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作品名称
癫痫病预测系统
作品关键词
癫痫病 、STM32、机器学习、特征提取、分类、时间序列
作品简介
作品是基于机器学习的癫痫病预测系统, 该系统首先通过 Fourier、PCA 降
维和提取各通道之间的相关性系数对 EEG 特征提取,然后利用随机森林、SVM、
逻辑回归算法和决策树算法对发作前期和发作间期进行分类,从而获得基于
人工智能机器学习预测癫痫病发作概率的模型。在测试时,通过电极获取病
人脑电波,经蓝牙从机传输信号给蓝牙主机,蓝牙主机获得的脑电波信号通
过 STM32 单片机串口传输到电脑上位机,上位机是采用 Labview 设计开发的
可视化界面,最后在上位机中可显示癫痫病发作概率和脑电波波形。
目录
一、项目概述 ..................................................................................................................................5
1. 研究背景 ..........................................................................................................................5
2. 研究目的 ..........................................................................................................................5
二、可行性分析 ..............................................................................................................................6
1. 设计方案 ..........................................................................................................................6
1.1 获取数据 ....................................................................................................................6
1.2 特征提取 ....................................................................................................................6
1.3 分类 ............................................................................................................................7
1.4 脑电波获取仪器(Neuro Sky TGAM) ....................................................................9
1.5 软件开发 ...............................................................................................................10
1.6 模型评估图 ..............................................................................................................10
2. 软件代码 ........................................................................................................................10
3. 实物照片 ........................................................................................................................16
4. 创新点 ............................................................................................................................16
5. 实用性 ............................................................................................................................17
6. 市场应用前景 ................................................................................................................17
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一、项目概述
1. 研究背景
据世界卫生组织调查表明,目前全球癫痫患者约有 7000 万,而中国就有 1000
万左右,且每年还会新增 45 万左右癫痫患者。由此,抗癫痫活动目前已经成为
一项全球性事业。
癫痫病是以脑部神经元过度放电所致的突然、反复和短暂的中枢神经系统功
能失常为特征的慢性脑部疾患,俗称“羊癫疯”、“羊羔疯”,病因几乎涉及到中
枢神经系统的各类病变,对癫痫的诊断主要是依据对发作症状的详细观察和描述,
因此其诊断需要依赖脑电波。但是一方面由于人的大脑过于复杂,人类对它的研
究还比较初级,另一方面缺乏足够长的时间记录以及足够多的数据以便研究人员
可以运用算法,使癫痫发作预测一直受到阻碍,大多数科研机构仍然停留于实验
室阶段。
癫痫的病因及发病机理复杂,对许多患者来说,可以服用高剂量抗惊厥药物
以防止癫痫发作,但患者常常会出现副作用。而对于部分癫痫患者来说,药物是
无效的,甚至在进行外科手术后,许多患者仍然会有自发性的癫痫发作。这些都
将使癫痫患者由于有可能出现的症状而持续焦虑,对个人、家庭、社会造成极大
的危害和影响,所以如果可以能够智能、准确的检测癫痫放电对癫痫患者来说具
有划时代的意义,同样也减少了对经验必须足够丰富的医生的过度依赖。癫痫病
人的发作间期和发作期对于确定癫痫病具有极其重要的价值。
2. 研究目的
癫痫作为一种常见的神经系统疾病,具有突发性、暂时性、反复性等特点,
对个人、家庭及社会均会造成极大的危害和影响。目前,药物治疗仍然是其主要
治疗方法,但采用药物治疗一方面为了要防止癫痫发作需要长期服用高剂量抗惊
厥药物而这势必会有副作用,对癫痫患者造成难以忍受的不良反应。另一方面不
能及时、准确的诊断及合理规范的治疗,反而更加危害癫痫患者的身心健康甚至
于因为癫痫的突然发作造成病人的死亡,同时也减少了癫痫患者对可能出现的症
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