[發明專利]一種啟發式代謝共表達網絡的構建方法及系統

有效

• 申請號: 201610050607.X
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105718999B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 紀震;周家銳;殷夫;朱澤軒
• 申請（專利權）人: 深圳大學;紀震;周家銳;殷夫;朱澤軒
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種啟發式代謝共表達網絡的構建方法，其特征在于，包括步驟：

A、對原始的代謝特征數據集F*進行正規化預處理，使其中所有M個代謝特征矢量在每個維度上都具有0均值及單位方差：

F m = F m * - μ m δ m , F m * ∈ F * ; ]]>

F＝{Fm；m＝1，2，...，M}為預處理后的代謝特征數據集，μm、δm分別為第m個原始的代謝特征矢量F*m的均值與方差；

B、設定特征選擇總運行次數為K，初始化運行計數器k＝1；

C、構造多模優化的進化種群ps，將其所包含的每個尋優個體Xi∈ps初始化為范圍R＝[0，1]內均勻分布的M維隨機矢量；

D、設定算法迭代總次數為G，初始化迭代計數器g＝1；

E、計算進化種群ps中每個尋優個體的共享適應度函數值；

F、在計算所有尋優個體的共享適應度函數值后，使用啟發式計算智能算法優化進化種群ps；

G、更新迭代計數器g＝g+1，若g＜G，則返回步驟E；否則本次優化結束，進入步驟H；

H、對于優化后進化種群ps中的每個尋優個體Xi，將其映射為選擇矢量Si；

I、構造對稱的共表達權值矩陣Wk＝{wp，q}M×M，其中對角線元素wp，p為所有Si中代謝特征矢量Fp被選中的次數，p∈M：

w p , p = Σ i ∈ | p s | s p ∈ S i ]]>

其余元素wp，q則為Si中代謝特征矢量Fp與Fq被同時選中的次數，p，q∈M，p≠q：

wp，q＝∑i∈|ps|sp∩sq；sp，sq∈Si；

J、更新運行計數器k＝k+1，若k＜K，則返回步驟C，否則特征選擇完成，進入步驟K；

K、對每次運行所獲得的共表達權值矩陣進行平均，并計算其對應的概率，得到最終的共表達權值矩陣為Ω＝{ωp，q}M×M，其中|ps|為進化種群ps中的尋優個體總數：

ω p , q = 1 K | p s | Σ k ∈ K w p , q ∈ W k ; ]]>

L、將每次特征選擇中最終輸出的每個Si視作優化算法對于代謝特征數據集空間的一次采樣，其sm∈Si服從概率pm的伯努利分布，則wp，p即為服從B(|ps|，pm)二次分布的隨機變量；

M、將最終的共表達權值矩陣視作組合學習投票方法的穩態結果；

N、使用最終的共表達權值矩陣中的對角線元素ωp，p作為節點p的重要性權重，其余任意ωp，q，p≠q作為節點Fp與Fq之間的連接權重，構建全連通加權網絡G，而后移除其中權重小于閾值ωt的節點與邊，形成該原始的代謝特征數據集F*的代謝共表達網絡；

O、輸出所述代謝共表達網絡作為結果；

Fm的選擇概率pm∈[0.05，0.95]，則在每次特征選擇使用|ps|為100個尋優個體的條件下，重復運行6次，在98％的置信區間內，p，p的均值誤差不超過5％。