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
241	2026-05-05	Deep learning enables accurate brain tissue microstructure analysis based on clinically feasible diffusion magnetic resonance imaging 2024-10-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120858 PMID:39317273	研究论文	基于深度学习的方法使用临床可行的扩散磁共振成像实现了准确的脑组织微观结构分析	首次证明深度学习用于组织微观结构重建能够基于临床可行的dMRI扫描产生可靠的脑组织微观结构分析，并准确识别与疾病和年龄相关的微小组织变化	未提及	验证深度学习方法在临床可行dMRI下进行组织微观结构重建的可靠性及其在临床应用的潜力	脑组织微观结构	数字病理学、机器学习	NA	扩散磁共振成像	深度学习模型	图像	四个不同的脑dMRI数据集	NA	NA	NA	NA
242	2026-05-05	XDL-ESI: Electrophysiological Sources Imaging via explainable deep learning framework with validation on simultaneous EEG and iEEG 2024-10-01, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120802 PMID:39173694	研究论文	提出一种基于可解释深度学习的脑电/脑磁源成像框架XDL-ESI，通过迭代优化与深度学习融合解决逆问题	设计可解释的深度学习框架，将迭代优化算法与神经网络模块展开结合，引入拓扑损失函数提升定位鲁棒性	NA	解决脑电/脑磁源成像中的病态逆问题，实现高效、准确且可解释的脑源估计	模拟数据及临床同步脑电与颅内脑电数据	机器学习	NA	脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）、颅内脑电图（iEEG）	可解释深度学习	脑电信号、脑磁信号	NA	PyTorch	展开型神经网络	定位误差、重建准确性、可解释性	NA
243	2026-05-05	Separating group- and individual-level brain signatures in the newborn functional connectome: A deep learning approach 2024-10-01, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120806 PMID:39179011	research paper	利用深度生成模型分离新生儿功能连接组中群体和个体水平的脑信号特征	首次将变分自编码器应用于新生儿静息态功能磁共振成像，证明新生儿个体指纹存在性，并突破线性模型限制，成功分离与年龄变化和个体独特性相关的连接特征	未明确提及模型泛化能力验证及临床可解释性分析	探索新生儿功能连接数据中个体独特性的存在性，并利用深度学习模型提取年龄和个体表征	成人和新生儿的静息态功能磁共振成像数据	machine learning	NA	rs-fMRI	VAE	image	100名成人rs-fMRI扫描和464名新生儿rs-fMRI扫描	NA	变分自编码器	年龄预测相关系数、个体识别准确率	NA
244	2026-05-05	Fully Automated Hippocampus Segmentation using T2-informed Deep Convolutional Neural Networks 2024-09, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120767 PMID:39103064	研究论文	提出一种全自动海马体分割流程，利用T2加权MRI图像和深度卷积神经网络，提升基于临床T1加权图像的海马体分割性能	利用高分辨率T2加权图像创建更精确的标注真值，并训练分割网络，从而提升T1加权图像的分割准确性	T2加权序列在临床常规中不可行，且多对比度数据集的获取需要额外时间和资源	开发一种基于深度学习的方法，利用T2加权图像增强对临床T1加权图像中海马体的自动化分割，以准确估计阿尔茨海默病中的海马体萎缩	多对比度数据集中的成对T1加权和高分辨率T2加权MRI图像	计算机视觉	阿尔茨海默病	MRI成像	卷积神经网络（CNN）	图像	NA	NA	3D 卷积神经网络	视觉比较和多种定量测量指标	NA
245	2026-05-05	RS2-Net: An end-to-end deep learning framework for rodent skull stripping in multi-center brain MRI 2024-09, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120769 PMID:39122056	研究论文	提出RS2-Net端到端深度学习框架，用于多中心脑部MRI中啮齿动物的颅骨剥离	开发基于Swin-UNETR的轻量级框架，无需预处理即可自动适应多种MRI图像分辨率，降低人工标注依赖	未明确提及论文局限性	自动化啮齿动物MRI颅骨剥离流程，减少预处理步骤和工作量	小鼠和大鼠的脑部MRI扫描图像	计算机视觉	NA	MRI	Swin-UNETR	图像	来自89个中心的1037只啮齿动物共1142张图像	PyTorch	Swin-UNETR	Dice系数	NA
