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
41	2026-07-07	ConvNeXt-MHC: improving MHC-peptide affinity prediction by structure-derived degenerate coding and the ConvNeXt model 2024-03-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae133 PMID:38561979	研究论文	开发了一种基于结构衍生简并编码和ConvNeXt模型的MHC-I肽结合亲和力预测方法	引入简并编码方法增强泛特异性预测，结合迁移学习和半监督学习与ConvNeXt深度学习框架	预期在未来免疫信息学领域有新发现，但未明确当前局限性	提高MHC-I与肽结合亲和力的预测准确性，支持癌症免疫治疗中新抗原的识别	MHC-I肽结合亲和力预测	机器学习	癌症免疫治疗	NA	ConvNeXt	肽序列数据	未明确说明样本数量	PyTorch	ConvNeXt	准确率	NA
42	2026-07-07	DeepFGRN: inference of gene regulatory network with regulation type based on directed graph embedding 2024-03-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae143 PMID:38581416	研究论文	提出基于有向图嵌入的深度学习模型DeepFGRN，从基因表达谱中推断兼具调控类型和方向的基因调控网络	通过节点双向表示模块和对抗学习策略捕获有向图嵌入表示，并设计相关性分析模块提取基因表达特征及调控相关性	未提及具体局限性	重建带有调控类型和方向的精细基因调控网络	基因表达谱数据及基准数据集	机器学习	乳腺癌、肝癌、肺癌、COVID-19	基因表达谱分析	深度学习	基因表达数据	NA	PyTorch	GNN	NA	NA
43	2026-07-07	From tradition to innovation: conventional and deep learning frameworks in genome annotation 2024-03-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae138 PMID:38581418	综述	综述了从传统方法到深度学习框架在基因组注释中的应用，并强调了该领域的动态进展	对比传统方法如浅层学习与当代深度学习框架，提供了基因组注释挑战的新视角	未提及具体局限，但综述性文章可能缺乏实证比较	回顾和比较基因组注释中的传统与深度学习框架，突出挑战与创新	基因组序列中的基因及功能元件	机器学习	NA	RNA-Seq, ChIP-Seq	深度学习框架	序列数据	未提及具体样本量	NA	NA	NA	NA
44	2026-07-07	A new paradigm for applying deep learning to protein-ligand interaction prediction 2024-03-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae145 PMID:38581420	研究论文	提出一种利用蛋白质-配体复合物几何信息预测对接姿态均方根偏差与结合强度的新型深度学习框架IGModel	通过在同一预测框架内同时输出具有直观物理意义的对接姿态偏差和结合亲和力分数，并引入几何特征编码的潜空间可视化与可解释性分析	NA	开发具有物理意义的高精度蛋白质-配体相互作用预测方法，推动药物设计领域发展	蛋白质-配体复合物的对接姿态和结合亲和力	机器学习	NA	分子对接	深度学习（DL）	蛋白质-配体复合物结构数据	包含CASF-2016基准测试集、PDBbind-CrossDocked-Core和DISCO等多类测试集	PyTorch	IGModel	均方根偏差、结合亲和力（pKd）预测精度、AUROC等	NA
45	2026-07-07	SPDesign: protein sequence designer based on structural sequence profile using ultrafast shape recognition 2024-03-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae146 PMID:38600663	研究论文	提出了一种基于结构序列图谱和超快形状识别的蛋白质序列设计方法SPDesign，显著优于现有方法	利用超快形状识别向量加速搜索类似蛋白质结构，并结合结构预训练知识与几何特征，通过增强图神经网络进行序列预测	NA	探索结构序列图谱在蛋白质序列设计中的应用，以提高设计准确率	蛋白质序列及其对应的三维骨架结构	机器学习	NA	蛋白质序列设计, 结构比对	增强图神经网络 (GNN)	蛋白质结构数据	CATH 4.2基准数据集，孤儿基准和从头设计基准	NA	增强图神经网络	序列恢复率	NA
46	2026-07-07	Improving drug response prediction via integrating gene relationships with deep learning 2024-03-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae153 PMID:38600666	研究论文	提出一种名为DIPK的深度学习框架，通过整合基因相互作用关系、基因表达谱和分子拓扑结构来提升药物反应预测的准确性和鲁棒性	采用自监督技术整合多种信息源（基因相互作用关系、表达谱和分子拓扑结构），首次将基因关系显式融入深度学习模型以提升药物反应预测效果，并扩展到单细胞RNA-seq数据分析	NA	通过深度学习整合基因关系信息，提高抗癌药物反应预测性能，助力个性化癌症治疗	癌细胞系的药物反应预测，包括已知和新型细胞及药物	机器学习	癌症	RNA-seq（含单细胞RNA-seq）	深度学习（自监督深度神经网络）	基因表达谱、分子拓扑结构、基因相互作用关系	NA	PyTorch	Deep neural network Integrating Prior Knowledge（DIPK）	accuracy, robustness (与现有方法比较)	NA
