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
21	2024-10-02	EdgeScaping: Mapping the spatial distribution of pairwise gene expression intensities 2019, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0220279 PMID:31386677	研究论文	提出了一种名为EdgeScaping的新方法，用于构建和分析基因表达强度的成对网络，并将其应用于人类肿瘤基因表达矩阵	EdgeScaping采用了一种创新的技术，将传统的成对基因表达数据转换为基于图像的格式，从而实现特征压缩和高可扩展性，并利用深度学习图像分析算法探索基因间的非线性关系	NA	开发一种新的方法来构建和分析基因共表达网络，特别是识别传统方法可能忽略的非线性关系和基因表达强度	基因表达数据和基因共表达网络	生物信息学	NA	深度学习图像分析算法	NA	基因表达矩阵	NA	NA	NA	NA	NA
22	2024-10-02	A Comparison of Shallow and Deep Learning Methods for Predicting Cognitive Performance of Stroke Patients From MRI Lesion Images 2019, Frontiers in neuroinformatics IF:2.5Q3 DOI:10.3389/fninf.2019.00053 PMID:31417388	研究论文	本文比较了浅层和深层学习方法在从MRI病变图像预测中风患者认知表现方面的效果	提出了基于卷积神经网络（CNN）的深度学习方法，并设计了一种混合方法，通过重用CNN的高级特征作为岭回归（RR）模型的额外输入，显著提高了预测准确性	研究结果表明，训练数据的大小和图像冗余度是影响计算模型准确性的关键因素，但未详细探讨其他可能的影响因素	研究如何利用机器学习技术从神经影像数据中预测中风患者的认知表现	中风患者的MRI病变图像及其认知表现	机器学习	中风	卷积神经网络（CNN）、岭回归（RR）、支持向量回归	卷积神经网络（CNN）	图像	异质性中风患者样本	NA	NA	NA	NA
23	2024-10-02	Uncovering convolutional neural network decisions for diagnosing multiple sclerosis on conventional MRI using layer-wise relevance propagation 2019, NeuroImage. Clinical DOI:10.1016/j.nicl.2019.102003 PMID:31634822	研究论文	本文提出了一种基于3D卷积神经网络和层级相关传播的透明深度学习框架，用于诊断多发性硬化症	使用层级相关传播技术揭示了卷积神经网络在诊断多发性硬化症时的决策依据，验证了模型的有效性	研究样本量较小，可能影响模型的泛化能力	开发一种透明的深度学习框架，用于诊断多发性硬化症，并验证其决策依据	多发性硬化症患者和健康对照组的MRI数据	计算机视觉	神经炎症疾病	层级相关传播	卷积神经网络	图像	921例阿尔茨海默病神经影像学数据，76例多发性硬化症患者，71例健康对照组	NA	NA	NA	NA
24	2024-09-27	A picture tells a thousand…exposures: Opportunities and challenges of deep learning image analyses in exposure science and environmental epidemiology 2019-01, Environment international IF:10.3Q1 DOI:10.1016/j.envint.2018.11.042 PMID:30473381	研究论文	本文讨论了在暴露科学和环境流行病学领域应用人工智能（特别是深度卷积神经网络）的潜力、挑战和所需的数据来源	提出使用图像和其他补充数据源（如手机移动性和社交媒体信息）来估计环境暴露，并探讨了在低收入和中等收入国家中使用图像分析的成本效益	需要合适的训练和评估模型的大型数据库，并且新方法应与传统暴露指标相结合	探讨人工智能在暴露科学和环境健康领域的应用潜力	环境暴露的估计和环境健康的影响	机器学习	NA	深度卷积神经网络	CNN	图像	NA	NA	NA	NA	NA
25	2024-09-06	Deep learning in medical imaging and radiation therapy 2019-Jan, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.13264 PMID:30367497	综述	本文综述了深度学习在医学影像和放射治疗中的应用	本文总结了当前的成就，并指出了未来的应用和技术创新方向	本文主要总结了现有研究，未涉及具体实验或数据分析	总结深度学习在医学影像和放射治疗中的应用现状，并探讨未来的发展方向	深度学习在医学影像和放射治疗中的应用	计算机视觉	NA	深度学习	卷积神经网络	影像	NA	NA	NA	NA	NA
