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随着生物技术的研究进展,产生了大量的生物通路数据和相关的实验数据。如何整合已有的生物信息数据来探索未知的生物通路信息,并且挖掘各种生物通路、各类物种之间的关系,正变得越来越重要。人类可以迅速地解释视觉信息,用综合的方式来解释这些数据的可视化形式将极具价值。然而,人类的记忆力是有限的。目前的可视化工具也仅仅只是为用户提供有限的可以用来分析大而复杂的数据的浏览和操纵的能力,例如:许多的数据分析中间过程繁多,这就需要应用不同的窗口来展示不同的信息。因此,仍然不能有效地降低生物学家的记忆和工作负担。现存的生物信息数据库,譬如:Reactome、KEGG等尽管提供了丰富的数据,不过缺少一个用户友好的交互式可视化分析界面。另外,现有的许多生物通路的可视化分析工具,只能提供最为具体的生物通路的可视化结果,无法提供全局的视图,这导致生物研究者无法把握数据分析过程中全局的观念。针对上述问题,本文设计并实现了一个基于Web的关于生物通路的交互式可视化的分析系统——PathBubbles,PathBubbles系统最大的特点是把每一个窗口(功能视图)隐喻成一个气泡(Bubble),并把静态的多视图展示扩展到气泡隐喻界面。气泡之间不会重叠只会合组(Group)和离组(UnGroup),这样能够帮助用户方便且快速地切换视图,降低生物学家的记忆负担。针对生物通路的特点,该系统设计了生物通路图的可视化功能气泡,Sunburst可视化功能气泡,表格气泡,该系统能够帮助生物学家探索和解释生物通路中的潜在的信息。具体的可视化功能如下:(1)生物通路图可视化气泡:PathBubbles中的生物通路图不仅仅只是用节点和线来表示的网络图,而且创造性的在生物通路图中加入细胞区室的结构信息。这有利于生物学家找出生物通路中生物分子在细胞中的具体位置。另外,本文设计了一个在线编辑生物通路图的平台,方便生物学家编辑和改善生物通路图。(2)Sunburst可视化气泡:PathBubbles以Sunburst(环状层次图)的可视化形式整合Reactome现有的全部生物通路(417条)到一个Bubble中,并用颜色来映射生物学家感兴趣的信息,方便比较和查询。Sunburst可视化能够给生物学家提供一个生物通路图的全局关系信息,具体的每一条通路信息可通过查询生成新的子Sunburst可视化。这种从全局到局部的数据选择和处理,与生物学家的数据分析过程一致。(3)交互式表格的可视化气泡:生物通路的具体信息用生物学家最为熟悉的图标形式展示。图标的查询和排序的交互式操作可以帮助提高分析效率。综上所述,本文在可视化系统的气泡隐喻界面设计上,生物通路图的排列上,生物通路的可视化展现形式等方面取得了创新性进展。不同数据集之间的动态交互设计提高了生物学家对数据的探索和分析。