深度学习在生物医药领域的应用

序号	推送日期	文章	类型	简述	创新点	不足	研究目的	研究对象	领域	病种	技术	模型	数据类型	样本量	算法框架	模型架构	性能指标	计算资源
1	2025-11-29	Accurate de novo design of high-affinity protein-binding macrocycles using deep learning 2025-Dec, Nature chemical biology IF:12.9Q1 DOI:10.1038/s41589-025-01929-w PMID:40542165	研究论文	介绍了一种基于深度学习的从头设计高亲和力蛋白质结合大环化合物的新方法	首次开发了基于去噪扩散模型的蛋白质结合大环化合物从头设计流程，无需大规模筛选即可获得高亲和力结合物	仅测试了四种不同蛋白质靶点，样本规模相对有限	开发高效的大环化合物设计方法用于诊断和治疗应用	蛋白质靶点和大环化合物结合物	机器学习	NA	深度学习，去噪扩散模型	扩散模型	蛋白质结构数据	针对4种不同蛋白质各测试不超过20个大环化合物设计	NA	RFpeptides	结合亲和力(K值)，Cα均方根偏差	NA
2	2025-11-29	Reducing motion artifacts in the aorta: super-resolution deep learning reconstruction with motion reduction algorithm 2025-Dec, Japanese journal of radiology IF:2.9Q2 DOI:10.1007/s11604-025-01849-8 PMID:40782239	研究论文	评估结合运动减少算法的超分辨率深度学习重建技术在减少主动脉运动伪影方面的效果	首次将超分辨率深度学习重建与运动减少算法结合，显著提升主动脉CT图像质量	回顾性研究，样本量有限（86例患者），仅针对主动脉夹层诊断进行评估	比较不同深度学习重建算法在减少主动脉运动伪影方面的性能	接受胸部增强CT扫描的86例患者（平均年龄65.0±14.1岁，53例男性）	医学影像处理	心血管疾病	对比增强CT扫描	深度学习重建	CT医学影像	86例患者	NA	超分辨率深度学习重建	定量噪声、边缘上升斜率、边缘上升距离、伪影评分、锐利度评分、噪声评分、结构描绘评分、诊断可接受度评分	NA
3	2025-11-29	A hybrid deep learning model for O3 forecasting and explaining in the Yangtze River Delta Region of China 2025-Dec-01, The Science of the total environment DOI:10.1016/j.scitotenv.2025.180901 PMID:41232287	研究论文	本研究开发了一种混合深度学习模型用于长三角地区臭氧浓度预测和解释分析	结合注意力机制序列到序列模型与层间相关性传播方法，首次在臭氧预测中量化不同特征的时空贡献	研究区域限于长三角地区，时间跨度仅为2020-2023年	开发可解释的臭氧浓度预测模型并分析特征贡献机制	长三角地区臭氧浓度及其影响因素	环境科学, 机器学习	NA	随机森林校正, 层间相关性传播, 潜在源贡献函数分析	注意力机制序列到序列模型, 随机森林	网格化臭氧数据, 气象参数, 地面观测数据	2020-2023年长三角地区9公里网格化数据	NA	seq2seq with attention	相关系数R, 均方根误差RMSE	NA
4	2025-11-29	Self-supervised learning for MRI reconstruction: a review and new perspective 2025-Dec, Magma (New York, N.Y.) DOI:10.1007/s10334-025-01274-y PMID:40569542	综述	本文系统回顾了自监督深度学习在MRI重建领域的最新进展，探讨其克服全采样k空间数据依赖性的潜力	提出了自监督学习作为有监督方法替代方案的新视角，仅需欠采样k空间数据即可训练模型	方法在不同解剖结构的鲁棒性存在挑战，验证标准缺乏统一性，临床整合仍需完善	推动MRI重建技术发展，解决数据稀缺问题并缩短扫描时间	磁共振成像重建方法和技术	医学影像	NA	磁共振成像	深度学习	k空间数据	NA	NA	NA	图像质量	NA
5	2025-11-29	Toward an Unbiased Deep Learning Classifier of Pediatric Middle Ear Disease 2025-Dec, Otolaryngology--head and neck surgery : official journal of American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery DOI:10.1002/ohn.70031 PMID:40955059	研究论文	开发基于深度学习的儿科中耳疾病分类器，使用消费级耳镜图像准确识别中耳积液类型	首次使用廉价消费级耳镜图像训练深度学习模型，针对儿科中耳疾病分类，并采用多样化年龄代表性数据集	样本量相对有限（219名儿童），仅包含麻醉状态下的儿童图像，未在实时临床环境中验证	开发准确预测儿科患者中耳积液存在和性质的人工智能算法，改善抗生素合理使用	6个月至10岁儿童的中耳图像	计算机视觉	中耳炎	数字耳镜成像	深度学习	图像	219名儿童，737张图像（AOM 73张，OME 190张，无积液274张，无鼓膜200张）	NA	NA	加权准确率	NA
