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
121	2025-10-06	Artificial Intelligence-Enhanced Smartwatch ECG for Heart Failure-Reduced Ejection Fraction Detection by Generating 12-Lead ECG 2022-Mar-08, Diagnostics (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/diagnostics12030654 PMID:35328207	研究论文	开发并验证了一种基于人工智能的智能手表心电图技术，通过生成12导联心电图来检测心力衰竭伴射血分数降低	首次开发了能够从异步2导联心电图生成10导联心电图的深度学习模型(ECGT2T)，并基于生成的12导联心电图检测HFrEF	研究仅在两所医院进行，需要更多外部验证；阳性预测值相对较低(0.258)	开发人工智能增强的智能手表心电图技术用于心力衰竭检测	成年患者，包括进行12导联心电图检查和超声心动图检查的患者	医疗人工智能	心血管疾病	心电图(ECG)，超声心动图	GAN, CNN	心电图信号数据	开发ECGT2T模型：137,673名患者，458,745份心电图；开发HFrEF检测模型：38,643名患者，88,900份心电图；验证集：755名患者	NA	生成对抗网络，卷积神经网络	AUC, 敏感度, 特异度, 阳性预测值, 阴性预测值	NA
122	2025-10-06	Using Deep-Learning Algorithms to Simultaneously Identify Right and Left Ventricular Dysfunction From the Electrocardiogram 2022-03, JACC. Cardiovascular imaging DOI:10.1016/j.jcmg.2021.08.004 PMID:34656465	研究论文	开发深度学习模型通过心电图数据同时评估左右心室功能障碍	首次开发能够同时评估左右心室功能的深度学习模型，突破了现有工具仅能评估左心室重度功能障碍的限制	模型性能在不同LVEF分类区间存在差异，特别是40%<LVEF≤50%区间表现相对较弱	利用深度学习技术从心电图数据中全面量化左右心室功能	来自5家纽约医院的大型多样化患者群体	医疗人工智能	心血管疾病	深度学习, 自然语言处理	深度学习模型	心电图, 超声心动图报告	147,636名患者的715,890份心电图与超声心动图LVEF配对数据；148,227名患者的761,510份心电图与404,502份超声心动图报告配对数据	NA	NA	AUC, 平均绝对误差	NA
123	2025-10-06	Fairness in Cardiac Magnetic Resonance Imaging: Assessing Sex and Racial Bias in Deep Learning-Based Segmentation 2022, Frontiers in cardiovascular medicine IF:2.8Q2 DOI:10.3389/fcvm.2022.859310 PMID:35463778	研究论文	本研究首次在大规模数据库上分析基于AI的心脏磁共振成像分割模型中存在的性别和种族偏见	首次对基于深度学习的电影CMR分割模型进行性别/种族偏见分析	使用的UK Biobank数据库种族不平衡，可能影响模型泛化能力	评估深度学习模型在心脏磁共振成像分割中的公平性	5,903名来自UK Biobank的受试者（61.5±7.1岁，52%男性，81%白人）	医学影像分析	心血管疾病	心脏磁共振成像	深度学习模型	短轴电影CMR图像	5,903名受试者	NA	NA	Dice系数, 容积测量误差, 功能测量误差	NA
124	2025-10-06	The Application of Artificial Intelligence Technology in Art Teaching Taking Architectural Painting as an Example 2022, Computational intelligence and neuroscience DOI:10.1155/2022/8803957 PMID:35619771	研究论文	本研究探讨人工智能技术在艺术教学中的应用，以建筑绘画为例	提出将L-BFGS算法应用于艺术教学领域，并与传统优化算法进行对比	NA	研究人工智能技术在艺术教学中的应用效果	建筑绘画艺术教学	机器学习	NA	深度学习技术	轻量级深度学习模型	NA	NA	NA	NA	准确率	NA
125	2025-10-06	From systems to structure - using genetic data to model protein structures 2022-06, Nature reviews. Genetics DOI:10.1038/s41576-021-00441-w PMID:35013567	综述	本文综述了利用大规模遗传数据和深度学习方法建模蛋白质结构及其相互作用的最新进展	整合共进化分析、深度突变扫描和基因组尺度遗传相互作用数据，结合深度学习技术进行蛋白质结构建模	NA	开发基于遗传数据的蛋白质结构建模方法	蛋白质结构和蛋白质相互作用	机器学习	NA	共进化分析, 深度突变扫描, 遗传相互作用图谱	深度学习	遗传数据, 结构数据	NA	NA	NA	NA	NA
