一种中药药物研发的分布式可信空间集成系统

本发明涉及中药研发，具体而言，涉及一种中药药物研发的分布式可信空间集成系统。

背景技术：

1、中药研发涉及药材属性、方剂组成、化学成分、作用靶点、药理实验及临床疗效等多类型数据。这些数据分散存储在科研机构、医疗机构、中药生产企业及检测机构中，难以直接形成用于关联分析的统一数据集，而知识图谱能够通过实体及实体间关系对中药研发数据进行组织，并结合图神经网络挖掘药材、成分、靶点、方剂与疾病证候之间的潜在关联。

2、中国专利公开号：cn113764035a公开了一种基于知识图谱的中药复方靶标预测方法，通过以复方靶标关系作用图和中药复方知识图谱为输入，利用知识图谱嵌入技术获得实体和关系的嵌入表示，再通过图神经网络进行邻域信息聚合，并采用协同过滤算法输出复方与靶标的匹配分数，利用知识图谱中的语义关系和拓扑结构预测潜在的复方—靶标关联。然而，集中式知识图谱难以在多机构数据无法直接共享的条件下，对异构中药研发数据进行可信接入、授权调用和协同计算，当不同机构的数据不能直接汇集时，则难以形成可供图神经网络使用的统一关系图，且缺少对参与主体、计算过程及关联结果的验证机制。

3、因此，有必要设计一种中药药物研发的分布式可信空间集成系统用以解决当前技术中存在的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种中药药物研发的分布式可信空间集成系统，旨在解决在多机构数据无法直接共享的条件下，难以对异构中药研发数据进行可信接入、授权调用和协同计算，且当不同机构的数据不能直接汇集时，则难以形成可供图神经网络使用的统一关系图，缺少对参与主体、计算过程及关联结果的验证机制的问题。

2、本发明提出了一种中药药物研发的分布式可信空间集成系统，包括：

3、基础设施单元，被配置为搭建联盟链网络，并为机构、用户和计算设备生成数字身份凭证；

4、数据接入单元，被配置为在身份验证通过后，接收各机构的药材、方剂、药理和临床数据，并根据中医药本体进行提取转换、语义映射和质量校验，确定标准化数据集；

5、智能治理单元，被配置为接收协同分析任务和所述标准化数据集，根据主体属性、数据属性和任务属性进行权限判定和合规审查，在审查通过后生成任务授权令牌，并将目标数据节点和所述任务授权令牌进行发送；

6、隐私计算单元，被配置为验证任务授权令牌，根据所述目标数据节点的数据分布和计算类型执行跨机构计算生成计算凭证；

7、置信应用单元，被配置为基于所述中医药本体构建跨机构中药知识图谱，并基于图神经网络以及所述计算凭证挖掘药材、成分、靶点、方剂与疾病证候间的关联，输出携带置信度和证据来源的结果。

8、进一步的，所述基础设施单元包括身份注册节点和身份认证节点；

9、所述身份注册节点将机构资质、用户角色或设备公钥与数字身份进行绑定，生成数字身份凭证；

10、所述身份认证节点获取凭证签名、有效期限和签发节点，若签名验证通过、凭证有效且签发节点属于许可节点，则身份验证通过，否则拒绝接入。

11、进一步的，所述中医药本体包括药材、方剂、成分、靶点、药理作用、疾病证候和临床疗效；

12、所述数据接入单元提取数据的字段、数据类型和计量单位，将所述字段与中医药本体属性匹配，并对匹配字段进行属性映射和单位转换。

13、进一步的，所述质量校验包括字段完整性校验、取值范围校验和实体关系约束校验；若必填字段均不为空，字段值位于取值范围，且实体关系符合所述中医药本体，则判定质量校验通过，并构建所述标准化数据集。

14、进一步的，所述智能治理单元从协同分析任务中提取研究目的、数据类型、计算算法、结果用途和任务期限；

15、根据所述数据类型查询数据集标识、版本号和来源标识，并将类型匹配的数据节点确定为候选数据节点，若所述候选数据节点的数据量总和达到任务数据量，则将候选数据节点确定为所述目标数据节点，否则，终止协同分析任务。

