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
1	2026-04-03	The Effect of Noise on Deep Learning for Classification of Pathological Voice 2024-08, The Laryngoscope DOI:10.1002/lary.31303 PMID:38280184	研究论文	本研究评估了背景噪声对基于深度学习评估语音障碍GRBAS量表模型性能的影响	通过向测试样本添加不同强度的高斯噪声，系统评估了1D CNN模型在噪声环境下的鲁棒性	使用单一数据集且无比较对照组，属于OCEBM指南中的4级证据（病例系列研究）	评估背景噪声在机器学习模型评估语音障碍GRBAS量表中的重要性	1406个语音样本	数字病理学	语音障碍	NA	CNN	语音	1406个语音样本	TensorFlow	5层1D卷积神经网络	准确率, F1分数, 二次加权Cohen's kappa分数	NA
2	2026-04-03	Optical Coherence Tomography Versus Optic Disc Photo Assessment in Glaucoma Screening 2024-08-01, Journal of glaucoma IF:2.0Q2 DOI:10.1097/IJG.0000000000002392 PMID:38546240	综述	本文综述了光学相干断层扫描（OCT）和视盘照相在青光眼筛查中的优势与局限性	探讨了人工智能和深度学习模型在提升视盘照相诊断准确性方面的潜力，并提出了结合OCT客观数据训练AI模型的新方向	AI模型的有效性依赖于训练数据质量，使用主观分级数据可能将人类评估的局限性引入系统，导致潜在不准确性	评估OCT和视盘照相在青光眼筛查中的准确性、可行性、成本效益及技术进展	青光眼筛查方法	医学影像分析	青光眼	光学相干断层扫描（OCT）、视盘照相	深度学习模型	图像	NA	NA	NA	阳性预测值（PPV）	NA
3	2026-03-31	Visceral and Subcutaneous Abdominal Fat Predict Brain Volume Loss at Midlife in 10,001 Individuals 2024-08-01, Aging and disease IF:7.0Q1 DOI:10.14336/AD.2023.0820 PMID:37728587	研究论文	本研究通过深度学习分析10,001名健康个体的腹部脂肪与脑体积关系，发现内脏和皮下脂肪可预测中年脑体积损失	首次在大规模人群（10,001人）中系统量化内脏/皮下脂肪与多脑区体积的关联，并揭示脂肪分布对脑健康的年龄特异性影响	横断面研究无法确定因果关系，仅使用1.5T MRI可能限制空间分辨率，未考虑饮食/运动等混杂因素	探究腹部脂肪类型与脑体积损失的关联及其作为脑健康可调控因素的潜力	10,001名健康参与者（52.8%男性，47.2%女性），平均年龄52.9±13.1岁	数字病理学	老年疾病	MRI成像	深度学习	医学影像	10,001名参与者	FastSurfer	NA	相关系数(r值), p值, 比值比(OR)	NA
4	2026-03-30	Deep learning large-scale drug discovery and repurposing 2024-08, Nature computational science IF:12.0Q1 DOI:10.1038/s43588-024-00679-4 PMID:39169261	研究论文	本文提出了一种基于线粒体表型变化进行药物作用机制识别的方法，并开发了名为MitoReID的深度学习模型	利用时间分辨的线粒体成像数据，首次将重识别框架应用于药物作用机制识别，为大规模药物发现和再利用提供了自动化、低成本的新途径	模型仅基于线粒体表型变化进行识别，可能无法覆盖所有药物作用机制；测试集仅包含6种未训练药物的验证	开发一种自动化、高通量的药物作用机制识别方法，以加速大规模药物发现和再利用	美国食品药品监督管理局批准的1,068种药物及其处理的细胞	计算机视觉	NA	时间分辨线粒体成像	CNN	图像	570,096张单细胞图像，覆盖1,068种药物	NA	Inflated 3D ResNet	Rank-1准确率, 平均精度均值	NA
