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
61	2025-10-06	A Pan-Cancer Patient-Derived Xenograft Histology Image Repository with Genomic and Pathologic Annotations Enables Deep Learning Analysis 2024-07-02, Cancer research IF:12.5Q1 DOI:10.1158/0008-5472.CAN-23-1349 PMID:39082680	研究论文	构建了一个包含基因组和病理学标注的泛癌种患者来源异种移植组织学图像库，用于深度学习分析	创建了首个大规模PDX H&E图像库，整合了基因组、转录组和病理学标注，并展示了三种深度学习应用	PDX模型使用免疫缺陷小鼠，可能无法完全模拟人类肿瘤微环境	建立用于数字病理学分析的PDX组织学图像资源库	患者来源异种移植(PDX)样本和配对亲本肿瘤样本	数字病理学	泛癌种	H&E染色，基因组测序，转录组测序	深度学习分类器，预测模型	组织学图像	超过1000个PDX和配对亲本肿瘤H&E图像	NA	NA	分类准确性，预测性能	NA
62	2025-10-06	A deep learning model of tumor cell architecture elucidates response and resistance to CDK4/6 inhibitors 2024-07, Nature cancer IF:23.5Q1 DOI:10.1038/s43018-024-00740-1 PMID:38443662	研究论文	构建可解释的深度学习模型解析CDK4/6抑制剂反应与耐药机制	基于癌症多蛋白组装参考图谱构建首个可解释深度学习模型，识别8个核心蛋白组装体整合90个基因的罕见和常见变异	模型主要基于细胞系数据，临床验证仍需进一步扩展	阐明CDK4/6抑制剂在乳腺癌治疗中的反应和耐药机制	乳腺癌细胞系、患者样本和患者来源异种移植模型	数字病理学	乳腺癌	CRISPR-Cas9基因编辑、多蛋白组装分析	深度学习	基因组数据、蛋白组装数据	涵盖90个基因的细胞系数据集	NA	NA	预测分层准确性	NA
63	2025-10-06	Quantification of Human Photoreceptor-Retinal Pigment Epithelium Macular Topography with Adaptive Optics-Optical Coherence Tomography 2024-Jul-15, Diagnostics (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/diagnostics14141518 PMID:39061655	研究论文	使用自适应光学-光学相干断层扫描技术量化活体人眼感光细胞-视网膜色素上皮复合体的黄斑地形图	首次结合FDML-AO-OCT成像技术和深度学习算法，在活体人眼中三维表征PR-RPE复合体的细胞级地形分布	样本量较小（11名健康志愿者），仅观察了黄斑颞侧区域	量化活体人眼感光细胞-视网膜色素上皮复合体的黄斑地形结构	健康志愿者的视网膜PR-RPE复合体	医学影像	视网膜疾病	自适应光学-光学相干断层扫描（AO-OCT），傅里叶域锁模激光（FDML）	深度学习	三维医学影像	11名健康志愿者	NA	NA	细胞密度、外节长度、PR/RPE比率	NA
64	2025-10-06	TUnA: an uncertainty-aware transformer model for sequence-based protein-protein interaction prediction 2024-Jul-25, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae359 PMID:39051117	研究论文	提出一种基于Transformer的不确定性感知模型TUnA，用于从序列数据预测蛋白质-蛋白质相互作用	首次将Transformer架构与谱归一化神经高斯过程结合，为未见过的蛋白质序列提供不确定性评估	未明确说明模型在跨物种或远缘蛋白质上的泛化能力	开发能够泛化到训练集外蛋白质并提供预测不确定性的蛋白质相互作用预测模型	蛋白质序列数据	生物信息学	NA	蛋白质序列嵌入	Transformer	序列数据	NA	NA	Transformer encoder, Spectral-normalized Neural Gaussian Process	假阳性率	NA
65	2025-10-06	Optimizing neurointerventional procedures: an algorithm for embolization coil detection and automated collimation to enable dose reduction 2024-Jul, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.11.4.044003 PMID:39035051	研究论文	开发用于检测神经介入手术中栓塞线圈并实现自动准直的算法，以优化图像质量并减少辐射剂量	首次成功检测栓塞线圈的方法，并将检测结果整合到X射线血管造影系统中实现自动准直	使用放大边界框，不需要真实标注与预测之间的完全重叠	优化神经介入手术流程，提高手术效率和安全性的同时减少患者辐射剂量	神经介入手术中的栓塞线圈	计算机视觉	神经血管疾病	X射线血管造影	Faster R-CNN, RetinaNet	医学图像	NA	NA	ResNet-50 FPN, RetinaNet	mAP@75	NA
