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
721	2026-01-21	Disorder-specific neurodynamic features in schizophrenia inferred by neurodynamic embedded contrastive variational autoencoder model 2024-12-18, Translational psychiatry IF:5.8Q1 DOI:10.1038/s41398-024-03200-7 PMID:39695106	研究论文	本研究通过整合神经动力学模型与对比变分自编码器，提取并评估精神分裂症特有的宏观特征，包括个体水平、区域水平参数和时变状态	首次将神经动力学模型与对比变分自编码器结合，用于提取精神分裂症特有的神经动力学特征，并揭示了与症状相关的独特分子机制模式	研究基于多中心数据集，但未具体说明样本异质性或模型泛化能力的详细评估	探索精神分裂症的病理机制，通过神经动力学模型分析微观改变如何影响宏观神经回路和脑功能	精神分裂症患者	机器学习	精神分裂症	神经动力学模型	CVAE	神经影像数据	NA	NA	对比变分自编码器	NA	NA
722	2026-01-21	Uncertainty-aware genomic deep learning with knowledge distillation 2024-Nov-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.11.13.623485 PMID:39605624	研究论文	本文提出了一种名为DEGU的方法，通过集成学习和知识蒸馏提升深度神经网络在调控基因组学预测中的鲁棒性和可解释性	DEGU方法首次将集成学习与知识蒸馏结合，以捕获模型不确定性（认知不确定性）并可选地估计数据不确定性，从而提供校准的不确定性估计和更一致的解释	未明确提及具体的数据集限制或模型泛化边界	提高深度神经网络在调控基因组学预测中的可靠性和可解释性	调控基因组学中的功能基因组预测任务	机器学习	NA	深度神经网络，集成学习，知识蒸馏	DNN	基因组序列数据	NA	NA	NA	校准的不确定性估计，覆盖保证	NA
723	2026-01-21	High-speed in vivo calcium recording using structured illumination with self-supervised denoising 2024-Nov-15, Optics continuum IF:1.1Q4 DOI:10.1364/optcon.532996 PMID:41550202	研究论文	本研究提出了一种结合周期性结构光照和自监督去噪的高通量钙成像方法，用于在体记录神经活动	开发了新型伪HiLo重建方法，结合周期性结构光照和自监督深度学习去噪，显著提高了钙信号的信噪比	方法主要针对GCaMP8f钙指示剂在CA1锥体神经元中的应用，尚未验证其他神经类型或指示剂	提高在体神经钙成像的速度和信噪比，减少背景污染和随机噪声	小鼠CA1区锥体神经元的钙活动	计算神经科学	NA	宽场荧光成像，周期性结构光照，钙成像	深度学习	图像序列	NA	NA	DeepCAD-RT	对比度，瞬态峰噪比，成对相关系数，背景像素相关系数	NA
724	2026-01-21	Brain volume is a better biomarker of outcomes in ischemic stroke compared to brain atrophy 2024-Mar-19, ArXiv PMID:38562453	研究论文	本研究评估了缺血性卒中发生时脑体积与脑萎缩指标BPF作为功能预后生物标志物的优劣	首次通过深度学习自动分割和贝叶斯信息准则比较，证明急性卒中时的脑体积比脑萎缩指标BPF能更好地预测功能预后	单中心回顾性研究，样本量有限（467例），仅纳入动脉缺血性卒中患者	比较脑体积与脑萎缩指标在缺血性卒中功能预后预测中的效能	急性缺血性卒中患者的神经影像数据与90天功能预后	数字病理学	缺血性卒中	MR神经影像	深度学习分割模型	医学影像	467例动脉缺血性卒中患者	NA	NA	贝叶斯信息准则	NA
725	2026-01-17	Opportunities and challenges for deep learning in cell dynamics research 2024-11, Trends in cell biology IF:13.0Q1 DOI:10.1016/j.tcb.2023.10.010 PMID:38030542	综述	本文综述了深度学习在细胞动力学研究中的应用，包括现有技术、工具和开源数据集，并探讨了该领域的机遇与挑战	从计算角度总结了显微镜视频分析中的长期挑战，并回顾了深度学习引导自动化在细胞动力学研究中的新兴前沿和创新应用	NA	评估深度学习在细胞动力学研究中的机遇与挑战，支持药物开发、精准医学和基因组-表型组映射	细胞和亚细胞结构与动力学	计算机视觉	NA	显微镜成像	深度学习	图像, 视频	NA	NA	NA	NA	NA
