食管下括约肌(Lower Esophageal Sphincter,LES)是胃食管交界处特殊增厚平滑肌层,无吞咽情况下,保持持续收缩状态,在胃食管交界处形成高压带,是构成人体内生理性抗反流最重要的保护屏障。LES功能失调时,会导致胃内容物反流入食管,引起不适症状和(或)并发症,这就是胃食管反流病(Gastroesophageal Reflux Disease,GERD)发生的主因。近年来,随着人们饮食结构的变化,亚洲地区GERD的发病率逐年提高,症状性的GERD患病率已达到6-10%,造成沉重的社会负担。GERD的主要治疗方法是药物治疗和手术治疗。但药物治疗存在治标不治本的问题,需要长期服药;手术治疗创伤大,存在吞咽困难、迷走神经损伤等并发症。因此,本课题组基于电刺激LES的工程学新方法,研发了一种用于治疗GERD的植入式LES电刺激系统。该植入式LES电刺激系统在应用到临床前,需进行大量的动物实验,其中LES压力变化就是前期动物实验一个重要的检测指标。现今,临床上有水灌注测压和固态测压两种方法来检测LES压力,但是其设备昂贵庞大、不适用于动物实验。因此,为了检测动物实验阶段植入式LES电刺激系统的LES压力变化,评价植入式LES电刺激系统治疗效果。本论文设计了一种基于微气囊的LES测压系统,为前期动物实验提供一种成本低、体积小、便于移动携带的新方法。该系统由微气囊传感模块、压力检测记录模块和自动牵拉模块组成。微气囊传感方式可测量LES最大环周压力,可以减少点状压力传感器测量运动时的LES造成的伪松弛现象。首先,本论文围绕着GERD分析了其流行病学、发病机制、治疗方法和目前的诊断方式。为了检测动物实验中LES压力变化,针对LES的解剖结构和运动特点,提出了基于微气囊的LES测压方法整体方案设计,并确定了微气囊导管的选择。其次,基于整体方案设计进行了硬件和软件设计。系统的硬件部分是以STM32F103ZET6为控制核心,包括压力检测记录模块和自动牵拉模块。压力检测记录模块设计了包括STM32最小系统、电源模块、USB转串口模块以及压力传感器转接板。自动牵拉模块通过按键电路和STM32的输出脉冲控制步进电机的运行。系统的软件部分主要包括基于C语言开发的压力传感器驱动、步进电机控制驱动和串口驱动,以及基于LabVIEW的数据实时显示和存储程序。然后,对本论文设计的LES测压系统进行体外测试实验,测量包括线性度、灵敏度、重复性、分辨率、零点漂移和动态响应时间常数参数。最后,该LES测压系统应用于动物实验中。将本论文设计的LES测压系统与水灌注测压系统在5只家兔身上进行了测压对比实验。实验表明,两个系统存在很好的线性对应关系(r=0.975,p<0.01)。另外,我们还将LES测压系统应用于肛门括约肌电刺激动物实验、LES电刺激参数选择实验和长时间电刺激LES实验。实验表明,LES电刺激系统发射模块供电电压在24~36V时,进行LES电刺激动物实验较为合适。长时间电刺激LES期间,可使得LES基线压力增加。