[发明专利]为了特定于患者地管理疾病而综合地和预测地分析分子、成像、以及临床数据的系统和方法

摘要

一种按多个模式操作的系统，以提供对与患者相关联的分子数据、成像数据、以及临床数据的综合分析，该系统包括多尺度模型、分子模型、以及链接组件。多尺度模型构造成，当该系统按第一模式操作时，基于临床数据和成像数据，生成一个或多个估计的多尺度参数，以及，当该系统按第二模式操作时，基于一个或多个推断的多尺度参数，生成器官功能模型。分子模型构造成，基于分子数据的分子网络分析，生成一个或多个第一分子发现，其中，当该系统按第一模式操作时，由估计的多尺度参数约束分子模型。链接组件操作地联结至多尺度模型和分子模型，并且构造成，当该系统按第一模式操作时，将来自多尺度模型的估计的多尺度参数传送至分子模型，以及，当该系统按第二模式操作时，使用机器学习过程，基于分子发现，生成推断的多尺度参数。

主权项

1.一种按多个模式运行的系统，用于提供对与患者相关联的分子数据、成像数据、以及临床数据的综合分析，所述系统包括：多尺度器官模型，分子模型；一个或多个处理器；和非易失性计算机可读存储介质，其与处理器可操作地通信，其中计算机可读存储介质包含一个或多个程序指令，其当被执行时使得一个或多个处理器：当系统被按照第一模式配置时执行自顶向下过程，该自顶向下过程包括：使用逆向问题算法，通过将器官功能的多尺度现象学模型拟合到临床数据和成像数据，执行多尺度器官模型，以生成一个或多个估计的多尺度参数，将估计的多尺度参数与至少一个患者特定的信息和疾病子类信息综合，以生成综合的表型数据，对分子概要信息执行组学数据分析，以确定序列变异和差异表达数据，基于综合的表型数据、序列变异数据和差异表达数据执行分子模型，以执行分子网络分析，以识别一个或多个断裂的分子路径、疾病相关生物标记、以及导致相关疾病表型的失调机制，和当系统被按照第二模式配置时执行自底向上过程，所述自底向上过程包括：基于估计的一个或多个分子的多尺度参数，生成器官功能模型，分子模型构造为，基于分子数据的分子网络分析，生成一个或多个分子发现，基于分子发现，确定断裂的细胞模型参数，基于断裂的细胞模型参数，确定患者内的电生理学活动指标、特定于患者的细胞主动应力指标和特定于患者的细胞被动应力指标，基于患者内的电生理学活动指标、特定于患者的细胞主动应力指标和特定于患者的细胞被动应力指标来计算细胞表型特征，并且基于细胞表型特征计算一个或多个断裂的多尺度参数，和使用断裂的多尺度参数执行多尺度器官模型以生成表型预测。