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胃肠电刺激方法是一种新型的胃肠道疾病的治疗方法,研究证明其在提供胃肠动力,促进胃排空,恢复胃肠功能及治疗肥胖等方面有比较好的疗效。但是胃肠道电刺激方法在临床应用上,仍然受到现有治疗仪器的限制,主要表现在两方面:一是供电寿命有限,造成治疗脉冲参数范围有限;二是缺乏有效的方法检测胃肠道收缩。针对越来越普遍的功能性胃肠病症,开发出多功能植入式胃肠电刺激系统已经成为功能性胃肠病治疗领域的一个重要研究方向。本文以上海交通大学医工交叉基金资助项目(NO.YG2010MS75)为依托,结合工程技术与医学知识,对胃肠电刺激方法进行了深入的研究。分析现有治疗仪器存在的不足,研究新一代植入式胃肠电刺激系统的关键技术,对功能性胃肠病电刺激诊疗起到进一步推动作用,具有重要的研究意义和明显的社会效益。论文提出了一种新型的基于无线充电技术的植入式胃肠电刺激系统方案,系统由植入式体内刺激器、体外控制器、无线充电装置和上位机控制软件组成。植入式体内刺激器实现四导联胃肠电刺激,同时通过检测肠电信号和压力信号,实现生物反馈控制,实时调控电刺激效果;体外控制器负责控制指令的发送以及反馈数据的接收和存储;无线充电装置能够为植入式体内刺激器供能,从而避免了频繁更换电池给患者带来的痛苦;上位机数据处理软件是实现界面化控制和后续数据再处理的功能。本文从以下几个方面具体阐述了胃肠电刺激系统的研究工作:首先,对胃肠电刺激方法的作用机理进行分析,总结了其在无器质性病变的胃肠病治疗方面取得的研究成果。分析了目前国内外现有的胃肠道电刺激器的研究现状,并据此提出新型的基于无线充电技术的植入式胃肠道电刺激系统的设计构思。该系统主要针对现有胃肠电刺激器的不足之处,设计了相关的模块功能,拟解决胃肠道电刺激临床应用的几大技术瓶颈问题。其次,根据现状的分析提出相应的系统解决方案和设计指标,进一步提出系统的总体设计,并通过模块化设计思想分别对体内,体外装置的硬件和软件进行设计,并完成了相应模块控制程序的编写和调试。本文着重介绍系统的关键技术设计,重点分析了生物反馈控制、无线充电系统,时钟控制以及电流检测功能的实现。最后,根据系统总体以及各模块的设计完成系统的样机研制。并对系统样机进行经皮无线充电,肠电信号和压力信号等方面的测试,在离体实验中,系统可以有效检测到2cpm~20cpm的模拟肠电信号,实现实时刺激参数修改输出不同的刺激脉冲,同时实现了电流检测功能,监测作用部分的胃肠电阻,以及电流的作用效应为后续的恒流刺激模式提供参考;经皮无线能量在两级线圈轴向距离为22mm时的接收充电稳定功率最大为0.93W,体内锂离子的充电电流可在180mA~240mA,满足植入式刺激器经皮供能的要求。离体实验验证了胃肠电刺激系统的设计有效性,为基于无线充电技术的胃肠道电刺激器的动物实验以及后续的临床应用奠定了一定的基础。在论文的最后,对论文的工作和实验结果进行总结,并提出今后系统的改进方向和进一步研究的意义。