[發(fā)明專利]一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的疾病進(jìn)展路徑挖掘方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010971130.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112086187B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱航;羅林;王利亞;胡智栩;周德嘉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G16H50/20
• 分類號(hào): G16H50/20;G16H50/70
• 代理公司: 北京正華智誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

1.一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的疾病進(jìn)展路徑挖掘方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集臨床診療數(shù)據(jù)，并根據(jù)臨床診療數(shù)據(jù)中疾病患病率和共病信息構(gòu)建有向表型疾病網(wǎng)絡(luò)；

S2、采集基因-疾病關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并根據(jù)基因-疾病關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)構(gòu)建基于基因的疾病關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；

S3、采集疾病通路數(shù)據(jù)，并根據(jù)疾病通路數(shù)據(jù)構(gòu)建基于通路的疾病關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；

所述步驟S3包括以下分步驟：

S3.1、采集疾病通路數(shù)據(jù)，并根據(jù)疾病通路數(shù)據(jù)獲取疾病d_i與疾病d_j之間基于通路k的距離S_k(d_i,d_j)為：

其中，f_k(d_i,d_i)表示每個(gè)基因g與其他所有基因CG(k,d_i)-{g}的平均最短路徑長(zhǎng)度，CG(k,d_i)表示疾病d_i與通路k之間的共同基因集；f_k(d_j,d_j)表示基因q與其他所有基因CG(k,d_j)-{q}的平均最短路徑長(zhǎng)度，CG(k,d_j)表示疾病d_j與通路k之間的共同基因集；f_k(d_i,d_j)表示CG(k,d_i)中的節(jié)點(diǎn)到CG(k,d_j)中節(jié)點(diǎn)的平均最短路徑長(zhǎng)度；

S3.2、將距離S_k(d_i,d_j)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，獲取標(biāo)準(zhǔn)化距離為：

其中，表示在通路k的基礎(chǔ)上疾病d_i與疾病d_j之間的距離最小值，表示在通路k的基礎(chǔ)上疾病d_i與疾病d_j之間的距離最大值；

S3.3、將疾病作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化距離計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的邊權(quán)值為：

其中，P表示基于通路的疾病關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，k＝1,2,...,n，n表示通路的總數(shù)；

S3.4、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間對(duì)應(yīng)的邊權(quán)值，獲取基于通路的疾病關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；

S4、將兩兩疾病之間的表型疾病網(wǎng)絡(luò)邊權(quán)值、基于基因的疾病關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)邊權(quán)值和基于通路的疾病關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)邊權(quán)值按網(wǎng)絡(luò)權(quán)重相加，將邊權(quán)值之和作為復(fù)雜疾病網(wǎng)絡(luò)的邊權(quán)值，構(gòu)建有向的復(fù)雜疾病網(wǎng)絡(luò)；

S5、將復(fù)雜疾病網(wǎng)絡(luò)中疾病分為低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)三部分，設(shè)定低風(fēng)險(xiǎn)疾病為源疾病群和高風(fēng)險(xiǎn)疾病為目標(biāo)疾病群；

S6、采用雙向最大平均權(quán)值路徑算法搜索源疾病群到目標(biāo)疾病群的疾病進(jìn)展路徑；

所述步驟S6中采用雙向最大平均權(quán)值路徑算法搜索源疾病群到目標(biāo)疾病群的疾病進(jìn)展路徑的具體方法為：

S6.1、以源疾病群中疾病為起點(diǎn)，按照疾病進(jìn)展方向搜索源疾病群中各個(gè)節(jié)點(diǎn)到非目標(biāo)疾病群中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最大平均權(quán)值路徑；

S6.2、以目標(biāo)疾病群中疾病為起點(diǎn)，按照疾病進(jìn)展方向反向搜索目標(biāo)疾病群中各個(gè)節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)疾病群鄰接點(diǎn)的最大平均權(quán)值路徑；

S6.3、將源疾病群到非目標(biāo)疾病群節(jié)點(diǎn)的最大平均權(quán)值路徑和目標(biāo)疾病群到目標(biāo)疾病群鄰接點(diǎn)的最大平均權(quán)值路徑進(jìn)行連接，得到源疾病群到目標(biāo)疾病群的疾病進(jìn)展路徑；

S7、計(jì)算疾病進(jìn)展路徑的得分，選擇得分最高的疾病進(jìn)展路徑，得到源疾病群到目標(biāo)疾病群的病情進(jìn)展路徑挖掘結(jié)果。