一种基于数据处理的基因芯片产前畸形的数据分析方法及系统

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种基于数据处理的基因芯片产前畸形的数据分析方法及系统。

背景技术：

1、在现代医学领域，随着科技的不断进步和医疗技术的日益发展，产前诊断对于保障胎儿健康、预防出生缺陷具有至关重要的意义，出生缺陷是全球范围内抑制新生儿出生的主要原因之一，给家庭和社会带来了沉重的负担。

2、目前，传统的基因芯片数据分析方法存在一定的局限性，其往往依赖于单一的分析策略，无法充分整合和利用多种数据信息，导致诊断结果的准确性和可靠性受到影响，此外，现有的方法在处理复杂的基因数据时，效率较低，难以满足大规模临床样本的快速分析需求，因此，需要一种基于数据处理的基因芯片产前畸形的数据分析方法及系统，提高产前畸形检测的准确性。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于数据处理的基因芯片产前畸形的数据分析方法及系统，其主要目的在于提高产前畸形检测的准确性。

2、利用预设的基因芯片对产前孕妇进行产前畸形检测，得到产前检测数据，对所述产前检测数据进行多模态数据融合，得到融合检测数据，所述融合检测数据包括基因表达数据、拷贝数变异数据以及单核苷酸多态性数据；

3、基于所述融合检测数据，生成所述产前检测数据对应的融合数据矩阵，对所述融合数据矩阵进行降噪处理，得到降噪后的融合数据矩阵，提取所述降噪后的融合数据矩阵中的融合数据特征，基于所述融合数据特征，对所述融合检测数据进行基因分组，得到分组基因簇；

4、识别所述分组基因簇中的异常基因簇，利用预设的基因调控网络模型，筛选所述异常基因簇中与产前畸形相关的关键基因特征和变异模式，基于所述关键基因特征和所述变异模式，构建所述产前检测数据对应的基因变异图谱，计算所述基因变异图谱中关键基因对应的基因影响系数；

5、挖掘所述基因影响系数与产前畸形之间的潜在关联特征，基于所述潜在关联特征结合预设的胎儿临床表现数据，构建所述产前检测数据对应的基因-表型关联图，分析所述基因-表型关联图在不同基因特征上对应的临床影响权重；

6、基于所述临床影响权重，计算产前孕妇胎儿的畸形风险概率值，将所述畸形风险概率值与预设的风险阈值进行比较，确定所述产前孕妇胎儿的畸形风险等级，提取所述畸形风险等级中的关键风险因子，基于所述关键风险因子，生成所述产前孕妇对应的产前畸形数据报告。