66	2025-10-06	Deep Learning-Based Subject Independent Human Activity Recognition using Smart Lacelock Data 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/EMBC53108.2024.10781739 PMID:40039707	研究论文	使用智能鞋带锁设备数据进行基于深度学习的主体无关人类活动识别	引入配备IMU和称重传感器的智能鞋带锁设备，无需修改鞋子即可舒适佩戴，为人类活动识别提供新型传感器数据	仅使用8名参与者的数据，样本量较小	开发基于深度学习的人类活动识别方法	人类日常活动（行走、上楼梯、下楼梯）	机器学习	NA	惯性测量单元(IMU)、称重传感器	CNN	传感器数据	8名参与者	NA	三块CNN结构（卷积层、最大池化层、ReLU层、归一化层）	准确率	NA
67	2025-10-06	Deep Learning Enhanced Label-Free Action Potential Detection Using Plasmonic-Based Electrochemical Impedance Microscopy 2024-07-16, Analytical chemistry IF:6.7Q1 DOI:10.1021/acs.analchem.4c01179 PMID:38953225	研究论文	本研究利用深度学习技术提升基于等离子体电化学阻抗显微镜的无标记动作电位检测性能	首次将长短期记忆循环神经网络应用于P-EIM信号处理，实现单周期刺激动作电位检测	研究未提及模型在其他神经元类型或实验条件下的泛化能力	提高等离子体电化学阻抗显微镜检测神经元电信号的可用性	神经元细胞的动作电位信号	机器学习	NA	等离子体电化学阻抗显微镜	LSTM	电信号	NA	NA	LSTM	AUC	NA
68	2025-10-06	Greater benefits of deep learning-based computer-aided detection systems for finding small signals in 3D volumetric medical images 2024-Jul, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.11.4.045501 PMID:38988989	研究论文	本研究评估基于卷积神经网络的计算机辅助检测系统在三维医学影像中对小信号检测性能的提升效果	首次系统比较深度学习CADe系统在3D与2D医学影像搜索中对不同尺寸信号检测效果的差异，并揭示眼动探索行为与系统效益的关联性	研究使用数字乳腺断层合成体模而非真实患者数据，样本量相对有限（16名非专家观察者）	评估基于深度学习的计算机辅助检测系统在三维医学影像中提升小信号检测准确性的效果	数字乳腺断层合成体模中的微钙化小信号和较大肿块信号	计算机视觉	乳腺癌	数字乳腺断层合成成像	CNN	3D volumetric medical images, 2D cross-sectional images	16名非专家观察者，数字乳腺断层合成体模数据	NA	NA	AUC, ROC曲线下面积变化	NA
69	2025-10-06	Examining feature extraction and classification modules in machine learning for diagnosis of low-dose computed tomographic screening-detected in vivo lesions 2024-Jul, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.11.4.044501 PMID:38993628	研究论文	本研究比较了三种特征提取方法和两种分类模块在低剂量CT筛查发现的肺结节和结直肠息肉病变诊断中的性能	首次系统比较了传统图像纹理特征、深度学习抽象特征和组织-能量特异性特征在医学影像诊断中的性能，并发现组织-能量特异性特征提取能显著提升诊断性能	研究仅针对低剂量CT筛查发现的特定类型病变，结果可能不适用于其他影像模态或病变类型	评估医学影像机器学习中特征提取和分类模块对病变恶性程度预测的个体性能	低剂量CT筛查发现的肺结节和结直肠息肉病变	医学影像分析	肺结节,结直肠息肉	低剂量计算机断层扫描(CT)	CNN,随机森林	医学影像	三个病变图像数据集	NA	CNN	AUC	NA
70	2025-10-06	Projected pooling loss for red nucleus segmentation with soft topology constraints 2024-Jul, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.11.4.044002 PMID:38988992	研究论文	提出一种基于投影池化的损失函数，用于在医学图像分割中引入软拓扑约束	通过投影和最大池化操作引入软拓扑约束，避免分割过程中小结构被丢弃	未明确说明训练集的具体规模和计算资源限制	解决小训练集下的医学图像分割问题并减少解剖结构异常分割	红核（red nucleus）以及心脏、脾脏和海马体	医学图像分割	帕金森综合征	定量磁化率成像（QSM）	深度学习分割模型	医学图像	NA	NA	NA	Dice系数	NA