5	2026-03-21	Conserved cysteine residues in Kaposi's sarcoma herpesvirus ORF34 are necessary for viral production and viral pre-initiation complex formation 2024-08-20, Journal of virology IF:4.0Q2 DOI:10.1128/jvi.01000-24 PMID:39078391	研究论文	本研究通过深度学习辅助的结构模型揭示了卡波西肉瘤疱疹病毒ORF34中保守的半胱氨酸残基对病毒前起始复合体形成和病毒生产的关键作用	利用深度学习算法辅助构建ORF34结构模型，首次系统鉴定并验证了四个保守半胱氨酸残基在vPIC组装中的金属离子捕获功能	研究主要基于体外细胞实验，尚未在动物模型中验证这些突变体的体内影响；金属离子结合的具体机制仍需进一步生化验证	阐明KSHV ORF34蛋白在病毒前起始复合体中的具体作用机制及其对病毒晚期基因表达的调控功能	卡波西肉瘤疱疹病毒（KSHV）的ORF34蛋白及其保守氨基酸残基	计算生物学	卡波西肉瘤	深度学习辅助结构建模、丙氨酸扫描突变、病毒-细菌人工染色体（BAC）系统	深度学习算法	蛋白质序列与结构数据	NA	NA	NA	病毒产量恢复效率、蛋白质相互作用强度	NA
6	2026-03-19	SASAN: ground truth for the effective segmentation and classification of skin cancer using biopsy images 2024-08-01, Diagnosis (Berlin, Germany) DOI:10.1515/dx-2024-0012 PMID:38487874	研究论文	本研究提出了一种基于活检图像的皮肤癌诊断方法，通过引入SASAN分割数据集来提取感兴趣区域（ROI），以提升分类模型在复杂皮肤癌病例上的性能	针对现有数据集多关注平坦皮肤表面而忽略器官或邻近病变等复杂病例的不足，提出了SASAN分割数据集，专注于基于ROI提取的分类方法，使模型能聚焦关键区域并忽略噪声特征	未明确说明SASAN数据集的具体样本规模及噪声特征的详细定义，且未与其他公开数据集进行广泛对比验证	开发一种自动化皮肤癌诊断系统，通过改进数据集和分割方法提升复杂病例的诊断准确性	皮肤癌活检图像，特别是器官或邻近病变等复杂病例	计算机视觉	皮肤癌	活检图像分析	深度学习分割模型	图像	NA	NA	UNet, LinkNet, PSPNet, FPN	NA	NA
7	2026-03-18	EPInformer: a scalable deep learning framework for gene expression prediction by integrating promoter-enhancer sequences with multimodal epigenomic data 2024-Aug-01, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.08.01.606099 PMID:39131276	研究论文	提出EPInformer，一种可扩展的深度学习框架，通过整合启动子-增强子序列与多模态表观基因组数据来预测基因表达	整合启动子-增强子相互作用、序列、表观基因组信号和染色质接触，以捕获远端调控元件（如增强子）的调控效应，提高预测准确性	未明确提及具体局限性	开发一个可扩展的深度学习框架，用于预测基因表达，以解决现有方法在捕获远端调控元件和资源需求方面的不足	基因表达预测，涉及启动子-增强子序列、表观基因组数据和染色质接触	机器学习	NA	深度学习，整合多模态表观基因组数据	深度学习框架	DNA序列，表观基因组信号，染色质接触数据	NA	未指定	EPInformer	在交叉染色体验证中优于现有模型，准确重现CRISPR扰动实验验证的增强子-基因相互作用	未明确指定
8	2026-03-15	Dissecting the regulatory logic of specification and differentiation during vertebrate embryogenesis 2024-Aug-27, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.08.27.609971 PMID:39253514	研究论文	本研究通过构建斑马鱼早期胚胎发生的单细胞多组学图谱，结合深度学习模型，揭示了转录因子与染色质可及性在细胞类型分化中的调控逻辑，并发现了即时分化这一新机制	发现了Nanog在启动中内胚层基因增强子可及性中的新功能，并描述了跳过中间命运转变的即时分化过程	研究主要基于斑马鱼模型，结果在哺乳动物中的普适性有待验证	系统解析脊椎动物胚胎发生过程中细胞类型分化的基因调控逻辑	斑马鱼早期胚胎	计算生物学	NA	单细胞RNA表达与染色质可及性测序	深度学习模型	DNA序列、RNA表达数据、染色质可及性数据	NA	NA	NA	NA	NA
