拟括约肌的收缩和舒张施加载荷对人工肛门括约肌进行了有限元分析,得到了直肠受压迫时的位移和应力的分布情况。仿真实验结果表明,该人工肛门括约肌较高精度地实现了便意预测,并具有较好的生物力学相容性。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2015年05期）
颜胜,颜国正,克磊,王志武,刘志强[9]（2015）在《新型弹性缩放式人工肛门括约肌系统研究》一文中研究指出为治疗肛门失禁问题,设计一种基于弹性缩放原理的新型人工肛门括约肌系统。弹性缩放式假体内壁嵌入超薄(0.208mm)生物压力传感器,感知假体开合程度,在体内控制单元的控制下,实现对肠道的精准咬合与释放;在假体闭合状态下,假体内嵌传感器实时感知肠道压力变化,根据此压力参数,系统智能识别便意并实现排便预警。括约肌系统设置体外便捷式遥控端,方便患者自主选择排便时间;系统采用经皮能量传输方式实现安全供能。开展了针对假体的力学实验,与血供安全力学分析,保证假体的缩放功能符合临床应用要求。进行3次离体实验,其结果验证了系统的控便稳定性并初步取得便意阈值。(本文来源于《电子测量技术》期刊2015年02期）
克磊[10]（2015）在《经皮供能的反馈式人工肛门括约肌系统关键技术及实验研究》一文中研究指出肛门失禁(Fecal Incontinence,FI)是指肛门括约肌失去对粪便及气体排出的控制能力,是临床上常见病症,此病症虽不致命但却给患者带来生活不便和身心痛苦。现有的人工肛门括约肌无法感知肠道粪便量,不能自主控制排便时间,需要通过反复挤压的方式控制假体,且手术方式复杂。随着科技的发展和患者对生活质量要求的不断提高,针对越来越普遍的肛门失禁病症,结合经皮供能和射频通信控制技术,研究集肠道控便和便意检测为一体的植入式智能人工括约肌系统已经成为医工研究的一个重要方向。本文以国家自然科学基金(NO.31170968)和上海交通大学医工交叉基金资助项目(NO.YG2009ZD103)为依托,深入研究了基于经皮供能的反馈式人工肛门括约肌系统的关键技术,采用理论、工程和实验相结合的方法,完成了射频通信控制系统、经皮供能系统和仿生括约肌假体叁大模块的研究设计工作,并结合完整的离体和动物实验,验证了系统的可行性和功能,具体工作分为以下几个方面:1.根据本文的研究目标和技术方案,通过硬件模块设计和软件程序设计实现智能控制系统的基本功能。其中,硬件模块主要涉及无线通讯控制模块、生物反馈模块、充电模块和微控制器模块;软件程序设计包括基于射频数据收发的双向通讯程序的编写,以及体内系统控制软件的低功耗设计。在此基础上,对体内系统进行集成和生物相容性封装,并测试了主要指标。硬件模块的设计和软件程序的编写,旨在模拟人体正常的神经感知和控便排便机理,使系统具有完备的协同运作和自主控制能力。2.通过对经皮供能系统的电路建模分析发现链路耦合效率ηl对系统整体性能的提高起到至关重要的作用,而耦合线圈的性能又决定了ηl的高低。围绕线圈结构的参数化设计,对平面螺线管磁片式litz线圈进行电磁场建模,运用自由空间微分场定律和边界条件推导出关于线圈匝数nt、线径Фc、外径ro、内径ri、磁片厚度t和磁片相对磁导率μr的集总参数(l、m、rs)解析模型,从而为优化链路耦合效率提供了重要理论依据。基于matlab编程的图形化设计方法和有限元分析,以高耦合效率为目标,对初次级线圈的nt、Фc、ro、ri、t、μr和层数nl做了参数化设计。优化后的线圈组合在5~25mm的传输距离内,链路耦合效率84.91%~98.78%,与原有按照经验设计的实心铜线线圈相比,平均效率提高36.1%。设计过程中,结合多组示例线圈,运用fea仿真和实验测量结果验证解析模型预测参数的准确性,以及ηl优化方法的有效性。3.为了保证能量供给的稳定性,建立了与线圈耦合系数、次级负载和工作频率相关的经皮供能系统传输方程,研究自适应功率调节的方法,针对不同工况,分别设计了反馈式闭环频控调节和闭环相控调节。频控调节主要针对变耦合系数工况,通过对频率控制方程的推导,得到频率与耦合系数变化的关系,从而通过调节发射频率补偿耦合系数变化对接收电压的影响,离体实验证明当耦合系数在0.1~0.42范围内变化时,频控系统的体内接收功率可以稳定在700mw,系统最大传输效率为67.5%。相控调节主要针对耦合系数和负载同时变化的工况,通过对相控方程的推导,得到mosfets驱动电压的相位差与初级等效输入电压的关系,从而通过调节相位差补偿工况变化对接收电压的影响,离体实验表明当耦合系数和负载分别在0.09~0.29和50~120Ω范围内变化时,相控系统的体内接收电压可以稳定在7v,传输功率根据负载情况在410~950mw范围内实现自适应调节,系统最大传输效率为74.2%。