246	2026-05-05	A comprehensive overview of diffuse correlation spectroscopy: Theoretical framework, recent advances in hardware, analysis, and applications 2024-09, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120793 PMID:39153520	综述	全面介绍扩散相关光谱学的理论框架、硬件、分析方法和应用的最新进展	整合了连续波、频域和时域三种主要硬件架构，并探讨了硅单光子雪崩二极管传感器及深度学习在数据分析中的新应用	未提及具体实验验证或定量比较，主要提供概述性指导	为扩散相关光谱学领域的新研究者提供全面的知识基础和实践指南	扩散相关光谱学硬件架构、传感器（如SPAD）、激光器、相关器及数据分析工具	机器学习	NA	扩散相关光谱学	深度学习	NA	NA	NA	NA	NA	NA
247	2026-05-05	Differentiating loss of consciousness causes through artificial intelligence-enabled decoding of functional connectivity 2024-08-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120749 PMID:39033787	研究论文	通过人工智能解码功能连接来区分意识丧失的病因	首次开发利用功能连接变化模式进行不同病因意识丧失鉴别诊断的人工智能模型	未在论文标题和摘要中明确说明	开发人工智能模型以区分急性意识丧失的不同病因	非惊厥性癫痫持续状态、代谢性脑病和苯二氮卓类中毒引起的意识丧失患者	机器学习	意识丧失	脑电图	卷积神经网络及多种机器学习算法	脑电图信号	前瞻性队列数据	NA	卷积神经网络	AUC	NA
248	2026-05-05	Anatomically constrained tractography of the fetal brain 2024-08-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120723 PMID:39029605	研究论文	提出一种基于深度学习的胎儿脑组织分割方法，并结合解剖约束的纤维束追踪技术，以改善胎儿脑白质纤维束的重建	通过在dMRI空间直接进行精确的胎儿脑组织分割，并结合深度学习自动计算，实现了高弯曲度纤维束（如视辐射）的重建，且可适用于常规胎儿dMRI扫描	NA	提高胎儿脑dMRI纤维束追踪的准确性，解决假阳性纤维束和主要白质纤维束重建失败的问题	胎儿脑组织和白质纤维束	数字病理学	NA	扩散加权磁共振成像（dMRI）、扩散张量成像	深度学习模型	图像	独立测试数据（具体数量未提及）	NA	NA	分割准确率、纤维束追踪结果质量	NA
249	2026-05-05	Brain age prediction using interpretable multi-feature-based convolutional neural network in mild traumatic brain injury 2024-08-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120751 PMID:39048043	研究论文	利用可解释的多特征卷积神经网络预测轻度创伤性脑损伤患者的大脑年龄	提出结合多结构特征的三维组合CNN模型，利用大规模异构数据集实现大脑年龄预测，并引入基于脑图谱的遮挡分析方案，揭示了健康对照组和mTBI患者中与年龄分层相关的贡献性脑区	未在标题和摘要中明确提及	开发可解释的深度学习框架，准确预测健康个体和轻度创伤性脑损伤患者的大脑年龄，并分析年龄预测差距与认知损伤及神经退行性标志物的关联	健康对照者和轻度创伤性脑损伤患者	计算机视觉	轻度创伤性脑损伤	MRI结构成像	卷积神经网络（CNN）	图像	总样本量1464人，其中154名健康对照者用于测试，其余用于训练和验证	NA	3D组合CNN	平均绝对误差（MAE）、皮尔逊相关系数（Pearson's r）	NA
250	2026-05-05	Disentangling brain atrophy heterogeneity in Alzheimer's disease: A deep self-supervised approach with interpretable latent space 2024-08-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120737 PMID:39004409	研究论文	提出一种基于深度学习的自监督框架，通过可解释的潜在空间表征来解析阿尔茨海默病的大脑萎缩异质性	首次将特征工程、分类和聚类协同整合到自监督框架中，在潜在空间同时揭示疾病进展和亚型两个核心异质性维度，并识别出两种不同的疾病进展路径	NA	解析阿尔茨海默病的大脑萎缩异质性	阿尔茨海默病患者的大脑萎缩模式	机器学习	阿尔茨海默病	NA	自监督深度学习模型	神经影像数据	NA	NA	NA	NA	NA
