基于阵列式电极的生物反馈电刺激治疗系统研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120831102重庆理工大学硕士学位论文基于阵列式电极的生物反馈电刺激治疗系统研究研究生:刘勇指导教师：周奇教授学位类型：学术学位学科专业：生物医学工程研究方向：医疗仪器与设备培养单位：药学与生物工程学院论文完成时间：2015年3月15日论文答辩日期：2015年5月27日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50120831102Master'sDissertationofChongqingUniversit

2、yofTechnologyThestudyofbiofeedbackelectricalstimulationtreatmentsystembasedonarrayelectrodesPostgraduate:LiuYongSupervisor:ProfessorZhouQiDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:Bio-medicalEngineeringResearchDirection:MedicalEquipmentandInstrumentTrainingUnit:Ins

3、tituteofPharmacyandBioengineeringThesisDeadline:March15,2015OralDefenseDate:May27,2015学位论文原创性声明及使用授权声明重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名:曰期：々I择6月I曰学

4、位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”)：1.保密□，在_年解密后适用本授权书。2.不保密口。作者签名:曰期：<3^#石月乂曰日期;年6月，日基于阵列式电极的生物反馈电刺激治疗系统研究摘要失禁疾病已经广泛出现在人们的生活中，影响着人

5、们的正常生活及生活质量，因而引起了人们对失禁疾病的高度重视。形成失禁疾病的病因有很多，包括了神经性的发病机制，或者相关括约肌受到严重的损伤，使得人体不能够自主地控制排尿和排便。目前用于治疗失禁疾病的治疗方案有很多种，包括了药物性的治疗，手术式的治疗，心理上的治疗以及目前流行的功能性电刺激治疗。当然各种治疗方案有各自的优点与缺点，药物治疗会对人体产生一定的药物副作用，手术式治疗方案会给人带来痛感或者损伤组织肌肉结构，功能性电刺激相对其他的两种方案具有较为明显的优势，该方案不会带来药物副作用，且属于无创治疗，对肌肉组织的损

6、伤也很小，且安全性相对较高。目前虽然电刺激方案已经用于了各方面的治疗工作，但应用于失禁治疗还不是很普及，特别是国内在这个领域的相关研究还相当少。结合目前国外的研究工作，为了进一步提高、改善电刺激方法在治疗失禁中的应用效果，本文提出了一种基于阵列电极的生物反馈电刺激治疗方案。本课题的主要研究工作主要是利用COMSOL多物理场仿真软件系统建立人体肛门直肠的物理组织模型并进行相关的电刺激治疗的仿真研究。人体肛门直肠组织模型的建立要依赖于人体组织的电磁场的分布理论，以及了解人体肛门系统的节制排便的相关原理。本文对人体组织的电磁

7、场分布理论进行了相关的介绍，并分析了人体神经系统对排便的控制理论，利用COMSOL仿真软件建立了人体肛门直肠部分的仿真模型，并建立了不同形态的肛门刺激电极，分别对所建立的肛门直肠模型进行了刺激仿真实验，并得出了一定的结论。不同的刺激电极对组织模型刺激后肛门直肠部分的感应电势有所不同，且刺激试验显示，本课题中新提出的阵列刺激电极相比于传统的刺激电极以及研究提出的带状电极对肛门直肠的刺激效果要好，且刺激比较均匀，刺激电流的方向具有多方向性。在仿真实验研究的基础上，本课题的研究中还涉及了3D打印技术在生物医学工程领域研究中的

8、应用，本文中主要是基于3D打印技术的电极模型的快速成型，提高了电极制作的效率，也就提高了研究工作的效率。研究工作中还设计了生物反馈电刺激治疗装置，完成了实验装置的设计与基础调试，并对该装置进行了性能测试，还进行了实验室的手肘刺激试验，刺激效果显现得比较理想。关键词：生物反馈；失禁；3D打印；电刺激；阵列电极；有限元Abstract