26	2024-08-07	Descriptor Free QSAR Modeling Using Deep Learning With Long Short-Term Memory Neural Networks 2019, Frontiers in artificial intelligence IF:3.0Q2 DOI:10.3389/frai.2019.00017 PMID:33733106	研究论文	本研究探索了在不使用预计算描述符的情况下，利用长短期记忆（LSTM）神经网络构建高质量可解释的QSAR模型的前景	使用LSTM神经网络直接从SMILES代码或新开发的线性分子表示法中训练模型，提高了对训练集中不相似化合物的预测能力	NA	研究使用LSTM神经网络构建无需预计算描述符的QSAR模型的可行性	QSAR模型的构建方法及其在不同数据集上的应用	机器学习	NA	LSTM神经网络	LSTM	文本	训练集包含7,866至31,919个化合物	NA	NA	NA	NA
27	2024-08-07	Fundus photograph-based deep learning algorithms in detecting diabetic retinopathy 2019-01, Eye (London, England) DOI:10.1038/s41433-018-0269-y PMID:30401899	综述	本文综述了基于眼底照片的深度学习算法在糖尿病视网膜病变（DR）检测中的应用	深度神经网络在从视网膜图像中筛查DR方面提供了巨大的优势，提高了对DR病变和疾病风险因素的识别准确性和可靠性	NA	比较当前各种深度学习模型在糖尿病视网膜病变（DR）诊断中的证据	糖尿病视网膜病变（DR）的诊断	机器学习	糖尿病	卷积神经网络（深度学习方法）	CNN	图像	NA	NA	NA	NA	NA
28	2024-08-07	Application of convolutional neural networks to breast biopsies to delineate tissue correlates of mammographic breast density 2019, NPJ breast cancer IF:6.5Q1 DOI:10.1038/s41523-019-0134-6 PMID:31754628	研究论文	本文利用深度学习方法，通过分析放射引导下的乳腺活检数字化图像，探索乳腺密度与组织学特征之间的关系，并区分高密度和低密度女性的癌症风险	首次使用卷积神经网络分析乳腺活检图像，提取37个特征描述组织数量和形态结构，并训练随机森林模型预测纤维腺体体积和癌症诊断	研究样本量有限，且仅使用了放射引导下的乳腺活检图像，未来研究需扩大样本量并验证模型的泛化能力	探索乳腺密度与组织学特征之间的关系，并区分高密度和低密度女性的癌症风险	乳腺活检的数字化图像，包括852名患者的H&E染色图像	数字病理学	乳腺癌	卷积神经网络	随机森林	图像	852名患者	NA	NA	NA	NA
29	2024-08-07	Prediction in Autism by Deep Learning Short-Time Spontaneous Hemodynamic Fluctuations 2019, Frontiers in neuroscience IF:3.2Q2 DOI:10.3389/fnins.2019.01120 PMID:31780879	研究论文	本研究旨在探索使用多层人工神经网络基于短时自发血流动力学波动对自闭症谱系障碍（ASD）儿童和典型发育（TD）儿童进行分类的可能性	采用结合卷积神经网络（CNN）和门控循环单元（GRU）的CGRNN网络，有效提取特征并避免过拟合问题	样本量较小，仅包括25名ASD儿童和22名TD儿童	探索使用深度学习技术基于短时自发血流动力学波动对ASD和TD儿童进行分类	自闭症谱系障碍（ASD）儿童和典型发育（TD）儿童	机器学习	自闭症谱系障碍	功能近红外光谱技术（fNIRS）	CGRNN（结合CNN和GRU的多层神经网络）	时间序列	25名ASD儿童和22名TD儿童	NA	NA	NA	NA
30	2024-08-07	Deepprune: Learning Efficient and Interpretable Convolutional Networks Through Weight Pruning for Predicting DNA-Protein Binding 2019, Frontiers in genetics IF:2.8Q2 DOI:10.3389/fgene.2019.01145 PMID:31824562	研究论文	本文介绍了一种名为Deepprune的新型深度学习框架，通过权重剪枝和迭代微调，训练具有有限卷积核数量的CNN模型，以提高DNA-蛋白质结合位点的预测性能并增强模型的可解释性	Deepprune通过权重剪枝和迭代微调，实现了在有限卷积核数量下提高模型性能和可解释性	NA	旨在通过减少卷积核数量，提高基于CNN的模型在DNA-蛋白质结合位点预测中的性能和可解释性	DNA-蛋白质结合位点的预测	机器学习	NA	权重剪枝	CNN	ChIP-seq数据	模拟数据集和ChIP-seq数据	NA	NA	NA	NA
