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。