6	2025-11-29	Development and evaluation of deep learning models for estimating the organ at-risk dose constraint from two-dimensional cine magnetic resonance imaging scans during irradiation 2025-Dec, Journal of applied clinical medical physics IF:2.0Q3 DOI:10.1002/acm2.70403 PMID:41310917	研究论文	开发并评估基于二维电影磁共振成像的深度学习模型，用于预测放疗期间危及器官的剂量限制	首次利用MR-Linac系统中的二维电影MRI实时图像预测膀胱V37Gy剂量约束	结果仅显示有限改进，存在若干局限性	开发能够从二维电影MRI估计危及器官剂量约束的深度学习模型	91名接受MR-Linac治疗的前列腺癌患者	数字病理	前列腺癌	二维电影磁共振成像，MR-Linac放射治疗	深度学习模型	二维MRI图像，三维MRI数据	91名患者，381个治疗分次	NA	NA	相关系数，平均绝对误差，曲线下面积，灵敏度，特异度	NA
7	2025-11-29	Paired PET-MRI Deep Learning Model for Translating [11C]PiB to [18F]Florbetaben Amyloid Images 2025-Dec, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.70168 PMID:41310910	研究论文	提出基于可变形卷积网络的U-Net模型，用于将[11C]PiB淀粉样蛋白PET图像转换为[18F]Florbetaben图像	首次将可变形卷积网络(DCNv3)与U-Net架构结合用于PET图像转换，能够捕捉长程依赖关系并提高计算效率	未明确说明样本量大小和具体计算资源配置	解决不同淀粉样蛋白示踪剂图像间的互换性问题，支持长期临床试验和多中心比较	阿尔茨海默病患者的淀粉样蛋白PET图像	医学影像分析	阿尔茨海默病	PET-MRI成像	U-Net	PET图像，MRI图像	NA	NA	DCNv3-based U-Net	NA	NA
8	2025-11-29	FHBDSR-Net: automated measurement of diseased spikelet rate of Fusarium Head Blight on wheat spikes 2025-Dec, aBIOTECH IF:4.6Q1 DOI:10.1007/s42994-025-00245-0 PMID:41312098	研究论文	提出一种自动化测量小麦赤霉病病小穗率的轻量级深度学习框架FHBDSR-Net	构建首个包含5222个小穗级标注的数据集，提出多尺度特征增强架构、Inner-EfficiCIoU损失函数和尺度感知注意力模块来解决密集小目标检测难题	仅使用620张RGB图像，数据规模相对有限；未在更多作物病害上验证方法通用性	开发自动化的小麦赤霉病病小穗率测量方法以支持抗病育种	小麦穗部图像中的病小穗	计算机视觉	植物病害	RGB图像分析	CNN	图像	620张高分辨率RGB图像，包含5222个小穗级标注	PyTorch	FHBDSR-Net（包含多尺度特征增强、尺度感知注意力模块等自定义架构）	平均精度，Pearson相关系数	资源受限的移动设备（轻量级设计，720万参数）
9	2025-11-29	APTES: a high-throughput deep learning-based Arabidopsis phenotypic trait estimation system for individual leaves and siliques 2025-Dec, aBIOTECH IF:4.6Q1 DOI:10.1007/s42994-025-00239-y PMID:41312108	研究论文	开发了一种基于计算机视觉和深度学习的拟南芥表型性状估计系统APTES，用于从照片中自动提取叶片和角果的性状参数	使用增强的Cascade Mask R-CNN和DetectoRS模型进行叶片和角果分割，在精度、召回率和F1分数上相比基线模型有显著提升	未明确说明模型在其他植物物种上的泛化能力限制	开发高通量植物表型性状估计系统	拟南芥叶片和角果	计算机视觉	NA	计算机视觉，深度学习	CNN	图像	166个拟南芥种质	NA	Cascade Mask R-CNN, DetectoRS	精度, 召回率, F1分数, 决定系数, 平均绝对百分比误差	NA
10	2025-11-29	A lightweight deep learning model with attention mechanisms for hypertensive retinopathy classification 2025-Dec, International journal of cardiology. Cardiovascular risk and prevention DOI:10.1016/j.ijcrp.2025.200541 PMID:41312542	研究论文	提出一种结合注意力机制的轻量级深度学习模型MA-DNet用于高血压视网膜病变分类	将DenseNet与通道和空间注意力机制相结合，采用特征增强和数据平衡技术提高分类精度	NA	开发自动化的高血压视网膜病变分类方法以辅助临床诊断	眼底图像中的高血压视网膜病变特征	计算机视觉	心血管疾病	深度学习	CNN	图像	OIA-ODIR数据集	NA	DenseNet	准确率	NA