9	2026-03-14	Deep learning-based automated liver contouring using a small sample of radiotherapy planning computed tomography images 2024-08, Radiography (London, England : 1995) DOI:10.1016/j.radi.2024.08.005 PMID:39179459	研究论文	本研究探讨了使用少量放疗计划CT图像进行深度学习自动肝脏轮廓勾画的可行性	首次研究基于深度学习的肝脏轮廓勾画所需的最小数据量，并采用改进的注意力U-Net和残差U-Net网络在有限数据下实现高精度分割	未明确说明具体预处理方法的详细参数或网络修改的具体细节，且外部数据集数量可能有限	研究使用有限数据实现自动肝脏轮廓勾画的可行性，并评估模型的泛化能力	放疗计划CT图像中的肝脏区域	数字病理	NA	CT成像	深度学习	图像	62个训练案例，外加两个未见外部数据集	NA	改进的注意力U-Net, 改进的残差U-Net	Dice相似系数, 平均Hausdorff距离	NA
10	2026-03-13	Unsupervised Segmentation of 3D Microvascular Photoacoustic Images Using Deep Generative Learning 2024-08, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) DOI:10.1002/advs.202402195 PMID:38923324	研究论文	本文提出了一种无监督的深度学习模型VAN-GAN，用于从3D光声图像中分割血管网络，无需人工标注数据	引入了一种无监督的图像到图像转换深度学习模型VAN-GAN，该模型在训练中整合了合成血管网络，并学习复制PAI系统的物理原理，从而减少对人工标注的依赖	与监督方法U-Net相比，F1分数略低（0.84 vs 0.87），可能在某些复杂血管结构上存在分割精度限制	开发一种无监督方法，用于从3D光声图像中准确分割血管网络，以促进血管结构和功能的临床前与临床研究	3D微血管光声图像，包括计算机模拟、体外实验、体内数据、患者来源的乳腺癌异种移植模型和3D临床血管造影	计算机视觉	乳腺癌	光声成像	GAN	3D图像	多样化的计算机模拟、体外和体内数据，包括患者来源的乳腺癌异种移植模型和3D临床血管造影	NA	VAN-GAN	F1分数	NA
11	2026-03-13	Non-Invasive Detection of Early-Stage Fatty Liver Disease via an On-Skin Impedance Sensor and Attention-Based Deep Learning 2024-08, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) DOI:10.1002/advs.202400596 PMID:38887178	研究论文	本研究开发了一种用于早期非酒精性脂肪肝病（NAFLD）检测的软性皮肤传感器，并结合注意力深度学习算法，实现了高精度的非侵入式诊断	创新点包括合成铂纳米颗粒和还原石墨烯量子点以降低电极-皮肤接触阻抗，以及引入注意力深度学习算法来区分早期NAFLD的阻抗信号	研究目前仅在小鼠模型中进行，尚未在人类临床环境中验证	开发一种非侵入、成本效益高的早期NAFLD检测方法	高脂饮食喂养的低密度脂蛋白受体敲除（Ldlr）小鼠与健康对照组	机器学习	非酒精性脂肪肝病	皮肤阻抗传感	注意力深度学习	阻抗信号	高脂饮食喂养的Ldlr小鼠与健康对照组	NA	NA	准确率, AUC	NA
12	2026-03-13	Deep Batch Integration and Denoise of Single-Cell RNA-Seq Data 2024-08, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) DOI:10.1002/advs.202308934 PMID:38778573	研究论文	本文介绍了一种名为DeepBID的新型深度学习方法，用于同时进行单细胞RNA测序数据的批次效应校正、非线性降维、嵌入和细胞聚类	DeepBID采用基于负二项分布的自编码器与双重Kullback-Leibler散度损失函数，通过迭代聚类在一致的低维潜在空间中对齐不同批次的细胞点，从而逐步消除批次效应	NA	开发一种高效且有利于下游分析的scRNA-seq数据集成与去噪方法	来自不同实验室或scRNA-seq协议的单细胞转录组数据集	机器学习	阿尔茨海默病	单细胞RNA测序	自编码器	单细胞转录组数据	NA	NA	基于负二项分布的自编码器	聚类准确性	NA