47	2026-07-07	DSNetax: a deep learning species annotation method based on a deep-shallow parallel framework 2024-03-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae157 PMID:38600668	研究论文	提出一种基于深度-浅层并行框架的深度学习物种分类方法DSNetax，用于微生物群落分析中的物种注释	结合深度-浅层并行网络结构提取16S rRNA基因序列的语义和细节特征，利用DNABERT模型生成词向量，实现更准确的属和种级别分类	未提及具体计算资源消耗或对长序列处理效率的详细比较，且依赖SILVA数据库的序列特征	解决现有微生物物种注释方法在准确性、时间和内存方面的限制，提供高效准确的分类方法	16S rRNA基因序列	自然语言处理, 机器学习	NA	16S rRNA基因测序	平行神经网络	基因序列	428,748条长度为1500碱基对的16S rRNA序列	PyTorch	DNABERT, DSNetax并行网络（包括深层和浅层模块）	准确率	NA
48	2026-07-07	Correction to: A new paradigm for applying deep learning to protein-ligand interaction prediction 2024-Mar-27, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae226 PMID:38701423	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
49	2026-07-07	Malignancy diagnosis of liver lesion in contrast enhanced ultrasound using an end-to-end method based on deep learning 2024-03-21, BMC medical imaging IF:2.9Q2 DOI:10.1186/s12880-024-01247-y PMID:38515044	研究论文	提出一种基于深度学习的端到端方法，用于超声造影中肝脏病变的恶性诊断	无需手动特征选择，直接利用CNN和LSTM从不同造影期相的CEUS动态序列中提取时空特征，实现端到端的恶性诊断	研究样本量相对有限（420例），且未探讨模型在不同设备和参数设置下的泛化能力	开发一种基于深度学习的端到端方法，提高超声造影中肝脏病变恶性诊断的准确性和客观性	超声造影中的局灶性肝脏病变（良性136例和恶性284例）	计算机视觉	肝癌	超声造影	CNN-LSTM	超声造影动态视频序列	420例局灶性肝脏病变（136例良性，284例恶性）	NA	二维卷积神经网络，长短期记忆网络，线性分类器（Sigmoid）	AUC	NA
50	2026-07-03	Deep learning-based whole-body characterization of prostate cancer lesions on [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/CT in patients with post-prostatectomy recurrence 2024-03, European journal of nuclear medicine and molecular imaging IF:8.6Q1 DOI:10.1007/s00259-023-06551-3 PMID:38049657	研究论文	基于深度学习的[68Ga]Ga-PSMA-11 PET/CT全身前列腺癌病灶特征提取方法研究	首次利用3D U-Net实现前列腺癌术后复发患者全身转移病灶的自动分割与检测，性能优于以往研究	NA（摘要未提及明显局限性）	评估三维卷积神经网络自动分割和检测前列腺癌术后复发患者全身转移病灶的性能	前列腺癌根治术后复发患者的转移病灶	计算机视觉	前列腺癌	PET/CT成像，68Ga-PSMA-11示踪剂	三维卷积神经网络（3D CNN），3D U-Net	医学影像（PET和CT数据）	116例前列腺癌转移患者（中心1：78例交叉验证+19例内部测试；中心2：19例外部测试）	NA	3D U-Net	Dice相似系数，召回率，精确率，F1分数，线性回归R²，Bland-Altman图	NA
51	2026-07-03	A novel deep learning-based method for automatic stereology of microglia cells from low magnification images 2024 Mar-Apr, Neurotoxicology and teratology IF:2.6Q3 DOI:10.1016/j.ntt.2024.107336 PMID:38402997	研究论文	提出一种基于深度学习的新方法，能从低倍显微图像自动进行小胶质细胞的体视学分析	结合深度学习分类与体视学方法，实现从低倍图像（20×）快速估计小胶质细胞总数，无需繁琐的人工计数	目前仅应用于小鼠脑组织Iba1免疫染色样本，需进一步验证在人脑和疾病模型中的适用性	开发高效、可重复的方法量化小胶质细胞数目和形态，以研究其与神经化学功能的关系	小胶质细胞	数字病理学	神经退行性疾病	免疫组化（Iba1染色）	深度学习模型	低倍显微图像（20×）	2个数据集，共39个小鼠脑组织	NA	NA	准确率>90%，重复性100%，效率提升60倍	NA