126	2025-10-06	Deep learning-based identification of genetic variants: application to Alzheimer's disease classification 2022-03-10, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbac022 PMID:35183061	研究论文	提出一种基于深度学习的遗传变异识别方法SWAT-CNN，用于阿尔茨海默病分类	开发了三步法的全基因组深度学习方法，结合滑动窗口关联测试识别表型相关SNPs	仅在ADNI数据集上进行测试，样本量相对有限	开发基于深度学习的遗传变异识别方法用于疾病分类	阿尔茨海默病患者和认知正常老年人的遗传数据	机器学习	阿尔茨海默病	全基因组关联分析(GWAS)	CNN	基因组数据	981个样本(650名认知正常老年人，331名AD患者)	NA	CNN	AUC	NA
127	2025-10-06	Preparation and Mechanical Properties of High Silicon Molybdenum Cast Iron Materials: Based on Deep Learning Model 2022, Computational intelligence and neuroscience DOI:10.1155/2022/4825356 PMID:39262918	研究论文	本研究通过深度学习模型研究高硅钼铸铁材料的制备与力学性能，重点关注其耐磨性和耐腐蚀性	结合深度学习模型研究钼和钒元素添加对高铬铸铁性能的影响，探索材料性能优化新方法	研究主要关注静态腐蚀性能，未涉及动态磨损条件下的性能评估	开发具有更好耐磨性和耐腐蚀性的高铬铸铁材料	高铬铸铁材料及其合金元素（钼、钒）	材料科学	NA	静态腐蚀测试、亚临界处理工艺	深度学习模型	材料性能数据、微观结构数据	NA	NA	NA	耐腐蚀性、耐磨性、硬度、韧性	NA
128	2025-10-06	A hybrid deep learning model for forecasting lymphocyte depletion during radiation therapy 2022-May, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.15584 PMID:35229311	研究论文	提出一种混合深度学习模型预测食管癌患者放疗期间淋巴细胞耗竭趋势	开发了具有堆叠结构的四通道混合模型，结合LSTM和神经网络处理多类特征，并引入判别性核函数提取时序特征	研究仅针对食管癌患者，未验证在其他癌种中的适用性	预测放疗引起的淋巴细胞耗竭以优化放疗治疗计划	接受同步放化疗的食管癌患者	医疗人工智能	食管癌	放射治疗	LSTM,神经网络	临床特征，剂量学特征，时序数据	860名食管癌患者	NA	混合堆叠结构，四通道模型	均方误差	NA
129	2025-10-06	SODA: Detecting COVID-19 in Chest X-Rays With Semi-Supervised Open Set Domain Adaptation 2022 Sep-Oct, IEEE/ACM transactions on computational biology and bioinformatics DOI:10.1109/TCBB.2021.3066331 PMID:33729944	研究论文	提出一种半监督开放集域自适应方法SODA，用于在胸部X光片中检测COVID-19	首次将COVID-19胸部X光图像分类问题建模为半监督开放集域自适应问题，提出SODA方法在通用域空间和源目标数据共同子空间中对齐数据分布	COVID-19胸部X光数据集规模相对较小	开发自动检测胸部X光片中COVID-19疾病的深度学习方法	胸部X光图像	计算机视觉	COVID-19	胸部X光成像	CNN	图像	小规模COVID-19胸部X光数据集	NA	NA	分类性能，病理定位	NA
130	2025-10-06	Comparison of Retinal Imaging Techniques in Individuals with Pulmonary Artery Hypertension Using Vessel Generation Analysis 2022-Nov-28, Life (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/life12121985 PMID:36556350	研究论文	比较荧光素血管造影和彩色眼底成像在肺动脉高压患者视网膜血管分析中的效果	首次将VESGEN软件应用于肺动脉高压患者的彩色眼底成像分析，并探索深度学习技术在此领域的应用	样本量较小（n=9），深度学习分割与传统手动分割在部分指标上存在差异	评估彩色眼底成像能否替代荧光素血管造影用于肺动脉高压患者的视网膜血管分析	肺动脉高压患者的视网膜血管	数字病理	心血管疾病	荧光素血管造影，彩色眼底成像，血管生成分析	深度学习	视网膜图像	9例肺动脉高压患者	NA	NA	分形维数，血管迂曲度，血管面积密度	NA