4.在实际应用中,考虑到人体腹部皮下组织将暴露于能量线圈的电磁场中,运用理论剂量学的方法,在maxwell有限元软件中对耦合线圈及其移植环境进行多层组织结构的建模仿真,分析组织内部电流密度和sar值的分布情况。仿真参数(模型结构、组织电特性和发射电流)均设置为实际应用值,仿真结果表明本文设计的经皮供能系统对皮下组织的电磁辐射影响在安全范围内。5.设计了叁款人工肛门括约肌假体(传统液压式假体、弹性伸缩式假体和仿耻骨直肠肌式假体)。其中,液压式假体在较小注水量(9ml-10.5ml)的情况下可实现对肠壁作用压的均匀分布(4.05kpa~7.16kpa),控制微泵在3.3v驱动电压下,最大流量为8.5ml/min,最大封闭压可达70kpa。弹性伸缩式假体和仿耻骨直肠肌式假体均属于机械仿生式假体,前者利用弹簧的自然伸张和可控等距收缩的特性,实现对肠壁的闭合和释放;后者的设计灵感源自对耻骨直肠肌的解剖结构及其功能的理解和抽象,模拟u形肌将肛管直肠连接部向前牵引形成直肠角,通过放松和收缩控制角度的大小,从而实现控便排便的功能。机械仿生式假体的工作原理符合括约肌功能要求,相比于水泵式括约肌系统,体内移植模块更加精简。系统的离体实验结果表明上述叁款假体均可以有效安全地抑制肠道内容物渗漏,并验证了便意检测的可行性。6.针对第一代水泵式人工肛门括约肌系统WP-AASSΙ,开展了小香猪动物实验,首次验证了WP-AASSΙ控便排便的功能和便意检测的可行性,积累了有关手术方式、移植部位、术后管理和系统测试等方面的经验,同时也发现了系统存在的不足。在此基础上,针对优化后的系统WP-AASSΙΙ,开展了比格犬动物实验,进一步探索了水泵式系统的控便效果和便意检测,并进行了影像学分析,肛肠测压分析,血清化学分析和组织病理学分析。两次动物实验均验证了系统的功能和应用价值,为假体的设计和系统的优化,以及进一步临床实验提供了宝贵的经验和数据。本文对人工肛门括约肌系统的假体机构、便意检测、经皮供能、通信控制和动物实验进行了深入研究,为智能型人工括约肌系统的设计和实用化提供了理论基础和设计经验。在论文最后,对本文的工作做了总结,结合动物实验的数据和经验,提出了今后的研究方向。(本文来源于《上海交通大学》期刊2015-01-01）
人工肛门括约肌论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于电磁耦合原理,针对人造肛门括约肌系统,设计了一套无线供能系统.该系统主要包括无线能量发射端、接收端、整流模块、稳压模块和充电模块.研究了发射端的发射频率(40～120 kHz)对传输功率的影响,进而优化了稳压模块,并比较了锂电池充电效果.结果表明:在一定发射频率范围内,无线供能传输效率随着发射频率的增大而升高;发射频率为120 kHz时,传输效率可以达到57.47%,接收功率为1.12 W;锂电池能快速充电,为人造肛门括约肌系统提供稳定能量保障.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
人工肛门括约肌论文参考文献
[1].鲁姗,王志武,颜国正,周泽润.仿生人工肛门括约肌假体的机构设计和实验验证[J].上海交通大学学报.2019
[2].吴昌建,姜志华,颜国正,周泽润,王志武.人工肛门括约肌无线供能系统设计与优化[J].上海交通大学学报.2019
[3].昝鹏,张春东,刘颜凯,高志远.基于经皮能量传输的人工肛门括约肌生物电磁相容性研究[J].上海交通大学学报.2018
[4].鲁姗.仿耻骨直肠肌式人工肛门括约肌系统机构设计和实验研究[D].上海交通大学.2018
[5].吴浩.仿生人工肛门括约肌系统关键技术及实验研究[D].上海交通大学.2016
[6].李晓阳,颜国正,吴浩,靳文天.仿耻骨直肠肌式人工肛门括约肌系统[J].北京生物医学工程.2016
[7].Ming-hui,WANG,Ying,ZHOU,Shuang,ZHAO,Yun,LUO.人工肛门括约肌临床应用所面临的挑战（英文）[J].JournalofZhejiangUniversity-ScienceB(Biomedicine&Biotechnology).2015
[8].昝鹏,赵杰,杨丽红,王划.反馈式人工肛门括约肌生物力学相容性研究[J].仪器仪表学报.2015
[9].颜胜,颜国正,克磊,王志武,刘志强.新型弹性缩放式人工肛门括约肌系统研究[J].电子测量技术.2015
[10].克磊.经皮供能的反馈式人工肛门括约肌系统关键技术及实验研究[D].上海交通大学.2015