52	2026-06-30	Artificial intelligence in the diagnosis of glaucoma and neurodegenerative diseases 2024-03, Clinical & experimental optometry DOI:10.1080/08164622.2023.2235346 PMID:37674264	综述	对过去10年人工智能在青光眼和神经退行性疾病诊断中的应用进行综述	系统性评估了多种人工智能技术在视网膜成像数据分析中的性能，并比较了其与人类医生的诊断表现	现有模型在融入临床实践前仍有提升空间	评估人工智能在眼科和神经退行性疾病诊断中的应用现状与潜力	青光眼和神经退行性疾病患者	计算机视觉	青光眼, 神经退行性疾病	视网膜成像	机器学习, 深度学习	图像	NA	NA	NA	准确率, AUC	NA
53	2026-06-18	Heterogenous thinning of peripapillary tissues occurs early during high myopia development in juvenile tree shrews 2024-03, Experimental eye research IF:3.0Q1 DOI:10.1016/j.exer.2024.109824 PMID:38336167	研究论文	本研究调查幼年树鼩实验性高度近视发展过程中视盘周围组织的厚度变化	首次揭示了幼年树鼩高度近视早期视盘周围组织发生异质性变薄，且视网膜相对于脉络膜-视网膜色素上皮复合体和巩膜受到保护	仅使用树鼩作为模型，样本量较小，未探究长期组织变化	探究幼年树鼩实验性高度近视发展过程中视盘周围组织厚度变化及其与青光眼风险的关联	幼年树鼩的视盘周围组织，包括巩膜、脉络膜-视网膜色素上皮复合体、视网膜神经纤维层和剩余视网膜层	计算机视觉	高度近视	光学相干断层扫描（OCT），深度学习自动分割算法	深度学习模型	图像	6只正常视力树鼩和9只单眼-10D透镜治疗树鼩，共15只	NA	NA	NA	NA
54	2026-06-17	An extended bore length solid-state digital-BGO PET/CT system: design, preliminary experience, and performance characteristics 2024-03, European journal of nuclear medicine and molecular imaging IF:8.6Q1 DOI:10.1007/s00259-023-06514-8 PMID:38012446	研究论文	评估一款扩展轴向视野（32 cm）、基于BGO闪烁晶体与硅光电倍增管固态数字PET/CT系统的性能，包括符合NEMA和EARL标准的空间分辨率、灵敏度等参数	首次报告了32 cm轴向视野固态数字BGO-PET/CT系统（使用BGO晶体与硅光电倍增管）的全面性能特征，并验证其在高灵敏度和低剂量快速临床采集中的可行性	未明确提及局限性，但样本量小（仅3例患者）、未长期随访或对比其他PET系统、深度学习算法细节未详述	评估基于BGO晶体与硅光电倍增管的固态数字PET/CT系统（轴向视野32 cm）的性能特征	两台首次临床安装的PET/CT系统及3例患者（使用低剂量[18F]FDG、[68Ga]Ga-DOTA-TATE和[82Rb]RbCl）	计算机视觉	NA	PET/CT	深度学习对比增强算法	图像	2个临床安装站点、3例患者（低剂量示踪剂活性分别为2 MBq/kg、2.3 MBq/kg和14.5 MBq/kg）	NA	贝叶斯罚似然重建（BPL）、顺序子集期望最大化（OSEM）、滤波反投影（FBP）、对比增强深度学习算法	空间分辨率、散射分数、噪声等效计数率、灵敏度、计数率准确性、图像质量、能量分辨率	NA
55	2026-06-07	K-t PCA accelerated in-plane balanced steady-state free precession phase-contrast (PC-SSFP) for all-in-one diastolic function evaluation 2024-03, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.29897 PMID:37927206	研究论文	提出一种基于k-t PCA加速的平面内平衡稳态自由进动相位对比（PC-SSFP）MRI方法，用于一站式评估舒张功能	首次实现单次扫描同时测量舒张功能参数E、A和e'，结合平衡稳态自由进动对比和k-t主成分分析加速技术	仅在10名健康受试者中验证，缺乏在患者群体中的评估；未提及对心律失常等临床常见挑战的处理	开发一种基于MRI的一站式舒张功能评估方法	舒张功能相关的血液流速和组织运动参数	计算机视觉	心血管疾病	MRI相位对比成像	深度学习框架	图像	10名健康受试者	NA	NA	相关系数r	NA