131	2025-10-06	Federated Learning for Multicenter Collaboration in Ophthalmology: Improving Classification Performance in Retinopathy of Prematurity 2022-08, Ophthalmology. Retina DOI:10.1016/j.oret.2022.02.015 PMID:35296449	研究论文	比较联邦学习与集中式学习在早产儿视网膜病变分类任务中的性能表现	首次在眼科多中心研究中系统比较联邦学习与集中式学习方法的性能，证明联邦学习可作为跨机构协作的有效替代方案	研究仅涉及7个机构的5255张图像，样本规模相对有限	评估联邦学习在多中心眼科协作中的可行性及性能	早产儿视网膜病变的眼底图像	计算机视觉	早产儿视网膜病变	深度学习	深度学习分类器	视网膜图像	5255张广角视网膜图像，来自7个机构的新生儿重症监护室	NA	NA	AUROC, κ系数	NA
132	2025-10-06	Automatic extraction of upper-limb kinematic activity using deep learning-based markerless tracking during deep brain stimulation implantation for Parkinson's disease: A proof of concept study 2022, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0275490 PMID:36264986	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的手部运动自动追踪系统，用于帕金森病脑深部电刺激手术中的运动评估	首次将基于深度学习的无标记追踪技术应用于DBS手术中的运动行为分析，实现了运动类型的自动分类	样本量较小（仅5名患者），属于概念验证研究	开发自动化的运动行为分析系统以提高DBS手术电极植入的精准度	帕金森病患者的上肢运动行为	计算机视觉	帕金森病	视频记录，运动学分析	SVM	视频	5名帕金森病患者	DeepLabCut, Python	NA	准确率，重投影像素误差	NA
133	2025-10-06	Classification of multiple sclerosis clinical profiles using machine learning and grey matter connectome 2022, Frontiers in robotics and AI IF:2.9Q2 DOI:10.3389/frobt.2022.926255 PMID:36313252	研究论文	本研究利用灰质形态连接组数据和机器学习方法对多发性硬化症的临床分型进行分类	首次结合灰质厚度连接组数据和集成机器学习模型对MS四种临床分型进行自动分类，避免了复杂的MR扩散技术和深度学习架构	样本量相对较小（90名患者），仅使用了两种脑图谱进行灰质分区	研究灰质形态连接组数据在多发性硬化症临床分型鉴别中的能力	90名多发性硬化症患者，包括CIS、RRMS、SPMS和PPMS四种临床分型	机器学习	多发性硬化症	MRI T1加权成像，灰质分割，皮层厚度测量	Logistic Regression, Random Forest, Support Vector Machine, AdaBoost, 集成模型	医学影像数据，图论指标数据	90名MS患者	Scikit-learn	多数投票集成模型	F1-score	NA
134	2025-10-06	Deep learning assisted mechanotyping of individual cells through repeated deformations and relaxations in undulating channels 2022-Jan, Biomicrofluidics IF:2.6Q2 DOI:10.1063/5.0077432 PMID:40746947	研究论文	本研究开发了一种结合微流体通道和序列深度学习模型的方法，通过重复变形和松弛过程对单个细胞进行机械表型分析	设计了能够对细胞施加重复变形和松弛的微流体通道，并首次将序列深度学习模型应用于动态变形性细胞术	研究仅使用HL60细胞系作为模型系统，未验证在其他细胞类型上的适用性	开发能够接近最大潜在分类精度的单细胞机械表型分析方法	HL60细胞（经过化学处理扰动肌动蛋白或微管网络的细胞）	机器学习	NA	微流体通道技术，动态变形性细胞术	循环神经网络，卷积神经网络	细胞形状时间序列数据	数百个细胞每秒的测量速率	NA	NA	准确率	NA
135	2025-10-06	Emphysema Progression at CT by Deep Learning Predicts Functional Impairment and Mortality: Results from the COPDGene Study 2022-09, Radiology IF:12.1Q1 DOI:10.1148/radiol.213054 PMID:35579519	研究论文	本研究使用深度学习算法评估吸烟者连续CT扫描中肺气肿严重程度的变化，并分析其与功能损害和死亡率的关系	首次使用深度学习算法自动评估Fleischner肺气肿分级系统在连续CT扫描中的进展，并验证其与临床预后的关联	研究为对已有前瞻性研究的二次分析，可能存在选择偏倚	评估基于深度学习的肺气肿严重程度分级在连续CT扫描中的临床和影像学意义	COPDGene研究中的吸烟者参与者	医学影像分析	慢性阻塞性肺疾病	CT扫描	深度学习	医学影像	5056名参与者（平均年龄60岁±9，2566名男性）	NA	NA	风险比, 统计显著性	NA
