[发明专利]一种基于复杂网络的疾病进展路径挖掘方法

权利要求书

1.一种基于复杂网络的疾病进展路径挖掘方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集临床诊疗数据，并根据临床诊疗数据中疾病患病率和共病信息构建有向表型疾病网络；

S2、采集基因-疾病关联数据，并根据基因-疾病关联数据构建基于基因的疾病关联网络；

S3、采集疾病通路数据，并根据疾病通路数据构建基于通路的疾病关联网络；

所述步骤S3包括以下分步骤：

S3.1、采集疾病通路数据，并根据疾病通路数据获取疾病d_i与疾病d_j之间基于通路k的距离S_k(d_i,d_j)为：

其中，f_k(d_i,d_i)表示每个基因g与其他所有基因CG(k,d_i)-{g}的平均最短路径长度，CG(k,d_i)表示疾病d_i与通路k之间的共同基因集；f_k(d_j,d_j)表示基因q与其他所有基因CG(k,d_j)-{q}的平均最短路径长度，CG(k,d_j)表示疾病d_j与通路k之间的共同基因集；f_k(d_i,d_j)表示CG(k,d_i)中的节点到CG(k,d_j)中节点的平均最短路径长度；

S3.2、将距离S_k(d_i,d_j)进行标准化，获取标准化距离为：

其中，表示在通路k的基础上疾病d_i与疾病d_j之间的距离最小值，表示在通路k的基础上疾病d_i与疾病d_j之间的距离最大值；

S3.3、将疾病作为网络节点，通过标准化距离计算网络节点之间的边权值为：

其中，P表示基于通路的疾病关联网络，k＝1,2,...,n，n表示通路的总数；

S3.4、根据网络节点以及网络节点之间对应的边权值，获取基于通路的疾病关联网络；

S4、将两两疾病之间的表型疾病网络边权值、基于基因的疾病关联网络边权值和基于通路的疾病关联网络边权值按网络权重相加，将边权值之和作为复杂疾病网络的边权值，构建有向的复杂疾病网络；

S5、将复杂疾病网络中疾病分为低风险、中风险和高风险三部分，设定低风险疾病为源疾病群和高风险疾病为目标疾病群；

S6、采用双向最大平均权值路径算法搜索源疾病群到目标疾病群的疾病进展路径；

所述步骤S6中采用双向最大平均权值路径算法搜索源疾病群到目标疾病群的疾病进展路径的具体方法为：

S6.1、以源疾病群中疾病为起点，按照疾病进展方向搜索源疾病群中各个节点到非目标疾病群中各个节点的最大平均权值路径；

S6.2、以目标疾病群中疾病为起点，按照疾病进展方向反向搜索目标疾病群中各个节点到目标疾病群邻接点的最大平均权值路径；

S6.3、将源疾病群到非目标疾病群节点的最大平均权值路径和目标疾病群到目标疾病群邻接点的最大平均权值路径进行连接，得到源疾病群到目标疾病群的疾病进展路径；

S7、计算疾病进展路径的得分，选择得分最高的疾病进展路径，得到源疾病群到目标疾病群的病情进展路径挖掘结果。