56	2026-06-07	CEST and nuclear Overhauser enhancement imaging with deep learning-extrapolated semisolid magnetization transfer reference: Scan-rescan reproducibility and reliability studies 2024-03, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.29937 PMID:38009996	研究论文	提出一种基于深度学习的半固态磁化转移参考框架（DeepEMR），用于快速、可靠地估算磁化转移对比和化学交换饱和转移信号，并评估其可重复性和可靠性	开发了物理驱动的深度学习外推半固态磁化转移参考框架，通过少量高频偏移Z谱特征快速预测水直接饱和与磁化转移主导信号，相比传统拟合方法实现约190倍的计算效率提升	未提及明显局限性，可能需进一步验证在不同场强和病理类型中的泛化能力	提供快速、可靠的磁化转移对比和化学交换饱和转移信号估算方法，评估其扫描-重扫可重复性和可靠性	数值体模、健康志愿者（3T）和脑肿瘤患者	数字病理	脑肿瘤	磁共振成像（MRI）	神经网络	磁共振Z谱数据	健康志愿者和脑肿瘤患者（具体数量未说明）	NA	神经网络（具体架构未指定）	组内相关系数（ICC）、受试者间变异系数、受试者内变异系数、计算效率	NA
57	2026-06-07	Deep learning-assisted preclinical MR fingerprinting for sub-millimeter T1 and T2 mapping of entire macaque brain 2024-03, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.29905 PMID:37929695	研究论文	开发一种深度学习辅助的快速磁共振指纹成像框架，用于在临床前9.4T磁共振系统上对完整猕猴大脑进行亚毫米T1和T2映射	利用自注意力辅助残差U-Net抑制混叠引起的量化误差，并通过模拟图像进行网络训练，避免获取完全采样数据的困难	未明确指出	实现临床前高分辨率定量MRI的器官级快速成像	离体和在体猕猴大脑	机器学习	无特定疾病	磁共振指纹成像(MRF)	残差U-Net与自注意力机制	磁共振图像	未明确说明样本数量	PyTorch	Residual U-Net, Self-attention assisted Residual U-Net	无明确提及	9.4T临床前磁共振系统
58	2026-06-05	Deep learning for synovial volume segmentation of the first carpometacarpal joint in osteoarthritis patients 2024-Mar, Osteoarthritis imaging DOI:10.1016/j.ostima.2024.100176 PMID:42239528	研究论文	开发基于深度学习的自动分割方法，用于骨关节炎患者第一腕掌关节滑膜组织的3D超声图像	首次使用改进的2D U-Net自动分割骨关节炎患者第一腕掌关节滑膜组织体积，并实现了2D切片预测到3D曲面重建的转化	算法在3D分割重建后性能虽有提升但无统计学显著性差异	自动分割第一腕掌关节骨关节炎患者的滑膜组织体积以提高临床试验效率	第一腕掌关节骨关节炎患者的滑膜组织	计算机视觉	骨关节炎	3D超声成像	U-Net	图像	832张2D超声图像（来自89张3D超声图像）用于训练；208张2D超声图像（来自15张3D超声图像）用于测试	NA	改进的2D U-Net	平均3D Dice相似系数、召回率、精确率、体积百分比差异、平均表面距离、Hausdorff距离	NA
59	2026-05-30	THA-Net: A Deep Learning Solution for Next-Generation Templating and Patient-specific Surgical Execution 2024-03, The Journal of arthroplasty IF:3.4Q1 DOI:10.1016/j.arth.2023.08.063 PMID:37619804	研究论文	介绍THA-Net，一种深度学习修复算法，用于从术前骨盆X光片模拟术后全髋关节置换术X光片	提出了一种无需或可条件性选择植入物的深度学习修复算法，能生成高手术执行质量且无法区分真伪的合成术后X光片	算法在单一机构数据集上训练和验证，可能限制泛化性；需要进一步优化以实现个性化手术计划和增强现实技术	开发下一代全髋关节置换术模板工具，以生成高质量合成术后X光片，支持患者特定手术规划	全髋关节置换术的术前和术后骨盆X光片	计算机视觉	骨关节疾病	深度学习修复	THA-Net	图像	14,357名患者的356,305对X光片	NA	THA-Net	手术有效性（10点Likert量表）、真实性	NA
60	2026-05-24	Algorithmic detection of sleep-disordered breathing using respiratory signals: a systematic review 2024-03-21, Physiological measurement IF:2.3Q3 DOI:10.1088/1361-6579/ad2c13 PMID:38387048	综述	系统回顾2012至2022年间基于呼吸信号的睡眠呼吸障碍算法检测文献，涵盖信号来源、处理、特征提取、分类及应用	首次全面综述呼吸信号在睡眠呼吸障碍算法检测中的范围与性能，填补了该领域缺乏综合回顾的空白	单源呼吸信号用于低通气检测的灵敏度有限，最高仅73.34%	系统综述基于呼吸信号的睡眠呼吸障碍检测算法，为未来研究提供参考	睡眠呼吸障碍检测算法，涉及的呼吸信号包括鼻气流、口鼻气流、胸呼吸努力和腹呼吸努力	机器学习	心血管疾病，糖尿病，高血压	NA	阈值规则法，机器学习模型，深度学习模型	文本	初步筛选342篇论文，32项研究符合数据提取标准	NA	NA	准确率，灵敏度	NA