11	2025-11-29	Durative Monitoring of Sulfur Hexafluoride Characteristic Gases under Hydrogen Interference Using a Time2Vec-Encoded CNN-Transformer-LSTM Model Based on a Heterogeneous Gas Sensor Array 2025-Nov-28, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.5c02740 PMID:41165229	研究论文	提出一种基于异质气体传感器阵列和Time2Vec编码的CNN-Transformer-LSTM深度学习模型，用于六氟化硫分解气体的持续监测	首次将Time2Vec编码与CNN-Transformer-LSTM混合模型结合，并设计异质气体传感器阵列来降低交叉敏感性干扰	实验数据仅采集两天，数据量相对有限，需进一步验证长期监测性能	开发准确在线监测GIS系统中六氟化硫分解产物的方法	六氟化硫分解产生的HS、SO、CO和H₂四组分混合气体	传感器技术	NA	异质气体传感器阵列（金属氧化物半导体传感器、电化学传感器、Pd-Au合金氢传感器）	CNN, Transformer, LSTM	气体传感器时序数据	连续两天采集的实验数据集，第一天数据进行了增强	NA	Time2Vec-CNN-Transformer-LSTM混合架构	准确率, F1分数, R², RMSE	NA
12	2025-11-29	Synergistic Integration of Frequency-Dependent Impedance and Machine Learning in Semiconductor Metal Oxide-Based Breath Sensors for High-Performance Gas Discrimination 2025-Nov-28, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.5c02656 PMID:41178758	研究论文	本研究结合频率依赖性阻抗谱和机器学习技术，开发了一种用于高性能气体识别的半导体金属氧化物呼吸传感器	通过结构组成改性的单传感器结合频率依赖性阻抗特征，在潮湿环境下实现了对化学性质相似气体混合物的高精度识别	研究仅针对丙酮和乙醇两种气体的混合物，且浓度范围有限（0.5-2.5 ppm）	开发用于呼吸疾病检测的高性能气体识别传感器	铂负载二氧化锡传感材料对丙酮和乙醇混合物的识别	机器学习	呼吸系统疾病	频率依赖性阻抗谱	DNN	阻抗数据	丙酮和乙醇混合物在干燥和潮湿环境下的测试数据	NA	深度神经网络	准确率	NA
13	2025-11-29	Fuel-Free Rolosense: Viral Sensing Using Diffusional Particle Tracking 2025-Nov-28, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.5c02311 PMID:41191496	研究论文	介绍一种无需燃料的Rolosense病毒检测方法，利用微颗粒布朗运动进行机械力传感	采用机械力传感作为基本转导机制，利用微颗粒同时作为传感和转导元件，无需荧光报告基因或酶扩增	NA	开发高灵敏度病毒诊断方法	完整病毒颗粒，包括SARS-CoV-2变种BA.1和BA.5，以及流感A、HCoV OC43和229E等其他病毒病原体	生物传感	病毒感染	扩散粒子追踪，布朗运动传感	深度学习	粒子运动轨迹数据，图像数据	NA	NA	NA	检测限（10拷贝/mL），特异性	3D打印明场显微镜
14	2025-11-29	From multi-omics to deep learning: advances in cfDNA-based liquid biopsy for multi-cancer screening 2025-Nov-28, Biomarker research IF:9.5Q1 DOI:10.1186/s40364-025-00874-z PMID:41310905	综述	本文综述了基于cfDNA的液体活检在多癌筛查中的最新进展，重点介绍了多组学标志物与深度学习技术的整合应用	整合多模态cfDNA生物标志物并通过机器学习方法增强癌症检测性能，同时强调可解释AI模型的发展方向	存在肿瘤异质性、数据处理标准化、模型可解释性和成本限制等挑战	推进基于cfDNA的液体活检技术在多癌筛查中的临床应用	循环游离DNA(cfDNA)及其相关生物标志物	机器学习	多癌种筛查	液体活检, cfDNA分析, 多组学分析	机器学习, 深度学习	基因组数据, 表观遗传数据	NA	NA	NA	NA	NA