726	2026-01-17	Deep-Learning-Based Blood Glucose Detection Device Using Acetone Exhaled Breath Sensing Features of α-Fe2O3-MWCNT Nanocomposites 2024-09-11, ACS applied materials & interfaces IF:8.3Q1 DOI:10.1021/acsami.4c06855 PMID:39225263	研究论文	本文开发了一种基于α-Fe2O3-MWCNT纳米复合材料的非侵入式血糖检测设备，通过检测呼气中的丙酮气体，并利用深度学习算法提高检测可靠性	结合α-Fe2O3-MWCNT纳米复合材料传感器与深度学习算法，实现高湿度环境下呼气丙酮的精确检测，用于非侵入式血糖监测	设备在±15误差范围内正确响应率约为85%，可能存在进一步优化空间，且样本量仅50名志愿者，需更大规模验证	开发非侵入式血糖检测设备，用于糖尿病早期诊断	人体呼气中的丙酮气体	机器学习	糖尿病	气体传感技术，深度学习算法	深度学习算法	气体传感数据	50名志愿者	NA	NA	正确响应率，响应时间，选择性，重复性	NA
727	2026-01-17	Virtual staining for histology by deep learning 2024-09, Trends in biotechnology IF:14.3Q1 DOI:10.1016/j.tibtech.2024.02.009 PMID:38480025	综述	本文综述了深度学习在组织学虚拟染色中的应用，探讨了其基本概念、技术方法及未来展望	利用深度学习技术实现组织学染色的数字化替代，通过训练神经网络从未染色组织图像生成染色图像或在不同染色间转换信息，提供更可持续、快速且经济高效的替代方案	技术发展仍处于早期阶段，需要严格的验证	探讨人工智能驱动的虚拟组织学在病理学和生物医学研究中的应用潜力	组织学染色流程	数字病理学	NA	深度学习	神经网络	图像	NA	NA	NA	NA	NA
728	2026-01-17	BrainFTFCN: Synergistic feature fusion of temporal dynamics and network connectivity for brain age prediction 2024-Jul, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference DOI:10.1109/EMBC53108.2024.10782250 PMID:40038971	研究论文	提出一种名为BrainFTFCN的新型特征融合网络，通过协同整合时间动态性和网络连接性来增强大脑年龄预测	首次将时间动态性（通过时间序列）和网络拓扑结构（通过功能网络连接）进行协同特征融合，克服了以往模型仅关注单一特征的局限性	研究仅在Cam-CAN数据集上进行验证，未在其他独立数据集上测试泛化能力	开发更准确的大脑年龄预测模型以理解大脑发育和衰老机制	静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据	医学影像分析	神经退行性疾病	静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）	深度学习, 图神经网络, 自编码器, 支持向量回归	神经影像数据	Cam-CAN数据集（具体数量未明确说明）	PyTorch（推断）, Scikit-learn	Temporal Attention Autoencoder (TAAE), Functional Connectivity Graph Attention Network (FCGAT), 支持向量回归	平均绝对误差（MAE）, 其他未指定指标	NA
729	2026-01-17	Electrotransfer for nucleic acid and protein delivery 2024-06, Trends in biotechnology IF:14.3Q1 DOI:10.1016/j.tibtech.2023.11.009 PMID:38102019	综述	本文综述了核酸和蛋白质电转移技术在生物技术中的应用，特别是在基因增强和基因组编辑领域	探讨了纳米技术和深度学习技术如何克服传统电穿孔的限制，并总结了已完成的临床试验和成功案例	NA	探索电转移技术在体外和体内场景中的应用，特别是生物医学用途	免疫细胞、干细胞和祖细胞等治疗相关细胞	生物技术	NA	电转移、电穿孔	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
730	2026-01-16	Multifunctional Human-Computer Interaction System Based on Deep Learning-Assisted Strain Sensing Array 2024-10-09, ACS applied materials & interfaces IF:8.3Q1 DOI:10.1021/acsami.4c12758 PMID:39325961	研究论文	本文开发了一种基于柔性压电传感器和深度学习神经网络的智能步态监测与分析预测系统，用于实时检测和推断人体运动状态	结合高灵敏度（241.29 mV/N）、快速响应（66 ms加载，87 ms恢复）和优异稳定性（= 0.9946）的柔性压电传感器与定制深度学习模型，实现实时步态监测和人机交互	未明确提及系统在极端环境或大规模人群中的适用性限制	开发一种用于健康监测的智能步态分析系统，以克服现有系统体积大、需要特殊空间的问题	人体步态数据，特别是运动员的步态，用于个性化健康管理和疾病早期检测	机器学习	老年疾病	柔性压电传感技术	深度学习神经网络	传感器信号数据	未明确提及具体样本数量，但涉及运动员的步态数据	未明确提及	定制深度学习模型	识别准确率（94.7%）	未明确提及
