【摘要】：失禁是臨床上常見的一種功能性疾病，其人群平均患病率高達2%，60歲以上老年人的人群患病率達7%。它不僅給病人帶來了痛苦與不便，嚴重影響其參與正常社交生活和工作，也給社會造成了巨大的損失。直腸功能障礙、肛門括約肌損傷或者相關神經(jīng)的損傷都可能導致失禁的發(fā)生。功能電刺激治療失禁是通過電刺激作用于神經(jīng)或肌肉并使之產(chǎn)生目的動作而抑制失禁的一種治療手段。功能電刺激與化學藥物治療、薄股肌原位形成術、植入式人工肛門相比較，在失禁治療中具有無創(chuàng)傷感染、操作簡單、容易重復、人體適應性好、安全性高等特點。根據(jù)作用對象的不同，功能電刺激分為針對神經(jīng)的骶神經(jīng)電刺激和針對肌肉的直接電刺激。其中不依賴于神經(jīng)完整的直接電刺激由于控制簡單且安全可靠而具有巨大的發(fā)展?jié)摿�。另一方面，國內目前尚沒有自主知識產(chǎn)權的針對失禁治療的相關功能電刺激醫(yī)療設備，因此安全有效的電刺激方法具有重要的科研與臨床應用價值。本課題即是進行關于低頻電刺激直接作用于肛門直腸角以抑制失禁的可行性探討。 作為本課題的基礎研究內容，本文首先在理論上分析了肛門直腸角在人體排便節(jié)制機制中作用原理和神經(jīng)肌肉興奮調制的相關機制，以及人體肌肉組織在外加電信號刺激下的電場分布規(guī)律；接下來運用有限元方法對肛門直腸角進行物理建模，，借助COMSOL Multiphysics多物理場耦合分析軟件分析了肛門直腸角模型在三種不同形狀結構的電極刺激下組織內電場的空間分布，并通過結合組織電場分布理論得出了直腸角電刺激效果的評價標準，通過三種電極作用下組織電場分布的分析比較探討了直腸電刺激電極的優(yōu)化設計。 直腸角電場仿真結果顯示模型在三種電極在同樣的電刺激作用下，環(huán)狀電極相比于普通電極和條型電極在直腸肛門角部位產(chǎn)生了更高的電場強度，而帶狀電極在特定方向刺激強度較高。仿真結果證明通過改變電極的形狀及位置，能夠提高方向刺激的效能，有助于增強肛門直腸角控制排便的能力，從而為電刺激探頭優(yōu)化設計提供理論指導。另外，本文設計調裝了一種電刺激器并通過了試驗驗證。
[Abstract]:Incontinence is a common clinical functional disease. The average prevalence rate of incontinence is as high as 2%. The prevalence of incontinence is 7% in people over 60 years of age. It not only brings pain and inconvenience to patients, seriously affects their participation in normal social life and work, but also causes great losses to society. Rectal dysfunction, anal sphincter injury, or related nerve damage may lead to incontinence. Functional electrical stimulation therapy for incontinence is a treatment that inhibits incontinence by stimulating nerves or muscles and causing them to produce target movements. Compared with chemotherapy, thin femoral muscle in situ formation and implanted artificial anus, functional electrical stimulation has the characteristics of non-invasive infection, simple operation, easy repetition, good adaptability and high safety in the treatment of incontinence. According to the object of action, functional electrical stimulation is divided into sacral nerve electrical stimulation and muscle direct electrical stimulation. Direct electrical stimulation, which does not depend on the integrity of the nerve, has great potential for development because of its simple control and safe and reliable control. On the other hand, at present, there is no independent intellectual property right for incontinence treatment related functional electrical stimulation medical equipment, so safe and effective electrical stimulation method has important scientific research and clinical application value. The purpose of this paper is to discuss the feasibility of low frequency electrical stimulation directly acting on anal rectum angle to inhibit incontinence. As the basic research content of this subject, this paper firstly analyzes the function principle of anal rectum angle in human defecation control mechanism and the related mechanism of neuromuscular excitation modulation. And the electric field distribution of human muscle under the stimulation of external electrical signals; Then the finite element method is used to model the anal rectum angle, and the spatial distribution of the electric field in the tissue under the stimulation of three different shapes of electrodes is analyzed by means of COMSOL Multiphysics multi-physical field coupling analysis software. According to the theory of tissue electric field distribution, the criterion for evaluating the effect of rectum angle electrical stimulation was obtained, and the optimal design of rectal electrical stimulation electrode was discussed by analyzing and comparing the distribution of tissue electric field under three kinds of electrodes. The simulation results show that the electric field intensity of the ring electrode is higher than that of the ordinary electrode and the strip electrode in the rectum anal angle under the same electric stimulation of the three kinds of electrodes, and the simulation results show that the model has higher electric field intensity than the ordinary electrode and the strip electrode under the same electric stimulation. The stimulation intensity of the ribbon electrode is higher in a certain direction. The simulation results show that by changing the shape and position of the electrode, the efficiency of directional stimulation can be improved and the ability of anus and rectum angle to control defecation can be enhanced, thus providing theoretical guidance for the optimal design of electrical stimulation probe. In addition, this paper designs and installs a kind of electrical stimulator and passes the experiment verification.
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R246

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