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肛门失禁是指控制排便能力障碍,临床上主要表现为排便不能控制,是肛肠外科的常见疾病之一。肛门失禁不仅给病人带来痛苦,又给社会带来严重负担。在美国,每年用于支付肛门失禁的医疗费用开支高达4000万美元以上。而我国肛门失禁患者的数量远远大于美国。传统的治疗肛门失禁的方法有很多种,但临床上均不能取得明显的效果。受人工尿道括约肌的启发,我们决定研制一种新型的基于嵌入式系统的括约肌装置,以从根本上解决肛门失禁这一困扰人类很久的疾病。
本研究项目研制成的人工括约肌装置排便控制系统是生物医学工程与临床医学的结合,其中加设的生物反馈装置,则在国内外交流及文献中均无相似的报道。该装置由扩散硅生物压力传感器、液晶显示模块、电机控制电路和微控制器等组成,模拟实现人体括约肌的生理功能。该人工泵式肛门括约肌具有良好的泵式钳夹作用,能够完善地控制排便过程,在腹内压增高或腹泻时亦不会造成“漏粪”现象;同时,配置有生物反馈装置,替代正常人体的内括约肌功能。当直肠末端贮粪达到一定容量的时候即产生反馈信号,类似BP机报警,提醒患者及时开放人工肛门括约肌进行排便。另一方面,提供了液晶显示器界面,患者可以随时查看大肠末端的压力;并且可以根据个人生理状况设置合适的阈值,优化排便控制。
在模拟动物实验中,观察到该装置对猪大肠末端肠管能起到有效的排便控制作用,达到了预期的效果。所以,我们相信,该项技术必将是治疗排便功能障碍的一项有效的新途径;尤其对于顽固性无残剩神经肌肉条件的肛门失禁,不啻是一种福音。日前,正准备进行动物实验。如果该括约肌装置能够应用于临床医学,将会创造极大的社会和经济效益,把广大患者真正从痛苦中解救出来。
另一方面,该装置在转向临床应用的过程中,还存在许多问题需要进一步探讨。在第五章的展望中提到了一些问题,同时对从结构和实现上优化该系统提出了一些设想方法。