731	2026-01-16	Hierarchically Nano-Decorated Poly(lactic acid) Nanofibers for Humidity-Resistant Respiratory Healthcare and High-Accuracy Disease Diagnosis 2024-10-02, ACS applied materials & interfaces IF:8.3Q1 DOI:10.1021/acsami.4c11843 PMID:39297301	研究论文	本研究开发了一种基于微波辅助制备的ZnO@PDA纳米电介质修饰的PLA纳米纤维膜，用于高效空气过滤和自供电呼吸监测，并集成了深度学习辅助诊断系统以实现高精度疾病诊断	提出了一种微波辅助的ZnO@PDA纳米电介质修饰PLA纳米纤维的层次化纳米装饰策略，显著提升了材料的电活性和表面活性，并首次结合了自供电呼吸监测与深度学习辅助诊断系统	未明确说明实验样本的具体数量或类型，且可能未在真实临床环境中进行大规模验证	开发具有高效呼吸保健和智能诊断功能的环保型纳米纤维材料	聚乳酸纳米纤维膜及其修饰后的复合材料	材料科学与生物医学工程	呼吸系统疾病	微波辅助合成、静电纺丝-电喷雾法	深度学习模型	呼吸驱动信号模式	NA	NA	NA	准确率	NA
732	2026-01-16	Machine Learning-Assisted Gesture Sensor Made with Graphene/Carbon Nanotubes for Sign Language Recognition 2024-10-02, ACS applied materials & interfaces IF:8.3Q1 DOI:10.1021/acsami.4c10872 PMID:39297553	研究论文	本文提出了一种基于石墨烯/碳纳米管的新型手势传感器，并结合深度学习技术构建了用于手语识别的系统	受蜘蛛丝结构启发设计了具有核壳结构的新型传感器，同时实现了高灵敏度（高达340的应变系数）和宽响应范围（60%），并首次将滑动窗口技术与大语言模型结合用于连续句子识别	未明确说明传感器在复杂环境下的稳定性测试，也未提及系统对多样化手语方言的适应性	开发高性能手势传感器并构建精确的手语识别系统以改善手语使用者的日常交流方式	手势传感器、手语识别系统	机器学习	NA	深度学习、滑动窗口技术、大语言模型	深度学习模型	传感器信号数据	NA	NA	NA	准确率	NA
733	2026-01-16	A Nanoparticle-Based Artificial Ear for Personalized Classification of Emotions in the Human Voice Using Deep Learning 2024-09-25, ACS applied materials & interfaces IF:8.3Q1 DOI:10.1021/acsami.4c13223 PMID:39285705	研究论文	本研究开发了一种基于金纳米颗粒的柔性压阻式人工耳传感器，结合深度学习技术，用于人类语音情感和城市环境噪声的分类与识别	首次将金纳米颗粒柔性压阻传感器与深度学习结合，实现了对七种情感和八种城市环境噪声的高精度分类，并具备远距离（5米）声音感知能力	未明确说明传感器在复杂噪声环境下的鲁棒性测试，也未提及长期使用的稳定性数据	开发一种能够理解人类情感状态和语音的生物启发式传感设备，用于医疗监护和环境噪声监测	人类语音情感（七种）和城市环境噪声（八种）	机器学习	NA	纳米颗粒传感技术	深度学习	声音信号	NA	NA	NA	准确率	NA
734	2026-01-16	Forecasting daily total pollen concentrations on a global scale 2024-08, Allergy IF:12.6Q1 DOI:10.1111/all.16227 PMID:38995241	研究论文	本研究利用CatBoost和深度学习模型，在全球23个城市预测未来14天的每日总花粉浓度	首次在全球尺度上结合CatBoost和深度学习模型进行花粉浓度预测，并分析了环境变量对预测的重要性	预测准确性在不同城市间存在显著差异，部分城市如首尔和布里斯班的预测效果较弱	开发并改进空气花粉预测模型的准确性	全球23个城市的每日总花粉浓度	机器学习	NA	NA	CatBoost, 深度学习	时间序列数据	23个城市的数据	NA	NA	R2	NA
735	2026-01-16	Utilizing Siamese 4D-AlzNet and Transfer Learning to Identify Stages of Alzheimer's Disease 2024-05-03, Neuroscience IF:2.9Q2 DOI:10.1016/j.neuroscience.2024.03.007 PMID:38492797	研究论文	提出了一种结合Siamese 4D-AlzNet和迁移学习的方法，用于识别阿尔茨海默病的不同阶段	设计了包含四个并行CNN流的Siamese 4D-AlzNet模型，并结合定制化的迁移学习模型（冻结的VGG-19、VGG-16和定制AlexNet），以提升对阿尔茨海默病阶段的分类性能	论文未明确讨论模型在更大或更多样化数据集上的泛化能力，以及计算资源需求的具体细节	通过深度学习技术实现阿尔茨海默病不同阶段的自动识别和分类	阿尔茨海默病患者及不同认知阶段的个体，包括正常对照、轻度认知障碍、晚期轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者	计算机视觉	阿尔茨海默病	T1加权MRI成像	CNN, Siamese网络	图像	未明确指定样本数量，但涉及四类受试者（正常对照、轻度认知障碍、晚期轻度认知障碍、阿尔茨海默病）的T1加权MRI图像	未明确指定，但可能基于TensorFlow或PyTorch等深度学习框架	Siamese 4D-AlzNet（包含四个并行CNN流），VGG-19, VGG-16, AlexNet	准确率	NA