16、进一步的，所述权限判定包括：将所述主体属性中的机构类型和用户角色与所述标准化数据集的授权主体进行匹配，并对所述任务属性中的研究目的、计算算法和结果用途以及所述数据属性中的允许用途和计算范围进行匹配；

17、若两项匹配均通过，则判定具有访问权限，否则，终止协同分析任务。

18、进一步的，所述合规审查为数据使用期限审查；

19、若所述任务期限未超过数据使用期限，则判定审查通过，并生成绑定有效期限的任务授权令牌，否则，输出未通过项。

20、进一步的，所述隐私计算单元将所述协同分析任务的任务标识和参与的数据节点分别与所述任务授权令牌的任务标识及目标数据节点进行匹配，并对任务授权令牌的数字签名进行验证；

21、若数字签名验证通过，任务标识一致且参与数据节点均属于目标数据节点，则判定任务授权令牌验证通过，否则，判定任务授权令牌验证未通过。

22、进一步的，所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，包括：

23、当任务授权令牌验证通过时，若节点特征相同，且研究对象不同，则选择横向联邦学习，生成计算凭证，否则，选择纵向联邦学习，生成计算凭证；

24、当任务授权令牌验证未通过时，则停止跨机构计算；

25、所述计算凭证包括任务标识、算法版本和时间戳。

26、进一步的，所述置信应用单元基于所述中医药本体构建跨机构中药知识图谱，并基于所述跨机构中药知识图谱构建图神经网络；

27、基于所述计算凭证提取药材、成分、靶点、方剂、疾病证候实体和实体间关系，并将提取结果输入所述图神经网络，确定药材、成分、靶点、方剂与疾病证候间的关联结果，将所述图神经网络输出的关联概率确定为置信度，并将关联结果与对应参与的节点进行绑定后进行输出。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：基础设施单元利用联盟链网络为机构、用户和计算设备生成数字身份凭证，使多机构参与中药研发时具有可识别身份，从而改善了参与主体和数据来源难以验证的风险。数据接入单元在身份验证通过后接收药材、方剂、药理和临床数据，基于中医药本体进行提取转换、语义映射和质量校验，将异构数据转化为标准化数据集，避免了中药研发数据难以统一的风险。智能治理单元根据主体属性、数据属性和任务属性进行权限判定及合规审查，审查通过后生成任务授权令牌并发送目标数据节点，确保了数据调用与协同分析任务的适应性，保障了多机构数据调用进行授权约束的可靠性。隐私计算单元验证任务授权令牌，并根据数据分布和计算类型执行跨机构计算，使得分散数据能够参与协同分析，而计算凭证则建立了计算过程与后续应用的对应关系。置信应用单元基于中医药本体构建跨机构中药知识图谱，结合图神经网络和计算凭证挖掘药材、成分、靶点、方剂与疾病证候间的关联，输出置信度和证据来源，从而形成了统一关系图以及结果验证的机制，提高了多机构中药研发数据可信接入、授权调用、协同计算和关联分析的可靠性。

1.一种中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述基础设施单元包括身份注册节点和身份认证节点；

3.根据权利要求2所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述中医药本体包括药材、方剂、成分、靶点、药理作用、疾病证候和临床疗效；

4.根据权利要求3所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述质量校验包括字段完整性校验、取值范围校验和实体关系约束校验；若必填字段均不为空，字段值位于取值范围，且实体关系符合所述中医药本体，则判定质量校验通过，并构建所述标准化数据集。

5.根据权利要求4所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述智能治理单元从协同分析任务中提取研究目的、数据类型、计算算法、结果用途和任务期限；

6.根据权利要求5所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述权限判定包括：将所述主体属性中的机构类型和用户角色与所述标准化数据集的授权主体进行匹配，并对所述任务属性中的研究目的、计算算法和结果用途以及所述数据属性中的允许用途和计算范围进行匹配；

7.根据权利要求6所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述合规审查为数据使用期限审查；

8.根据权利要求7所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述隐私计算单元将所述协同分析任务的任务标识和参与的数据节点分别与所述任务授权令牌的任务标识及目标数据节点进行匹配，并对任务授权令牌的数字签名进行验证；

9.根据权利要求8所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的中药药物研发的分布式可信空间集成系统，其特征在于，所述置信应用单元基于所述中医药本体构建跨机构中药知识图谱，并基于所述跨机构中药知识图谱构建图神经网络；