[發明專利]基于網絡熵的對生物體狀態遷移的預兆檢測予以輔助的檢測裝置、檢測方法以及檢測程序

在審

• 申請號: 201380066255.1
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN105009130A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 合原一幸;陳洛南;劉銳
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人科學技術振興機構
• 主分類號: G06F19/24
• 分類號: G06F19/24;A61B5/00;G06Q50/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;李文嶼

1.一種檢測裝置，所述裝置基于通過與生物體相關的測定所得的多個因子項目的測定數據，對作為測定對象的生物體的狀態遷移的預兆的檢測予以輔助，其特征在于，具備：

選出單元，針對所述各因子項目，選出該因子項目的測定數據的時間序列變化為規定的基準以上的因子項目；

微觀計算單元，在基于由所述選出單元選出的因子項目的相關關系求出的表示各因子項目間的動態結合關系的網絡中，針對每個因子項目計算該因子項目與相鄰的其他因子項目之間的統計力學上的微觀熵；和

檢測單元，在由所述微觀計算單元計算出的微觀熵的減少程度超過規定的檢測基準的情況下，所述檢測單元將這一情況檢測為狀態遷移的預兆。

2.根據權利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，

還具備選擇單元，在由所述微觀計算單元計算出的微觀熵的減少程度超過規定的選擇基準的情況下，所述選擇單元選擇該微觀熵所涉及的因子項目作為成為生物體癥狀指標的生物標志物的候選項，

所述檢測單元，在所述選擇單元選擇出的因子項目所涉及的微觀熵的減少程度超過規定的檢測基準的情況下，將此檢測為狀態遷移的預兆。

3.根據權利要求1或2所述的檢測裝置，其特征在于，

還具備宏觀計算單元，所述宏觀計算單元基于由所述微觀計算單元計算出的每個因子項目的微觀熵，以統計方式計算出作為選出的所有因子項目的代表值的宏觀熵，

在由所述宏觀計算單元計算出的宏觀熵的減少程度超過第1檢測基準的情況下，并且當由所述微觀計算單元計算出的微觀熵的減少程度超過第2檢測基準時，所述檢測單元將此檢測為狀態遷移的預兆。

4.根據權利要求1到3中任一項所述的檢測裝置，其特征在于，

還具備訪問記錄有所述因子項目間的相互作用的數據庫的單元，

所述微觀計算單元包括基于所述數據庫所記錄的因子項目間的相互作用來導出表示因子項目間的動態結合關系的網絡的單元。

5.根據權利要求1到4中任一項所述的檢測裝置，其特征在于，

所述微觀計算單元，對于各因子項目根據基于概率密度函數的測定數據的概率與該概率的對數之積的總和來計算微觀熵，其中，所述概率密度函數表示相鄰的全部其他因子項目所涉及的測定數據的狀態變化的分布。

6.根據權利要求5所述的檢測裝置，其特征在于，

所述微觀計算單元，

按每個因子項目，根據相對于基于以前的擾動所確定的閾值的變化大小而對測定數據進行2值化，

以2值化后的測定數據遵循多變量正態分布為前提，對概率密度函數加以計算，

基于對計算出概率密度函數進行多重積分所得的遷移概率來計算成為常態分布的所述測定數據的概率。

7.根據權利要求1到6中任一項所述的檢測裝置，其特征在于，

還具備差異檢測單元，所述差異檢測單元檢驗所述各因子項目的各自的測定數據是否顯著性地經時變化，

所述選出單元選出被檢驗為經時變化具有顯著性的因子項目。

8.根據權利要求1到7中任一項所述的檢測裝置，其特征在于，

所述因子項目為與基因相關的測定項目、與蛋白質相關的測定項目或與代謝物相關的測定項目。

9.一種檢測方法，該檢測方法使用如下的檢測裝置：基于通過與生物體相關的測定所得的多個因子項目的測定數據、對作為測定對象的生物體的狀態遷移的預兆的檢測予以輔助，所述檢測方法的特征在于，

所述檢測裝置執行：

選出步驟，針對所述各因子項目，選出該因子項目的測定數據的時間序列變化為規定的基準以上的因子項目；

微觀計算步驟，在基于由所述選出步驟選出的因子項目的相關關系求出的表示各因子項目間的動態結合關系的網絡中，針對每個因子項目計算該因子項目與相鄰的其他因子項目之間的統計力學上的微觀熵；和

檢測步驟，在由所述微觀計算步驟計算出的微觀熵的減少程度超過規定的檢測基準的情況下，將此檢測為狀態遷移的預兆。

10.一種檢測程序，是使計算機基于通過與生物體相關的測定所得的多個因子項目的測定數據，對作為測定對象的生物體的狀態遷移的預兆的檢測予以輔助的檢測程序，其特征在于，

使計算機執行：

選出步驟，針對所述各因子項目，選出該因子項目的測定數據的時間序列變化為規定的基準以上的因子項目；

微觀計算步驟，在基于由所述選出步驟選出的因子項目的相關關系求出的表示各因子項目間的動態結合關系的網絡中，針對每個因子項目計算該因子項目與相鄰的其他因子項目之間的統計力學上的微觀熵；和

檢測步驟，在由所述微觀計算步驟計算出的微觀熵的減少程度超過規定的檢測基準的情況下，將此檢測為狀態遷移的預兆。