肛门失禁（Fecal Incontinence,FI）是一种可反复持续发作的常见临床症状,表现为人体丧失对粪便的主动控制能力。目前在医学上尚难以给出针对FI较为满意的治疗方案,不仅存在手术操作难度高,易造成术后并发症等问题,也无法使患者控便能力恢复至正常水平。近年来研究人员对人工肛门括约肌（Artificial Anal Sphincter,AAS）系统这一全新的FI治疗途径进行了较为系统的深入研究,但长期的临床实验显示,目前的AAS系统存在易造成肠道组织缺血性坏死,以及缺乏有效的便意感知功能等缺陷,因此仍需进一步的改进研究。本文在国家自然基金项目（No.61673271,No.81601631）和上海市科技支撑项目（No.19441910600,No.19441913800,No.19142203800）的资助下,根据人体控便机理和排便反射机制提出一种优化控便方式,并可实现便意感知重建的新型AAS系统。本文完成的主要工作包括:1.设计新型AAS系统体内执行机构,仿照人体耻骨直肠肌的控便机理,通过电机驱动实现牵引直肠,形成可控便的肛肠角,帮助患者实现自主控排便;并优化摆臂结构,由单一摆臂夹持方式改为三摆臂共同夹持方式,增加执行机构与肠道的接触面积,提供更多压力检测位置。2.优化柔性压力传感器模块分布设计,根据理想夹持模型分析执行机构与肠道的接触面,在三组摆臂的十个不同位置分别嵌入十个自研柔性压力传感器模块,实现对执行机构与肠道接触面的十个不同位置的压力信号的检测。3.完成构建基于PCA-SVM的便意感知重建模型,并设计基于前馈神经网络的对照模型,通过对动物活体实验中体内执行机构所检测的压力数据进行便意预测效果对比,验证所搭建便意感知重建模型在便意预测分类上的可靠性及精确性。4.优化系统控制硬件的设计,包括改进上一代AAS系统存在电机驱动相关芯片不必要功耗损失的不足、设计限位保护开关模块提高系统限位保护功能的实时性及精确性、增加可保存所检测的传感器数据的体外数据存储电路。5.优化系统控制软件的设计,包括改进电机驱动控制,配置传感器数据检测功能,以及设计实现在低功耗模式下的传感器数据收发存储方案。6.完成新型AAS系统整体组装,并开展针对系统各项功能效果检验的体外模拟实验及动物体内实验,通过实验验证系统分别处于体外环境以及动物体内环境中时各项功能的可靠性、稳定性以及系统在体时的生物相容性,并根据动物体内实验所检测的压力传感器数据验证便意感知重建模块的便意感知重塑能力,为后续研究提供参考和依据。