71	2025-10-06	Lung vessel connectivity map as anatomical prior knowledge for deep learning-based lung lobe segmentation 2024-Jul, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.11.4.044001 PMID:38988990	研究论文	本研究探索将肺血管连通性图谱作为解剖先验知识融入深度学习模型以提升肺叶分割性能	首次提出将肺血管连通性图谱作为解剖先验知识融入深度学习框架，用于指导肺叶分割	改进效果存在局限性，需要进一步探索其实际应用价值	开发结合解剖先验知识的自动化肺叶分割方法	胸部CT扫描中的肺叶分割	数字病理	COVID-19	CT扫描	U-Net	CT图像	10例COVID-19病例	nnU-Net	U-Net, 多任务U-Net, 级联U-Net	分割准确度	NA
72	2025-10-06	Unwrapping non-locality in the image transmission through turbid media 2024-Jul-15, Optics express IF:3.2Q2 DOI:10.1364/OE.521581 PMID:39538508	研究论文	本研究开发了一种全局注意力机制来解决浑浊介质中图像传输的挑战，显著提升了重建性能	提出了基于光传播物理原理的全局注意力机制，有效捕捉像素间的长程依赖关系，实现两个数量级的性能提升	未明确说明方法在极端浑浊条件下的表现和计算效率	解决浑浊介质中高保真图像传输的挑战	通过浑浊介质传输的图像	计算机视觉	NA	光学成像，深度学习	深度学习网络	图像	NA	NA	全局注意力机制	重建保真度，像素级重建精度	NA
73	2025-10-06	An explainable long short-term memory network for surgical site infection identification 2024-07, Surgery IF:3.2Q1 DOI:10.1016/j.surg.2024.03.006 PMID:38616153	研究论文	提出一种可解释的长短期记忆网络模型用于从电子健康记录中识别手术部位感染	在LSTM模型中引入注意力机制增强模型的可解释性，相比传统机器学习方法在敏感度方面有显著提升	数据来源于单一医疗系统，可能影响模型的泛化能力	开发自动化的手术部位感染监测系统以减少人工图表审查的工作量	犹他大学医疗系统2016年1月至2021年6月的9,185例手术事件	自然语言处理	手术部位感染	电子健康记录分析	LSTM	结构化数据和临床笔记	9,185例手术事件，其中4.7%存在手术部位感染	NA	长短期记忆网络（LSTM）	AUC, 敏感度	NA
74	2025-10-06	A reliable deep-learning-based method for alveolar bone quantification using a murine model of periodontitis and micro-computed tomography imaging 2024-07, Journal of dentistry IF:4.8Q1 DOI:10.1016/j.jdent.2024.105057 PMID:38729290	研究论文	开发基于深度学习的自动分割模型，用于小鼠牙周炎模型中牙槽骨的微计算机断层扫描图像分析	创建了基于U-Net的3D深度学习模型，能够自动从µCT数据中分割牙槽骨并排除牙齿干扰，准确率超过98%	研究仅使用小鼠模型，未在人类样本中验证	开发人工智能辅助的牙槽骨自动分析工具，使研究人员无需机器学习背景即可轻松分析牙槽骨	小鼠牙周炎模型的牙槽骨	数字病理	牙周炎	微计算机断层扫描成像	深度学习	3D医学图像	小鼠上颌骨样本（4、7、9、14天时间点）	Dragonfly	U-Net	准确率	µCT扫描仪（µCT-45, Scanco）
75	2025-10-06	Neural network dose prediction for cervical brachytherapy: Overcoming data scarcity for applicator-specific models 2024-Jul, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.17230 PMID:38814165	研究论文	本研究比较了三种神经网络训练方法在宫颈癌近距离放疗剂量预测中的性能，以解决不同施源器数据稀缺的挑战	针对宫颈癌近距离放疗中多种施源器数据稀缺的问题，提出了结合所有施源器数据训练统一模型并进行微调的方法	研究仅针对四种特定施源器类型，且数据量仍相对有限	比较不同神经网络训练方法在宫颈癌近距离放疗剂量预测中的性能，确定最优方法	宫颈癌近距离放疗治疗计划	医学影像分析	宫颈癌	近距离放疗	深度学习	3D医学影像数据	859个治疗计划，来自266名宫颈癌患者	NA	Cascade U-Net	平均误差, 平均绝对误差, 伽马分析通过率, Dice相似系数	NA