736	2026-01-16	Classification Algorithm for fNIRS-based Brain Signals Using Convolutional Neural Network with Spatiotemporal Feature Extraction Mechanism 2024-03-26, Neuroscience IF:2.9Q2 DOI:10.1016/j.neuroscience.2024.02.011 PMID:38369007	研究论文	本文提出了一种基于卷积神经网络和时空特征提取机制的fNIRS脑信号分类算法	提出了一种端到端的混合神经网络，结合时空卷积层和空间注意力机制，自动提取fNIRS信号的有效时空信息，并利用时间卷积网络进一步利用时间信息	NA	解决fNIRS解码中深度学习应用不足以及同时考虑时空维度的研究较少的问题	基于fNIRS的脑机接口中的脑信号	机器学习	NA	功能性近红外光谱技术	CNN, TCN	脑信号数据	29名受试者，包括左手和右手运动想象、心算和基线任务	NA	混合神经网络，包含时空卷积层、空间注意力机制和时间卷积网络	准确率	NA
737	2026-01-16	Strategies to combine 3D vasculature and brain CTA with deep neural networks: Application to LVO 2024-Feb-16, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2024.108881 PMID:38318348	研究论文	本文探讨了结合3D血管图像与脑部CTA数据，利用深度神经网络检测急性缺血性卒中患者大血管闭塞的策略	提出了一种注意力启发策略，使卷积神经网络能聚焦于血管结构而不丢弃脑实质的上下文信息，从而改进LVO检测	未明确说明样本量或数据集的详细组成，可能影响结果的泛化能力	开发自动化工具以检测急性缺血性卒中患者的大血管闭塞，减少治疗时间并改善临床结局	急性缺血性卒中患者的脑部CTA图像及从中提取的3D血管图像	计算机视觉	心血管疾病	脑部计算机断层扫描血管造影	CNN	图像	NA	NA	通用网络	NA	NA
738	2026-01-15	MMETHANE: interpretable AI for predicting host status from microbial composition and metabolomics data 2024-Dec-14, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.12.13.628441 PMID:39713330	研究论文	本文介绍了一个名为MMETHANE的开源软件包，用于从微生物组组成和代谢组学数据预测宿主状态	MMETHANE结合了先验生物学知识（如系统发育和化学关系），并具有内在可解释性，能输出解释其决策的英语规则集	NA	开发一种计算工具，将微生物组组成和代谢组学数据与宿主状态联系起来	微生物组组成和代谢组学数据，以及宿主状态	机器学习	炎症性肠病	微生物测序，代谢组学	深度学习模型	微生物测序数据，代谢组学数据	六个数据集，包含配对的微生物组成和代谢组学测量	NA	NA	NA	NA
739	2026-01-15	Olfactory Visualization Sensing Array Made with CelluMOFs to Predict Fruit Ripeness Using Deep Learning 2024-10-23, ACS applied materials & interfaces IF:8.3Q1 DOI:10.1021/acsami.4c09402 PMID:39403818	研究论文	本研究开发了一种基于染料/CelluMOFs的柔性传感器阵列，结合DenseNet深度学习模型，用于通过气味指纹识别水果成熟度	通过原位生长γ-CD-MOFs在柔性滤纸上合成CelluMOFs，显著提高了比表面积和染料负载能力，并将深度学习模型集成到传感器阵列中实现高精度模式识别	NA	开发高灵敏度、高准确度的基于比色法的嗅觉可视化传感系统，用于检测水果成熟度	水果成熟度检测	计算机视觉	NA	比色法、气体传感	CNN	图像	NA	NA	DenseNet	分类准确率	NA
740	2026-01-15	AI-powered microscopy image analysis for parasitology: integrating human expertise 2024-07, Trends in parasitology IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.pt.2024.05.005 PMID:38824067	综述	本文全面综述了面向寄生虫学显微图像分析的、集成人类专家知识的知识融合深度学习模型的最新进展	提出将寄生虫学领域大量的人类专家知识整合到深度学习模型中，以增强AI驱动决策的准确性和可解释性，并展望了其在寄生虫学领域的广泛应用前景	NA	回顾和总结知识融合深度学习模型在寄生虫学显微图像分析领域的最新进展，旨在解决传统数据驱动方法缺乏可解释性和指导资源不足的问题	寄生虫学显微图像分析	计算机视觉	寄生虫病	显微图像分析	深度学习	图像	NA	NA	NA	准确性，可解释性	NA