15	2025-11-29	Computational design of protein complexes: influence of binding affinity 2025-Nov-28, Chemical communications (Cambridge, England) DOI:10.1039/d5cc04821d PMID:41311232	综述	本文综述了蛋白质复合物结合亲和力的计算预测与设计策略	系统总结了机器学习在蛋白质复合物亲和力预测与设计中的最新进展，并展望了AI与高通量筛选结合的未来方向	未提供具体的实验验证数据，主要基于现有文献综述	探讨蛋白质复合物结合亲和力的计算预测与理性设计方法	蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA/RNA、蛋白质-碳水化合物复合物	计算生物学	NA	结构预测、亲和力预测、突变效应分析	机器学习、深度学习	三维结构数据、序列数据	NA	NA	NA	NA	NA
16	2025-11-29	Clinical applications of artificial intelligence in the histopathology of lymphoma: diagnosis, treatment and prognosis 2025-Nov-28, Discover oncology IF:2.8Q2 DOI:10.1007/s12672-025-03970-6 PMID:41313419	综述	本文综述人工智能在淋巴瘤病理学中的临床应用，涵盖诊断、治疗和预后评估	创新性总结AI在淋巴瘤三维病理学中的前沿应用，系统分析AI在淋巴瘤诊疗全流程的临床应用	NA	促进淋巴瘤精准诊疗，为AI在淋巴瘤领域的应用提供理论基础	淋巴瘤病理切片和PET/CT影像	数字病理学	淋巴瘤	HE病理切片，PET/CT成像	深度学习，决策树，回归模型	图像	NA	NA	NA	NA	NA
17	2025-11-29	Global and regional accuracy of deep learning-based tumor segmentation from whole-body [18F]fluorodeoxyglucose PET/CT images 2025-Nov-28, EJNMMI research IF:3.1Q1 DOI:10.1186/s13550-025-01333-4 PMID:41313553	研究论文	本研究评估基于深度学习的肿瘤分割方法在全身[¹⁸F]FDG-PET/CT图像中的全局和区域准确性	首次系统评估nnU-Net在全身FDG-PET/CT肿瘤分割中的性能，并分析肿瘤背景比(TBR)与分割准确性的关系	仅针对三种特定癌症类型（肺癌、淋巴瘤、黑色素瘤），样本来源单一	测试深度学习算法预测体积与手动分割体积的关系，评估预测准确性与正常背景摄取的关联	1334例经组织学确诊的肺癌、淋巴瘤和黑色素瘤患者的[¹⁸F]FDG-PET/CT扫描图像	数字病理	肺癌,淋巴瘤,黑色素瘤	[¹⁸F]FDG-PET/CT成像	CNN	医学图像	1334例PET/CT扫描（训练集933例，验证集267例，测试集134例）	MONAI	nnU-Net	Dice score,F1 score,线性相关系数	NA
18	2025-11-29	Accuracy comparative study of automatic landmarking and diagnostic models on lateral cephalograms 2025-Nov-27, Progress in orthodontics IF:3.5Q1 DOI:10.1186/s40510-025-00598-8 PMID:41307859	研究论文	比较自动标志点定位模型和自动诊断模型在侧位头颅X光片上的性能差异	首次在同一外部测试数据集上直接比较自动标志点定位模型和自动诊断模型的性能、泛化能力和迁移能力	研究中的比较是间接的，未直接整合两种模型的优势	评估和比较两种深度学习模型在头影测量分析中的性能	侧位头颅X光片	医学影像分析	口腔颌面畸形	头影测量分析	深度学习模型	X光影像	基于中国北方人群外部测试数据集和IEEE 2015 ISBI挑战赛数据集	NA	NA	准确率	NA
19	2025-11-29	Active learning framework leveraging transcriptomics identifies modulators of disease phenotypes 2025-Nov-27, Science (New York, N.Y.) DOI:10.1126/science.adi8577 PMID:41129612	研究论文	提出一种利用转录组学数据的主动深度学习框架，用于高效识别调控疾病表型的化合物	开发了结合组学数据的主动深度学习框架，相比现有方法在表型命中率上实现13-17倍提升，并引入实验室闭环签名优化步骤	NA	开发可扩展、可优化的计算方法来识别诱导复杂表型的化合物	调控疾病表型的化合物	机器学习	血液疾病	转录组学	深度学习	组学数据	NA	NA	NA	召回率, 表型命中率	NA
20	2025-11-29	Deep learning-based quality control and diagnosis of bronchial images 2025-Nov-27, Respiration; international review of thoracic diseases DOI:10.1159/000548342 PMID:41308068	研究论文	本研究探讨深度学习技术在支气管图像质量控制和诊断中的应用前景	系统分析AI在医学内窥镜领域的技术迁移潜力，为支气管图像分析提供新路径	模型泛化能力需通过多中心临床验证进一步优化，实时决策支持系统的临床应用尚待探索	提高支气管镜检查的标准化水平和诊断效率	支气管镜图像	计算机视觉	肺部疾病	深度学习	NA	医学图像	NA	NA	NA	NA	NA