7、可选地，所述对所述产前检测数据进行多模态数据融合，得到融合检测数据，包括：

8、识别所述产前检测数据对应的数据类型；

9、基于所述数据类型，对所述产前检测数据进行数据分组，得到分组检测数据；

10、对所述分组检测数据中各组数据进行降维处理，得到降维检测数据；

11、对所述降维检测数据进行相关性分析，并筛选其对应的强相关数据；

12、对所述强相关数据进行多模态数据融合，得到融合检测数据。

13、可选地，所述基于所述融合检测数据，生成所述产前检测数据对应的融合数据矩阵，包括：

14、对所述融合检测数据进行标准化处理，得到标准化数据；

15、提取所述标准化数据中的关键特征参数；对所述关键特征参数进行编码，并构建其对应的编码向量；

16、基于所述编码向量，构建所述融合检测数据对应的初始数据矩阵；

17、对所述初始数据矩阵进行矩阵优化，得到优化矩阵；

18、对所述优化矩阵进行数据填充，得到填充矩阵；

19、计算所述填充矩阵中数据间的相似度；

20、基于所述相似度，获得所述填充矩阵对应的相似度矩阵；

21、对所述相似度矩阵进行矩阵合并，生成所述产前检测数据对应的融合数据矩阵。

22、可选地，所述基于所述融合数据特征，对所述融合检测数据进行基因分组，得到分组基因簇，包括：

23、对所述融合数据特征进行初聚类分析，得到初聚类数据；

24、筛选所述初聚类数据中的基因数据子集，计算所述基因数据子集中基因的相似度量值；

25、基于所述相似度量值，对所述基因数据子集进行次聚类处理，得到次聚类基因数据；

26、确定所述次聚类基因数据对应的数据边界和数据范围；

27、基于所述数据边界和所述数据范围，对所述融合检测数据进行基因分组，得到分组基因簇。

28、可选地，所述基于所述关键基因特征和所述变异模式，构建所述产前检测数据对应的基因变异图谱，包括：

29、整合所述关键基因特征和所述变异模式对应的特征模式，得到基因整合数据；

30、查询所述基因整合数据对应的基因变异类型；

31、基于所述基因变异类型，识别所述基因整合数据中的基因变异点；

32、基于所述基因变异点，构建所述基因整合数据对应的初步图谱框架；

33、对所述初步图谱框架中的变异参数进行量化分析，得到变异量化指标；

34、基于所述变异量化指标，构建所述产前检测数据对应的基因变异图谱。

35、可选地，所述计算所述基因变异图谱中关键基因对应的基因影响系数，包括：

36、计算所述基因变异图谱中关键基因对应的基因影响系数。

37、可选地，所述基于所述潜在关联特征结合预设的胎儿临床表现数据，构建所述产前检测数据对应的基因-表型关联图，包括：

38、汇总所述潜在关联特征与预设的胎儿临床表现数据，得到初始汇总数据；

39、对所述初始汇总数据进行标准统一，得到标准汇总数据；

40、计算所述标准汇总数据中数据对应的数据关联强度；

41、基于所述数据关联强度，分析所述初始汇总数据对应的基因-表型指标；

42、基于所述基因-表型指标，构建所述产前检测数据对应的基因-表型关联图。

43、可选地，所述分析所述基因-表型关联图在不同基因特征上对应的临床影响权重，包括：

44、提取所述基因-表型关联图中的基因-表型参数；

45、划分所述基因-表型参数对应的基因-表型特征；

46、查询所述基因-表型特征在所述基因-表型关联图的出现频率；

47、基于所述出现频率，评估所述基因-表型特征对应的初步影响程度；

48、基于所述初步影响程度，分析所述基因-表型关联图在不同基因-表型特征上对应的临床影响权重。

49、可选地，所述基于所述临床影响权重，计算产前孕妇胎儿的畸形风险概率值，包括：

50、计算产前孕妇胎儿的畸形风险概率值。

51、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于数据处理的基因芯片产前畸形的数据分析系统，所述系统包括：

52、数据融合模块，用于利用预设的基因芯片对产前孕妇进行产前畸形检测，得到产前检测数据，对所述产前检测数据进行多模态数据融合，得到融合检测数据，所述融合检测数据包括基因表达数据、拷贝数变异数据以及单核苷酸多态性数据；

53、基因分组模块，用于基于所述融合检测数据，生成所述产前检测数据对应的融合数据矩阵，对所述融合数据矩阵进行降噪处理，得到降噪后的融合数据矩阵，提取所述降噪后的融合数据矩阵中的融合数据特征，基于所述融合数据特征，对所述融合检测数据进行基因分组，得到分组基因簇；

54、影响系数计算模块，用于识别所述分组基因簇中的异常基因簇，利用预设的基因调控网络模型，筛选所述异常基因簇中与产前畸形相关的关键基因特征和变异模式，基于所述关键基因特征和所述变异模式，构建所述产前检测数据对应的基因变异图谱，计算所述基因变异图谱中关键基因对应的基因影响系数；

55、权重分析模块，用于挖掘所述基因影响系数与产前畸形之间的潜在关联特征，基于所述潜在关联特征结合预设的胎儿临床表现数据，构建所述产前检测数据对应的基因-表型关联图，分析所述基因-表型关联图在不同基因特征上对应的临床影响权重；

56、报告生成模块，用于基于所述临床影响权重，计算产前孕妇胎儿的畸形风险概率值，将所述畸形风险概率值与预设的风险阈值进行比较，确定所述产前孕妇胎儿的畸形风险等级，提取所述畸形风险等级中的关键风险因子，基于所述关键风险因子，生成所述产前孕妇对应的产前畸形数据报告。

57、首先，本发明通过利用预设的基因芯片对产前孕妇进行产前畸形检测，得到产前检测数据，能够在产前阶段就对胎儿的健康状况进行全面、准确的评估，有助于及早发现潜在的畸形问题，同时，本发明基于所述融合检测数据，生成所述产前检测数据对应的融合数据矩阵，能够将基因表达数据、拷贝数变异数据以及单核苷酸多态性数据等多模态的复杂信息以一种规整、统一的形式呈现，使得数据之间的关系更加清晰直观，有助于迅速把握整体情况，本发明通过识别所述分组基因簇中的异常基因簇，可以了解个体中异常基因簇的存在和特征，有助于早期发现潜在的疾病风险，并且可以在疾病症状出现之前就采取预防和监测措施，提高治疗的成功率和患者的生存率，本发明通过挖掘所述基因影响系数与产前畸形之间的潜在关联特征，能够为产前诊断提供更精准的依据，并且可以明确基因影响系数与产前畸形的具体关联，从而准确地判断胎儿是否存在畸形风险，避免不必要的担忧和过度干预，进一步地，本发明基于所述临床影响权重，计算产前孕妇胎儿的畸形风险概率值，可以提供明确且量化的风险评估，能够更清晰地了解胎儿面临的潜在健康问题，从而更好地做出决策，比如是否需要进一步的深入检查或采取特殊的预防措施。因此，本发明提出的一种基于数据处理的基因芯片产前畸形的数据分析方法及系统，能够提高产前畸形检测的准确性。