团队成员：杨振凯 苗成林 吴龙涛 黄睿

癫痫病即俗称的“羊角风”或“羊癫风”，是大脑神经元突发性异常放电，导致短暂的大脑功能障碍的一种慢性疾病。据我国最新流行病学资料显示，国内癫痫的总体患病率为7.0％，年发病率为28.8／10万，1年内有发作的活动性癫痫患病率为4.6％。

据此估计，我国约有900万左右的癫痫患者，其中500万～600万是活动性癫痫患者，同时每年新增加癫痫患者约40万，在我国，癫痫已经成为神经科仅次于头痛的第二大常见病。

癫痫病患者经常会在任何时间、地点、环境下突然发作。癫痫病的发病症状是全身不由自主的痉挛、抽搐。患者根本不能控制自己。因此，非常容易出现摔伤、烫伤、溺水、交通事故等。如果是患者单独在家、出行一旦发病，在周围没有人的情况下根本无法实现自我求救。

我们通过研究发现，当患者脑电波中高频的一种波形强度较大且反复出现时，癫痫极易发作。因此针对患者户外、夜晚、独处的状态开发了一个智能癫痫病监测报警系统。

该系统通过脑电波传感器实时采集病人的脑电波，并通过蓝牙分别传输到相应设备与手机，这些设备对数据进行解析。

若发现脑电波异常，相关设备将驱动警报模块发出警报；同时手机则会以短信息方式将病人的具体位置信息通知家人，从而让他们迅速采取措施。

癫痫病人监护系统的创新点主要体现在以下几个方面：

1）整个系统的数据通信采用蓝牙通信，这样就能做到实时采集，实时监控，而且模块轻便，适合在室内放置。

2）基于原始脑电波，进行脑电波的分离解析，通过理论研究结论进行波形分析，实时获取患者精神状态，在发病之前触发警报。

3）系统可以实时获取患者精神状态，日常中当患者情绪波动较大时及时提醒患者调整情绪，从而降低发病频率。

4）基于Android平台的手机App操作简单，可以设置多位亲人的号码进行呼救，而且发送患者的位置信息方便及时施救。

我们这款作品在研究癫痫病的发病机理后，针对其发病突然性和随机性的特点，分别开发出适应户外和夜间两种环境的应用，解决了患者家属实时有效看护患者的问题。设备操作简单，携带方便。后期产品化后可以对脑电波传感器置于常用的帽子中，从而保护患者隐私。

实施方案(www.daowen.com)

癫痫病人智能监护系统的研发主要完成了以下三方面工作，分别是前期理论研究、警报仪的设计和手机客户端的App开发。

1.理论研究

人的脑电波可按频率分为θ、δ、α、β、γ等5种基本波形，在不同精神状态下不同波形占据主导。根据这一基本原理，我们首先获取到了大量的癫痫患者脑电波数据。

基于MATLAB环境，进行LVQ神经网络建模，对数据进行相关性分析，以得到患者脑电波的5种波形强度的相对大小和发病情况的关系。发现1ow－γ和mid－γ两个频率相对高的分量权重系数较高。

分析神经网络的神经节点情况，我们可到以下结论：当相对高频的频率分量强度较大且反复出现，脑电波呈现出“棘波”和“尖波”时，患者癫痫发作的可能性很大。我们将这种波的强度加权组合，得到一个判断脑电波癫痫可能性的阈值，以下的警报仪和安卓App就是基于这个阈值进行癫痫判别和预警。

2.警报仪

警报仪由51单片机、蓝牙收发模块、语音警报模块和脑电波传感器组成。

三者的通信由蓝牙方式通过串口通信。系统硬件结构组成如下图所示。

3.手机客户端的App

基于Android平台的癫痫病人监护App应用首先通过蓝牙模块与脑电波传感器连通实时获取脑电波数据，并进行脑电波的解析。

当检测到脑电波处于高度兴奋或紧张状态时，会通过铃声提示患者平静心情；当检测到高频γ波（或“棘波”）频繁出现时，即表示癫痫很可能要发作，此时会通过GpS模块获取患者位置信息，并通过短信模块发送至预先设定的号码。

[1]（Reed Swutch）也称舌簧管或磁簧开关，是一种磁敏的特殊开关，是干簧继电器和接近开关的主要部件。