31	2024-08-07	Strategies to Reduce the Expert Supervision Required for Deep Learning-Based Segmentation of Histopathological Images 2019, Frontiers in medicine IF:3.1Q1 DOI:10.3389/fmed.2019.00222 PMID:31681779	综述	本文综述了减少深度学习在组织病理学图像分割中所需专家监督的策略	提出了使用免疫组织化学标记作为标签、真实数据增强、生成对抗网络（GAN）和迁移学习等方法，以及利用不完美注释的替代学习策略	NA	旨在探讨自动化组织病理学图像分割所需的庞大标注图像数量的策略	组织病理学图像中的多种组织学对象（如细胞核、腺体等）的分割	数字病理学	NA	深度学习	生成对抗网络（GAN）	图像	数百或数千个组织病理学图像中的对象	NA	NA	NA	NA
32	2024-08-07	Applications of Deep-Learning in Exploiting Large-Scale and Heterogeneous Compound Data in Industrial Pharmaceutical Research 2019, Frontiers in pharmacology IF:4.4Q1 DOI:10.3389/fphar.2019.01303 PMID:31749705	研究论文	本文总结了深度学习技术在工业制药研究中处理大规模异构化合物数据的现状及其对药物发现过程的影响	深度学习技术在化学信息学和生物图像分析领域的应用，如活性预测、分子设计等	NA	探讨深度学习技术在工业制药研究中处理大规模化合物数据的应用	大规模异构化合物数据	机器学习	NA	深度学习	深度学习模型	化合物数据	数千至数百万化合物	NA	NA	NA	NA
33	2024-08-07	Cortical graph neural network for AD and MCI diagnosis and transfer learning across populations 2019, NeuroImage. Clinical DOI:10.1016/j.nicl.2019.101929 PMID:31491832	研究论文	本研究利用结合皮质厚度和几何信息的谱图卷积神经网络（graph-CNN），基于ADNI-2队列的3089个T1加权MRI数据，识别轻度认知障碍（MCI）和阿尔茨海默病（AD），并评估其在不同人群中的预测可行性	本研究首次展示了将基于一个人群训练的AD/MCI分类器迁移到其他人群的可行性，并发现结合皮质几何信息的CNN有潜力提高分类性能	NA	探索机器学习与神经影像数据结合在早期诊断MCI和AD中的应用，并评估分类器在不同人群中的预测能力	轻度认知障碍（MCI）和阿尔茨海默病（AD）的诊断	机器学习	阿尔茨海默病	谱图卷积神经网络（graph-CNN）	CNN	MRI图像	ADNI-2队列3089个样本，ADNI-1队列3602个样本，亚洲队列347个样本	NA	NA	NA	NA
34	2024-08-07	An artificial intelligent diagnostic system on mobile Android terminals for cholelithiasis by lightweight convolutional neural network 2019, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0221720 PMID:31513631	research paper	本文提出了一种基于Android移动终端的轻量级卷积神经网络人工智能诊断系统，用于胆结石识别	该系统针对移动设备的计算能力和存储容量限制，设计了轻量级的卷积神经网络MobileNetV2，实现了高效的胆结石识别	训练任务在PC上完成，移动终端仅执行识别任务	开发适用于移动设备的人工智能诊断系统，用于胆结石的识别	胆结石的CT图像	machine learning	胆结石	卷积神经网络	CNN	image	从山东省第三医院收集的胆结石CT图像数据集	NA	NA	NA	NA
35	2024-08-07	Integration of Machine Learning Methods to Dissect Genetically Imputed Transcriptomic Profiles in Alzheimer's Disease 2019, Frontiers in genetics IF:2.8Q2 DOI:10.3389/fgene.2019.00726 PMID:31552082	研究论文	本研究利用组织特异性的cis-eQTL基因表达预测模型，对808个样本的基因型进行分析，并通过无监督和有监督的机器学习方法解析 imputed 转录组数据，以识别潜在的生物学关联。	研究首次将变分自编码器和支持向量机分类器结合，用于组织特异性基因优先级排序，并发现这种组合可以提高深度学习分类器的准确性。	尽管使用了深度学习分类模型，但由于eQTL变异的遗传力较低，预测能力相对较低，且分类能力高度依赖于网络结构。	旨在通过机器学习技术解析阿尔茨海默病的遗传 imputed 转录组数据，以更好地理解其生物学基础。	研究对象包括对照组、轻度认知障碍患者和阿尔茨海默病患者。	机器学习	阿尔茨海默病	cis-eQTL基因表达预测模型	变分自编码器、支持向量机、循环神经网络	转录组数据	808个样本	NA	NA	NA	NA