76	2025-10-06	3D Single Vessel Fractional Moving Blood Volume (3D-svFMBV): Fully Automated Tissue Perfusion Estimation Using Ultrasound 2024-07, IEEE transactions on medical imaging IF:8.9Q1 DOI:10.1109/TMI.2024.3376668 PMID:38478454	研究论文	提出一种结合图像处理、数值建模和深度学习的全自动三维单血管分数移动血容量方法，用于超声组织灌注评估	首次实现完全自动化的3D-svFMBV计算，通过将PD信号映射到单一大血管内的特征强度剖面来定义标准化值，无需数学校正背景信号	仅在合成图像和143例早期胎盘超声数据上进行了验证，需要更多临床数据进一步验证	开发准确稳健的组织灌注评估方法	胎盘组织灌注	医学影像分析	先兆子痫	功率多普勒超声	深度学习	三维超声图像	143例早期胎盘超声体积数据	NA	NA	标准化值预测准确性，先兆子痫预测能力	NA
77	2025-10-06	Mixed Supervision of Histopathology Improves Prostate Cancer Classification From MRI 2024-07, IEEE transactions on medical imaging IF:8.9Q1 DOI:10.1109/TMI.2024.3382909 PMID:38547000	研究论文	提出一种基于混合监督学习的深度学习方法来从MRI图像预测临床显著性前列腺癌	采用基于分布的回归而非基于值的回归，能够利用传统深度学习方法忽略的病理学发现	与基于图像的分割方法的一致性有所降低	提高从MRI图像进行前列腺癌分类的准确性	前列腺癌患者	数字病理学	前列腺癌	多参数前列腺MRI	深度学习	医学影像	973例多参数前列腺MRI检查（测试集198例）	NA	深度网络	平衡准确率, AUC	NA
78	2025-10-06	Deep learning reveals lung shape differences on baseline chest CT between mild and severe COVID-19: A multi-site retrospective study 2024-07, Computers in biology and medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.compbiomed.2024.108643 PMID:38815485	研究论文	本研究通过深度学习分析基线胸部CT图像，揭示不同严重程度COVID-19患者的肺部形态差异	首次在大规模多中心数据集上结合机器学习与统计图谱方法，发现COVID-19严重程度与肺部特定区域形态变化的关联	回顾性研究设计，未包含纵向随访数据	探索COVID-19患者肺部形态变化与疾病严重程度的关联	COVID-19患者（轻症与重症）及健康对照人群	医学影像分析	COVID-19	胸部CT成像	3D CNN	3D医学影像（胸部CT）	3443例多机构样本（健康组、轻症COVID-19组、重症COVID-19组）	NA	3D ResNet	NA	NA
79	2025-10-06	Self-Supervised Learning Improves Accuracy and Data Efficiency for IMU-Based Ground Reaction Force Estimation 2024-07, IEEE transactions on bio-medical engineering DOI:10.1109/TBME.2024.3361888 PMID:38315597	研究论文	本研究通过自监督学习提高基于IMU的地面反作用力估计的准确性和数据效率	首次将自监督学习技术应用于IMU数据预训练，显著减少对标记GRF数据的需求	研究仅针对三种特定运动任务（平地行走、跑步机行走和落地动作）进行验证	提高惯性测量单元(IMU)驱动动力学评估的准确性和数据效率	基于IMU的地面反作用力(GRF)估计	机器学习	NA	自监督学习	Transformer	IMU传感器数据	三个预训练数据集（真实IMU数据、合成IMU数据及其组合）	NA	Transformer	3轴GRF估计准确度	NA
80	2025-10-06	Deceptive learning in histopathology 2024-Jul, Histopathology IF:3.9Q1 DOI:10.1111/his.15180 PMID:38556922	研究论文	系统评估深度学习模型在组织病理学分析中的可信度与欺骗性学习策略	首次系统分析深度学习模型在组织病理学中的视觉策略可信度，提出模型评估与解释框架	仅使用221张全切片图像，模型在激光捕获显微切割挑战测试集上泛化能力不足	评估深度学习模型在组织病理学分析中的可信度和学习策略	肺腺癌患者的全切片图像	数字病理	肺癌	全切片成像，激光捕获显微切割	深度神经网络	图像	221张全切片图像	NA	NA	NA	NA