13	2026-03-05	Detailed delineation of the fetal brain in diffusion MRI via multi-task learning 2024-Aug-30, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.08.29.609697 PMID:39257731	研究论文	本文开发并验证了一个统一的计算框架，用于胎儿脑部扩散磁共振成像数据的多任务分析，包括组织分割、白质束分割和脑区划分	提出了一种多任务深度学习方法来同时执行胎儿脑部扩散磁共振成像数据的组织分割、白质束分割和脑区划分，解决了现有自动化方法缺失的问题	未明确提及，但可能包括数据质量低、脑部发育快速带来的挑战，以及标注数据的有限性	开发可靠的计算方法来分析胎儿脑部扩散磁共振成像数据，以促进胎儿神经影像学领域的发展	胎儿脑部扩散磁共振成像数据	医学影像分析	NA	扩散磁共振成像	深度学习	磁共振图像	97个胎儿脑部	NA	NA	Dice相似系数	NA
14	2026-03-02	Deep learning enables accurate soft tissue tendon deformation estimation in vivo via ultrasound imaging 2024-08-08, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-68875-w PMID:39117664	研究论文	本文提出了一种名为StrainNet的新型深度学习方法，用于通过超声成像在体内准确估计软组织肌腱的变形	开发了StrainNet，一种专门针对体内超声图像序列设计的深度学习模型，通过结合图像伪影的训练数据集，在挑战性体内环境中实现高性能变形估计，相比传统方法性能提升近90%	研究主要针对人类屈肌腱，可能未涵盖其他组织类型；模型训练依赖于人工生成的图像序列，可能无法完全模拟所有体内复杂情况	开发一种能够准确测量体内组织变形的图像分析方法，以评估组织健康和疾病进展	人类屈肌腱	计算机视觉	NA	高频超声成像	深度学习模型	图像序列	NA	NA	StrainNet	NA	NA
15	2026-03-02	Current genomic deep learning models display decreased performance in cell type-specific accessible regions 2024-Aug-01, Genome biology IF:10.1Q1 DOI:10.1186/s13059-024-03335-2 PMID:39090688	研究论文	本文评估了基因组深度学习模型在细胞类型特异性染色质可及性区域的性能表现	揭示了基因组深度学习模型在细胞类型特异性可及区域的性能下降，并提出通过单任务学习或高容量多任务模型来提升性能的新策略	未详细说明模型在变异效应预测方面的改进策略，且性能提升方法可能受限于特定组织类型	评估基因组深度学习模型在不同细胞类型特异性染色质可及性区域的预测准确性	基因组深度学习模型（如Enformer和Sei）及其在染色质可及性预测中的应用	机器学习	NA	染色质可及性预测	深度学习模型	DNA序列数据	NA	NA	Enformer, Sei	准确性	NA
16	2026-03-01	CREMP: Conformer-rotamer ensembles of macrocyclic peptides for machine learning 2024-08-09, Scientific data IF:5.8Q1 DOI:10.1038/s41597-024-03698-y PMID:39122750	研究论文	本文介绍了CREMP数据集，一个用于机器学习模型开发和评估的宏环肽构象集合资源	首次创建了一个包含大量宏环肽高质量结构集合的数据集，结合了构象采样和半经验DFT计算能量注释	未提及具体机器学习模型的性能评估或比较，数据集可能受限于采样方法和计算精度	开发一个资源以加速宏环肽的机器学习模型研究，支持理性设计和优化	宏环肽的构象集合	机器学习	NA	半经验扩展紧束缚DFT计算	NA	结构数据	36,198个独特宏环肽，包含近31.3百万个独特几何结构，以及3,258个具有被动渗透性数据的宏环肽	NA	NA	NA	NA
