[发明专利]一种基于超图聚类的精神疾病生物型发掘方法

权利要求书

1.一种基于超图聚类的精神疾病生物型发掘方法，其特征在于，包括：

步骤S1，基于预处理后的受试者脑影像数据提取的脑影像特征，采样超边，构建超图结构；

步骤S2，根据超图结构表达的多个受试者之间的高阶关系，度量两两受试者之间的相似度矩阵；

其中，所述超图结构表达的多个受试者之间的高阶关系包括：

基于超图结构，所有受试者对每一条超边的拟合误差；

由拟合误差转化为表达受试者属于超边概率的关联矩阵；计算关联矩阵H的公式为：

其中，φ_e表示超边所对应的子空间拟合的模型，r(v,φ_e)是代表受试者对应的顶点v对超边e上的φ_e的拟合残差；σ为参数，该参数在步骤S1-S4的过程中通过迭代自动调整，最终选择使目标函数收敛的σ，所述目标函数为：

其中，SSE(c,σ)是第c类别受试者与该类别所在子空间的残差平方和；C为类别个数；

步骤S3，对得到的相似度矩阵使用聚类算法进行聚类，得到受试者的类别标签；

步骤S4，根据得到的受试者的类别标签，重新进行步骤S1-S3，直到收敛；

步骤S5，根据最终的受试者的类别标签，确定精神疾病的生物型。

2.根据权利要求1所述的基于超图聚类的精神疾病生物型发掘方法，其特征在于，从预处理后的受试者脑影像数据中提取脑影像特征的步骤包括：

对脑影像数据预处理，预处理的方式主要包括：层间校正、头动校正、空间标准化、空间平滑；

使用预处理后的受试者脑影像数据计算脑影像测度；

对受试者脑影像测度使用特征提取方法，得到提取后的脑影像特征。

3.根据权利要求1所述的基于超图聚类的精神疾病生物型发掘方法，其特征在于，采样超边的步骤包括：

基于提取的脑影像特征，建立k近邻稀疏图，并为每一条边赋予边概率；

基于k近邻稀疏图，对于每一条边，根据边对应的两顶点的类别标签和边概率的约束条件更新k近邻稀疏图；

由更新的k近邻稀疏图中提取强连通子图，并为每一个强连通子图赋予权重；

依权重随机采样一个子图，并从子图中随机采样D个顶点；其中，D为一条超边包含的顶点的个数；

继续依权重随机采样一个子图和从其中随机采样下一条超边，直到所有的超边都采样完成。

4.根据权利要求1所述的基于超图聚类的精神疾病生物型发掘方法，其特征在于，度量两两受试者之间的相似度矩阵的步骤包括：利用受试者属于超边概率的关联矩阵，计算相似度矩阵。

5.根据权利要求1所述的基于超图聚类的精神疾病生物型发掘方法，其特征在于，聚类算法的类型包括：归一化割、K均值和社区检测聚类方法。