36	2024-08-07	Extraction of chemical-protein interactions from the literature using neural networks and narrow instance representation 2019-01-01, Database : the journal of biological databases and curation DOI:10.1093/database/baz095 PMID:31622463	研究论文	本文采用深度学习方法从生物医学文献中提取化学-蛋白质相互作用，基于在BioCreative VI CHEMPROT任务中的参与进行了多种改进	使用简单的深度学习模型和非常窄的关系实例表示，仅使用最短依赖路径中的最多10个单词及其相应的依赖边	NA	改进从生物医学文献中检索和自动提取关系的方法，以收集越来越多的已发表作品中的结构化信息	化学-蛋白质相互作用	自然语言处理	NA	深度学习	双向长短期记忆循环网络或卷积神经网络	文本	测试集上的F1-score为0.6306	NA	NA	NA	NA
37	2024-08-07	Translational AI and Deep Learning in Diagnostic Pathology 2019, Frontiers in medicine IF:3.1Q1 DOI:10.3389/fmed.2019.00185 PMID:31632973	综述	本文综述了人工智能在病理学中的应用，特别是深度学习技术在细胞成像和诊断病理学实际应用中的创新	介绍了深度学习技术在病理学中的不同方法，以及推动这一创新的公共挑战和新兴应用	NA	探讨人工智能在临床实践中的转化，特别是如何无缝集成到数字病理工作流程中，以提高诊断效率和准确性	深度学习技术在病理学中的应用	数字病理学	NA	深度学习	NA	图像	NA	NA	NA	NA	NA
38	2024-08-07	Combining patient visual timelines with deep learning to predict mortality 2019, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0220640 PMID:31365580	研究论文	本研究开发了一种框架，将纵向患者数据转换为视觉时间线，并利用深度学习模型预测住院死亡率	本研究创新地将临床数据转换为视觉时间线，并使用卷积神经网络与循环层模型来预测住院死亡率，提高了预测准确性并允许临床解释	NA	开发一种框架，将临床数据转换为视觉时间线，并利用深度学习模型预测住院死亡率	成年患者在三级护理中心的连续住院记录	机器学习	NA	深度学习	卷积神经网络	图像	115,825例住院记录，其中2,926例发生住院死亡	NA	NA	NA	NA
39	2024-08-07	Association of radiomic imaging features and gene expression profile as prognostic factors in pancreatic ductal adenocarcinoma 2019, American journal of translational research IF:1.7Q4 PMID:31396352	研究论文	本研究探讨了CT影像的放射组学特征是否能准确预测胰腺导管腺癌（PDAC）中HMGA2和C-MYC基因的表达状态，并利用机器学习方法识别患者的生存时间	本研究首次将放射组学特征与基因表达谱结合，用于预测胰腺导管腺癌患者的生存时间和基因表达状态	研究样本量相对较小，且仅限于胰腺导管腺癌患者	探索放射组学特征在胰腺导管腺癌中的预后价值	胰腺导管腺癌患者的CT影像数据和基因表达状态	数字病理学	胰腺癌	放射组学特征提取	支持向量机	影像	111名胰腺导管腺癌患者	NA	NA	NA	NA
40	2024-08-07	The Possibility of Deep Learning-Based, Computer-Aided Skin Tumor Classifiers 2019, Frontiers in medicine IF:3.1Q1 DOI:10.3389/fmed.2019.00191 PMID:31508420	综述	本文综述了基于深度学习的计算机辅助皮肤肿瘤分类器的最新技术和当前发展	引入深度学习技术，自动提取代表性特征，显著提高分类效能	目前报道的系统中，能够分类常规临床图像的系统较少	提高计算机对常规临床图像的分类准确性，达到熟练皮肤科医生的水平	皮肤肿瘤的分类	计算机视觉	皮肤肿瘤	深度学习	NA	图像	NA	NA	NA	NA	NA