251	2026-05-05	Predicting changes in brain metabolism and progression from mild cognitive impairment to dementia using multitask Deep Learning models and explainable AI 2024-08-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120695 PMID:38942101	研究论文	利用多任务深度学习模型和可解释人工智能预测轻度认知障碍向痴呆进展中的脑代谢变化	首次在阿尔茨海默病预测建模中引入多任务学习框架，整合脑代谢变化数据以增强识别进展型轻度认知障碍患者的能力	基于ADNI数据集，可能存在样本选择偏差，且未提及模型在不同人群中的泛化性	探索利用脑代谢变化（FDG-PET评估）建模多维度疾病信息，识别轻度认知障碍患者向痴呆进展的风险	轻度认知障碍患者（MCI）及进展为痴呆的个体（pMCI）	机器学习	阿尔茨海默病	FDG-PET	深度学习模型（多任务学习）	图像（FDG-PET扫描）	1,617名参与者（来自ADNI数据库）	NA	NA	敏感性、特异性	NA
252	2026-05-05	Deep learning based decoding of single local field potential events 2024-08-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120696 PMID:38909761	研究论文	使用无监督机器学习方法从单次试验的局部场电位事件中提取有意义信息	首次证明单通道LFP事件形状在自发活动期间采样了可能的刺激诱发事件形状的范畴，这一发现此前仅在多通道群体编码中被证实	NA	探索使用无监督机器学习从单次试验的神经电生理记录中提取信息，解码皮层信息处理机制	鼠类细胞外神经记录和人类颅内脑电图记录	机器学习	NA	细胞外神经记录, 颅内脑电图	自编码器网络	局部场电位事件	NA	NA	自编码器	NA	NA
253	2026-05-05	Precision Drug Repurposing: A Deep Learning Toolkit for Identifying 34 Hyperpigmentation-Associated Genes and Optimizing Treatment Selection 2024-08-01, Annals of plastic surgery IF:1.4Q3 DOI:10.1097/SAP.0000000000004007 PMID:38896860	研究论文	整合文本挖掘与深度学习工具，识别色素沉着相关基因及潜在治疗药物	首次将深度学习药物重定位工具DeepPurpose应用于色素沉着治疗，结合多种生物信息学方法系统筛选靶向基因与候选药物	未在细胞或动物模型中对预测的药物-靶点相互作用进行实验验证	利用计算方法识别色素沉着的新型靶向治疗药物	色素沉着相关基因及潜在药物	机器学习	色素沉着	文本挖掘、基因富集分析、蛋白质-蛋白质相互作用网络分析、药物-基因相互作用分析	深度学习模型（DeepPurpose）	文本数据、基因表达数据、药物-靶点相互作用数据	NA	DeepPurpose, PyTorch	DeepPurpose（默认架构，可能包括CNN、Transformer等）	结合亲和力预测得分	NA
254	2026-05-05	Fully Automated Deep Learning Model to Detect Clinically Significant Prostate Cancer at MRI 2024-08, Radiology IF:12.1Q1 DOI:10.1148/radiol.232635 PMID:39105640	研究论文	开发一种全自动深度学习模型，用于在MRI中检测临床显著性前列腺癌，并比较其与放射科医生的表现	首次使用患者级别标签（不依赖肿瘤位置信息）训练深度学习模型预测临床显著性前列腺癌，并结合Grad-CAM可视化肿瘤定位	未明确提及，但可能包括回顾性单中心研究设计及外部测试集样本量有限	开发并验证深度学习模型在MRI中检测临床显著性前列腺癌的性能	5215名患者（5735次检查）的MRI图像及病理诊断结果	计算机视觉	前列腺癌	MRI（T2加权图像、扩散加权图像、表观扩散系数图、T1加权对比增强图像）	卷积神经网络（CNN）	图像	5735次检查（5215名患者，平均年龄66岁，全部为男性）	NA	CNN（未具体说明架构名称，如ResNet等）	AUC	NA
255	2026-05-05	In vivo identification of angle dysgenesis and its relation to genetic markers associated with glaucoma using artificial intelligence 2024-03-01, Indian journal of ophthalmology IF:2.1Q2 DOI:10.4103/IJO.IJO_1456_23 PMID:38146977	研究论文	利用深度学习在体内识别前段光学相干断层扫描中的角发育不全，并探讨其与已知青光眼基因突变的相关性	首次使用深度学习模型客观识别前段OCT图像中的角发育不全，并关联已知青光眼基因突变	NA	预测前段光学相干断层扫描中角发育不全的存在，并研究其与已知青光眼基因突变的相关性	前段光学相干断层扫描图像	计算机视觉	青光眼	光学相干断层扫描	深度学习	图像	800张前段OCT图像，其中340张用于构建模型，包括170张先天性青光眼、青少年开角型青光眼和成人开角型青光眼图像，以及85张对照；遗传验证数据集包括393张已知突变患者图像和320张健康对照	NA	NA	准确率，特异性，灵敏度	NA