136	2025-10-06	Artificial Intelligence-Based Total Mesorectal Excision Plane Navigation in Laparoscopic Colorectal Surgery 2022-05-01, Diseases of the colon and rectum DOI:10.1097/DCR.0000000000002393 PMID:35170546	研究论文	开发基于深度学习的直肠癌手术中全直肠系膜切除平面图像引导导航系统	首个使用图像引导导航系统进行全直肠系膜切除的研究，创新性地利用深度学习对疏松结缔组织进行语义分割	仅使用600张图像进行训练，数据量有限，需要更多图像来提高识别精度	开发辅助外科医生识别全直肠系膜切除平面的导航系统	接受腹腔镜左侧结直肠切除术的32名患者	计算机视觉	直肠癌	深度学习语义分割	深度学习	手术视频图像	32名患者的600张标注图像（训练集528张，测试集72张）	NA	NA	Dice系数	NA
137	2025-10-06	Deep Learning-Accelerated Designs of Tunable Magneto-Mechanical Metamaterials 2022-Jul-27, ACS applied materials & interfaces IF:8.3Q1 DOI:10.1021/acsami.2c09052 PMID:35833606	研究论文	开发了一种基于深度学习的逆向设计框架，用于设计可调谐磁机械超材料	使用深度残差网络替代传统有限元分析，实现快速逆向设计磁机械超材料	NA	开发能够根据预定性能逆向设计磁机械超材料的框架	磁机械超材料	机器学习	NA	直接墨水书写打印方法	深度学习	模拟数据	NA	NA	ResNet	NA	NA
138	2025-10-06	Automatic Classification of Cancer Pathology Reports: A Systematic Review 2022, Journal of pathology informatics DOI:10.1016/j.jpi.2022.100003 PMID:35242443	系统综述	对2010-2021年间发表的癌症病理报告自动分类自然语言处理系统进行系统性回顾和分析	首次系统性回顾和比较了不同NLP方法在癌症病理报告分类中的应用，并基于PRISMA指南进行规范化分析	仅纳入2010-2021年间的25篇文献，部分癌症特征提取任务仍存在挑战	评估自然语言处理技术在癌症病理报告自动分类中的应用现状和发展趋势	癌症病理报告文本数据	自然语言处理	癌症	自然语言处理	基于规则的系统,统计机器学习,深度学习	文本	25篇研究论文	NA	NA	NA	NA
139	2025-10-06	LONGL-Net: temporal correlation structure guided deep learning model to predict longitudinal age-related macular degeneration severity 2022-Mar, PNAS nexus IF:2.2Q1 DOI:10.1093/pnasnexus/pgab003 PMID:35360552	研究论文	提出一种基于时间相关结构引导的深度学习模型LONGL-Net，用于同时评估当前年龄相关性黄斑变性严重程度并预测纵向进展	首次设计时间相关结构引导的生成对抗网络模型，学习连续时间点CFP图像的时间变化相互关系，并通过预测未来CFP中的AMD症状提供分类决策的可解释性	NA	开发能够同时评估当前AMD严重程度并预测未来晚期AMD风险的自动化方法	年龄相关性黄斑变性患者	计算机视觉	年龄相关性黄斑变性	彩色眼底摄影	GAN, 深度学习分类模型	图像	约30,000张CFP图像，来自4,628名参与者（年龄相关眼病研究）和300张CFP图像（UK Biobank数据集验证）	NA	LONGL-Net, 生成对抗网络	AUC, 准确率, 灵敏度	NA
140	2025-10-06	Using deep learning for the automated identification of cone and rod photoreceptors from adaptive optics imaging of the human retina 2022-Oct-01, Biomedical optics express IF:2.9Q2 DOI:10.1364/BOE.470071 PMID:36425636	研究论文	提出一种名为RC-UPerNet的新型深度学习算法，用于从人类视网膜自适应光学成像中自动识别视锥和视杆细胞	开发了能够同时识别两种光感受器（视锥和视杆细胞）的新型深度学习算法RC-UPerNet，在中心和外周视网膜区域均表现出色	NA	开发自动化算法以识别视网膜中的光感受器细胞	人类视网膜中的视锥和视杆细胞	计算机视觉	眼科疾病	自适应光学成像	深度学习	图像	来自中央和外周视网膜（延伸至距中央凹30°的鼻侧和颞侧方向）的图像	NA	RC-UPerNet	精确率, 召回率, Dice系数	NA