17	2026-02-28	Foundation model of neural activity predicts response to new stimulus types and anatomy 2024-Aug-31, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.03.21.533548 PMID:36993435	研究论文	本文通过收集大量小鼠视觉皮层神经活动数据，训练了一个基础模型，能够准确预测神经元对任意自然视频的响应，并展示了其在跨小鼠、跨刺激域以及预测解剖学特征方面的泛化能力	首次将基础模型范式应用于神经活动预测，实现了对新型刺激类型和解剖学特征的跨域泛化预测	模型主要基于视觉皮层数据，尚未验证在其他脑区或更复杂认知任务中的泛化能力	构建能够泛化预测神经活动和解剖学特征的基础脑模型	小鼠视觉皮层的神经活动数据	机器学习	NA	神经活动记录	基础模型	神经活动时间序列数据	来自多只小鼠的大量神经活动数据	NA	NA	预测准确性	NA
18	2026-02-20	Application of Artificial Intelligence in rehabilitation science: A scientometric investigation Utilizing Citespace 2024-08, SLAS technology IF:2.5Q3 DOI:10.1016/j.slast.2024.100162 PMID:38971228	研究论文	本研究利用Citespace工具对2002年至2022年间康复科学与人工智能交叉领域的研究进行了科学计量分析	首次运用Citespace对康复科学与人工智能交叉领域进行长达二十年的科学计量分析，识别了九个热点主题、研究前沿及知识基础的演变	分析仅基于Web of Science数据库，可能未涵盖所有相关文献；研究为回顾性分析，未涉及具体技术应用验证	探究人工智能在康复科学领域的应用趋势、研究热点及知识结构演变	Web of Science数据库中2002-2022年康复科学与人工智能交叉领域的学术文献	机器学习	NA	科学计量分析，文献挖掘	NA	文献元数据，文本	2002年至2022年Web of Science数据库中的相关出版物	Citespace	NA	NA	NA
19	2026-02-20	Bio-inspired deep learning-personalized ensemble Alzheimer's diagnosis model for mental well-being 2024-08, SLAS technology IF:2.5Q3 DOI:10.1016/j.slast.2024.100161 PMID:38901762	研究论文	本文提出了一种个性化动态集成卷积神经网络（PDECNN），用于阿尔茨海默病的诊断，该模型能够根据输入样本的独特性构建特定的集成策略	模型能够根据样本脑区退化的差异动态调整感兴趣区域，并基于注意力机制评估特定脑区的退化程度，从而选择并集成脑区特征，实现了针对个体样本的个性化诊断	NA	开发一种能够考虑样本间个性化差异的阿尔茨海默病诊断模型	阿尔茨海默病患者	数字病理学	阿尔茨海默病	NA	CNN	图像	NA	NA	个性化动态集成卷积神经网络（PDECNN）	分类准确率	NA
20	2026-02-20	Systematic training of table tennis players' physical performance based on artificial intelligence technology and data fusion of sensing devices 2024-08, SLAS technology IF:2.5Q3 DOI:10.1016/j.slast.2024.100151 PMID:38796032	研究论文	本研究结合人工智能技术和传感设备数据融合，系统训练乒乓球运动员的身体表现，提升技术动作识别准确率至98.88%	将人工智能物理训练模型与深度学习、卷积神经网络结合，实现智能摄像、多角度播放和3D场景再现功能，增强比赛信息呈现	未明确说明样本规模、数据具体来源或模型泛化能力，可能局限于特定训练环境	通过人工智能技术优化乒乓球运动员的身体训练，提高技术动作识别准确性和观赛体验	乒乓球运动员的身体表现和技术动作	计算机视觉	NA	深度学习, 卷积神经网络	CNN	视频	NA	NA	NA	准确率	NA