256	2026-05-05	Artificial intelligence in glaucoma detection using color fundus photographs 2024-03-01, Indian journal of ophthalmology IF:2.1Q2 DOI:10.4103/IJO.IJO_613_23 PMID:38099383	研究论文	探索利用深度学习算法从彩色眼底照片中检测青光眼的潜力并评估其准确性	基于ResNet 50V2的深度学习模型在灰度眼底照片上实现了高准确率检测青光眼性视神经病变	假阴性和假阳性结果分别占17%和20%，主要源于高度近视合并青光眼、小视盘早期青光眼及软件对大视盘生理性大杯凹、近视或倾斜视盘等的错误分类	评估人工智能基于彩色眼底照片检测青光眼的准确性与潜力	彩色眼底照片（含正常视盘和青光眼性视神经病变的图片）	机器学习	青光眼	基础深度学习方法	CNN（残差网络）	图像	1375张彩色眼底照片（735张正常视盘，640张GON）	NA	ResNet 50V2	准确性、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、阳性似然比、阴性似然比	NA
257	2026-05-04	Bioprospecting of culturable marine biofilm bacteria for novel antimicrobial peptides 2024-Dec, iMeta IF:23.7Q1 DOI:10.1002/imt2.244 PMID:39742298	研究论文	本研究利用可培养海洋生物膜细菌构建菌库并通过核糖体分析和深度学习预测新型抗菌肽	结合核糖体分析和深度学习提高小开放阅读框的鉴定和验证，发现与已知抗菌肽序列相似度低于40%的新型肽，且来自先前未知产抗菌肽的细菌类群	NA	加速新型抗菌肽的发现，扩展抗菌肽化合物的范围	可培养海洋生物膜细菌及其基因组和表达的抗菌肽	机器学习	NA	核糖体分析	深度学习	序列数据	713株细菌菌株及80,430个表达的小开放阅读框，其中341个为候选抗菌肽，化学合成60个序列	PyTorch	深度学习模型	抗菌活性	NA
258	2026-05-04	Gray matters: ViT-GAN framework for identifying schizophrenia biomarkers linking structural MRI and functional network connectivity 2024-08-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120674 PMID:38851549	研究论文	提出一种基于条件高效视觉变换器生成对抗网络（cEViT-GAN）的框架，通过从结构MRI中分割灰质体积来生成功能网络连接矩阵，以识别精神分裂症的影像学生物标志物	首次使用生成对抗网络将结构MRI灰质信息转化为功能网络连接矩阵，并开发了轻量级自注意力机制以优化注意力图，从而识别与精神分裂症相关的结构生物标志物	NA	探索脑结构（灰质）与功能（功能网络连接）之间的关系，并为精神分裂症识别新的影像学生物标志物	精神分裂症患者的脑结构MRI和功能MRI数据	计算机视觉	精神分裂症	结构MRI、功能MRI、ICA算法	条件高效视觉变换器生成对抗网络（cEViT-GAN）	3D结构MRI图像、功能网络连接矩阵	NA	PyTorch	ViT（视觉变换器）、GAN（生成对抗网络）	Pearson相关系数	NA
259	2026-05-04	Exploring the potential of representation and transfer learning for anatomical neuroimaging: Application to psychiatry 2024-08-01, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120665 PMID:38848981	research paper	比较深度学习与标准机器学习在精神疾病的解剖神经影像预测中的性能，并探索迁移学习的潜力	首次在多站点、多临床任务上系统比较深度学习与标准机器学习性能，并通过大规模健康人群的自我监督预训练证明深度学习可学习鲁棒且可迁移的表示，在多数临床任务中显著优于标准机器学习	研究仅关注结构神经影像，未涉及功能影像或其他模态；临床数据集样本量相对较小（N≤1k），可能影响泛化性	评估深度学习与标准机器学习在基于解剖神经影像的精神疾病预测中的性能差异，并探索迁移学习（特别是自我监督预训练）的潜在优势	精神分裂症、双相障碍和自闭症谱系障碍的诊断预测，以及性别预测	machine learning	精神分裂症, 双相障碍, 自闭症谱系障碍	NA	深度学习（Deep Ensemble）、标准机器学习（SML）	解剖神经影像（sMRI）	大规模健康人群约10,000例，临床数据集各约1,000例以下	NA	Deep Ensemble	准确率	NA
260	2026-05-04	Automated segmentation of epilepsy surgical resection cavities: Comparison of four methods to manual segmentation 2024-08-01, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2024.120682 PMID:38866195	研究论文	比较四种自动分割方法与手动分割在癫痫手术切除腔MRI上的准确性	首次在混合的颞叶和颞外癫痫手术队列中比较多种自动分割管道，包括基于SPM和深度学习的方法	算法未能识别所有切除腔，且自动分割仍需人工质量控制	评估自动分割管道在癫痫手术切除腔分割中的准确性和适用性	50名接受癫痫手术的患者（30名颞叶手术，20名颞外手术）的切除腔MRI图像	计算机视觉	癫痫	MRI	3D U-net卷积神经网络	图像	50名受试者（30名颞叶，20名颞外）	MATLAB, SPM-12	3D U-net	Dice相似系数	NA