在骶髓上脊髓损伤的病人中,有相当高的比例会出现神经源性的贮尿和排尿功能双重障碍,严重影响患者生活质量,并成为脊髓后损伤的病人的主要死亡原因之一。由于传统的膀胱功能重建方法无法完全治愈大多数患者,基于功能电刺激的重建方式得到广泛应用。而且,国内尚没有拥有可以直接用于临床骶神经刺激装置的自主知识产权。在此背景下,本课题组设计了跨皮无线骶神经刺激系统来实现膀胱运动功能的重建。其原理是利用通过刺激骶神经前根实现逼尿肌的收缩,并采用刺激后排尿和预疲劳尿道外括约肌的刺激策略来克服逼尿肌与尿道外括约肌的不协同性。这一系统由控制盒、发射模块、接收模块组成。控制盒用于用户交互和刺激信号的生成,实现了骶神经前根刺激的刺激策略；发射模块用于刺激信号信号的调制；接收模块用于刺激信号的解调,并加载在电极上。本论文中进行了控制盒的硬件和软件设计。本论文使用STM32f103ZET6作为控制盒的核心,设计了控制盒的各个模块,包括多通道与门、USB虚拟串口、数控升压电源、触摸液晶屏的电路原理图,并且设计了用于控制盒的电路板和机壳,实现了控制盒的集成。在软件设计方面,所设计的软件包括了数控升压电源的离线校准程序和实际运行时的程序。这两部分程序都包括了控制盒嵌入式部分和上位机部分。实际运行的程序通过移植μC/OS-II的操作系统实现了刺激参数的显示、调整、存储、回放,刺激的产生等功能。在控制盒的硬件和软件设计完成之后,进行了跨皮无线骶神经刺激系统的联合调试,包括信号特性实验、不同介质条件下的实验、以及动物实验,实验结果表明跨皮无线骶神经刺激系统可以在植入深度达到4cm的情况下实现多通道跨皮功能电刺激。本论文还设计了植入式膀胱压力传感系统原型,用于监测膀胱内压。在充分调研论证这一系统的可行性后,进行该系统原型的系统设计和硬件设计,并通过压力校准实验证明了该系统原型实现了较为准确的压力测量和测量值的无线传输等功能。