由于脊柱拉傷，病人的排尿功能喪失，平時不得不在體內保留導尿管排尿。但這種方法經常引起尿路感染和膀胱結石。如果累及腎臟，甚至會危及病人生命。電子膀胱刺激器就是為了解決下運動神經元較差的患者的排尿功能而設計的。此刺激器包括發射機和接收器兩部分，其方框圖如圖72-1所示。發射機置于體外部，它所發射的是1MHz載頻的脈沖調制信號。接收器為一無源網絡，用醫用硅橡膠全部密封，永久性地埋藏在人體內。其輸出端導線和電極與膀胱壁相連。當發射機工作時，接收器輸出的低頻脈沖刺激膀胱壁上的逼尿肌，使之收縮，從而達到排泄小便的目的。經過多次動物實驗，證明效果良好。
電子膀胱刺激器實際上是一個無線電能量傳送器。它的發射機要求是：①有足夠的工作距離(大于2.5cm)；②有足夠的功率輸出。由于受到重量、體積的限制，又由于接收機是一個無源網絡，因此這種刺激器與一般無線電發射機和接收機的要求不同而有其一定的特殊性。
圖72-2(a)為該刺激器電路原理圖(發射機部分)。其中TV1和TV2組成多諧振蕩器，其脈沖頻率為60Hz，脈沖寬度為1ms。VT3為正弦波振蕩器，其頻率為1MHz。多諧振蕩器的低頻脈沖通過VD1對1MHz的正弦波進行脈沖調制。VT1～VT3均為3DG6型管；VT4采用3DG12型管；VT5采用3DD2型管，VT6采用3DD15型管。VD1采用2AP9型管；VD2、VD3均采用2CK10型管。
圖72-1
圖72-2(a)
圖72-2(b)
被調制的信號通過VT4和VT5的推動放大以及VT6的功率放大，最后被發射出去。在接收機部分如圖72-2(b)，其中，L及C1*組成諧振回路，VD1*～VD4*為橋式檢波器，R1*、R2*、C2*、C3*組成隔直網絡。發射機中的C13、L2與接收機中的L、C1*組成兩個諧振回路，其諧振頻率均為1MHz。
在圖72-2(a)中，線圈L1用Φ0.1mm漆包線在Φ10mm、長15mm的絕緣管上繞200匝，分5段均繞。L2用Φ1.5mm漆包線繞12匝，外徑42mm。L用1.5mm漆包線繞9匝，外徑47mm。高頻變壓器T1和T2分別用Φ0.2mm漆包線繞初級40匝，Φ0.6mm漆包線繞次級10匝；磁環為Φ13×Φ8×8(NX-100)。CD1和CD2為兩只24V鎳鎘蓄電池。
圖72-2(a)中R11及C17為儲能網絡。在功率放大器間隙工作時間內，電源通過電阻R11向電容器C17充電。當電容器上的電壓上升至電源電壓時，功放級開始短時工作。電容器放電，功放級消耗的電能由電容器負擔。該刺激器取R11為250Ω，C17取2000μF。因此，應用儲能網絡，減少了功率放大器的能量消耗。
電子膀胱刺激器的作用對象是膀胱，其接收機所接收到的信號電流通過檢波由引線、電極作用于膀胱壁上的逼尿肌，整個膀胱相當于此接收機的負載。此刺激器的發射機、接收機與膀胱之間的連接如圖72-3所示。
圖72-3
當膀胱處于低頻脈沖作用下時，膀胱主要呈現為純電阻RH。RH的大小完全取決于膀胱外壁電解質濃度及機體本身的電阻。大量實測表明：膀胱的等效電阻不僅因人而異，而且因電極位置不同也可能有較大變動，電極應埋藏在膀胱的頂部，兩極間距為2mm，造成膀胱大面積收縮。若放在三角區則引起膀胱頸部過早地收縮或呈葫蘆樣收縮，而不能排尿。等效電阻的變動范圍可達50～200Ω。
人體膀胱是一個低阻抗負載，要在它上面建立足夠的電壓必須考慮發射機、接收機和機體之間阻抗的匹配和功率的傳遞。實驗證明，當工作脈沖的最大值為20～30V即最大瞬時功率PH為8～18W時，才能使膀胱壁上的逼尿肌收縮。
因為膀胱外壁和電極之間存在接觸電阻，其數值大致為2～5Ω，所以當電流通過時，它們之間的接觸面上必須產生熱量。如果熱量積聚到一定程度，接觸面上的肌肉就會出現灼傷，甚至發生組織壞死。由實驗得知，由于膀胱外壁，0.5～0.1W/cm的功率密度是一個臨界區域。為了把功率密度限制在安全區域內，應采用4對電極，直徑為6mm，埋藏在膀胱的肌層和漿液層之間，這就提供了大面積的低電阻刺激面。因此，在實驗過程中沒有發現動物的膀胱有明顯灼傷現象。
人的排尿生理作用受兩個神經中樞的控制。比較重要的神經中樞位于腰椎2、3、4之中；另一個次要的神經中樞位于大腦。有些患者雖然上運動神經已損害，而膀胱的脊髓中樞并未被破壞，傷后數周或數月可建立“自動反射膀胱”而排尿，所以此裝置只適用于下運動神經無灼傷的患者。
