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	2026-05-04	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
42	2026-05-03	An Integral R-Banded Karyotype Analysis System of Bone Marrow Metaphases Based on Deep Learning 2024-08-01, Archives of pathology & laboratory medicine IF:3.7Q1 DOI:10.5858/arpa.2022-0533-OA PMID:37931220	研究论文	基于深度学习开发了一整套R显带骨髓中期染色体核型分析系统	首次将深度学习应用于R显带骨髓中期染色体核型分析的完整流程，包括去噪、分割、分类和极性识别四个关键步骤	全文未提及局限性	评估深度学习模型和整个核型分析系统在R显带骨髓中期染色体检测中的性能	R显带正常骨髓中期染色体	计算机视觉、数字病理学	血液系统肿瘤	深度学习	CNN	图像	4442组R显带正常骨髓中期染色体及核型图像，测试集含885张中期染色体图像	NA	NA	IoU、Dice相似系数、准确率	NA
43	2026-05-02	Deep Learning Reconstruction of Accelerated MRI: False-Positive Cartilage Delamination Inserted in MRI Arthrography Under Traction 2024-Aug-01, Topics in magnetic resonance imaging : TMRI DOI:10.1097/RMR.0000000000000313 PMID:39016321	病例报告	通过深度学习重建加速MRI中出现的假阳性软骨分层案例	首次报告深度学习重建加速MRI在髋关节牵引下关节造影中产生假阳性软骨分层的现象	仅基于单个病例，未进行系统性测试，且未深入分析训练数据偏差的影响	指出深度学习重建技术在临床应用中的潜在假阳性风险	30岁健康男性患者的右髋关节	计算机视觉	软骨病变	MRI加速成像	深度学习重建模型	图像	1例患者	NA	NA	假阳性率	NA
44	2024-08-07	FasterRib: A deep learning algorithm to automate identification and characterization of rib fractures on chest computed tomography scans: Erratum 2024-08-01, The journal of trauma and acute care surgery IF:2.9Q1 DOI:10.1097/TA.0000000000004427 PMID:38996424	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
45	2026-05-02	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	提出可扩展深度学习框架EPInformer，通过整合启动子-增强子序列与多模态表观基因组数据预测基因表达	集成启动子-增强子相互作用、序列、表观基因组信号和染色质接触信息，在跨染色体验证中超越现有模型，并能通过CRISPR扰动实验验证增强子-基因相互作用	现有方法无法捕捉增强子等远端元件的调控效应导致预测精度受限，且需要大量资源进行训练或适应新数据	开发可扩展的深度学习框架用于基因表达预测	基因表达预测中的启动子-增强子相互作用、表观基因组信号和染色质接触	机器学习	NA	深度学习	EPInformer框架	序列数据、表观基因组信号、染色质接触数据	NA	PyTorch	EPInformer	跨染色体验证准确性、CRISPR扰动验证准确性	NA
46	2026-04-29	UNSEG: unsupervised segmentation of cells and their nuclei in complex tissue samples 2024-08-30, Communications biology IF:5.2Q1 DOI:10.1038/s42003-024-06714-4 PMID:39215205	研究论文	提出一种无监督分割方法UNSEG，用于在复杂组织样本中分割细胞及其细胞核	无需训练数据即可达到深度学习水平的分割性能，通过利用贝叶斯框架和细胞核与细胞膜标记实现	未明确提及局限	实现复杂组织微环境中细胞及其亚细胞区室的准确、无监督分割	细胞及其亚细胞区室（细胞核、细胞质）	数字病理学	NA	多重成像技术	UNSEG	图像	高质量标注的胃肠组织数据集及公开数据集	NA	UNSEG, 扰动分水岭算法	准确性	NA
47	2026-04-27	Deep learning of Parkinson's movement from video, without human-defined measures 2024-08-15, Journal of the neurological sciences IF:3.6Q2 DOI:10.1016/j.jns.2024.123089 PMID:38991323	研究论文	利用深度学习神经网络直接分析帕金森病患者手指敲击视频，无需人工定义的测量指标，实现疾病分类	首次将3D卷积神经网络直接应用于原始手指敲击视频，无需提取一维信号或预定义特征，并可视化模型学习的关键时空特征（如PD组特有的拇指下垂动作）	样本量较小（40名患者和37名对照），测试准确率仅为0.69，且未在真实临床环境中验证	评估直接从视频中学习手指敲击动作以区分帕金森病患者与对照组的可行性，并解释模型关注的时空特征	特发性帕金森病患者与健康对照者的手指敲击视频	计算机视觉	帕金森病	视频记录（智能手机拍摄）	3D卷积神经网络	视频	152段10秒手指敲击视频，来自40名PD患者和37名对照	NA	3D卷积神经网络	准确率, 精确率, 召回率, AUROC	NA
48	2026-04-22	Integrated machine learning and deep learning for predicting diabetic nephropathy model construction, validation, and interpretability 2024-08, Endocrine IF:3.0Q2 DOI:10.1007/s12020-024-03735-1 PMID:38393509	研究论文	本文构建并验证了一个用于辅助诊断糖尿病肾病的风险预测模型，结合机器学习和深度学习技术	通过集成多种特征选择算法筛选关键变量，并构建十个机器学习模型进行比较，最终基于最佳模型开发了在线平台	未明确提及模型在更广泛人群或不同医疗环境中的泛化能力验证	构建糖尿病肾病的风险预测模型以辅助早期诊断和筛查	糖尿病肾病患者数据	机器学习	糖尿病肾病	机器学习算法	随机森林	临床数据	未明确指定具体样本数量	未明确指定	随机森林	ROC曲线下面积, 精确率-召回率, 准确率, 马修斯相关系数, Kappa系数	NA
49	2026-04-18	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）和视盘摄影在青光眼筛查中的优势和局限性	探讨了人工智能和深度学习模型在提升视盘摄影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，使用主观分级作为训练数据可能将人类评估的局限性带入系统	评估OCT和视盘摄影在青光眼筛查中的准确性、可行性和成本效益	青光眼筛查方法	数字病理学	青光眼	光学相干断层扫描（OCT）、视盘摄影	深度学习模型	图像	NA	NA	NA	阳性预测值（PPV）	NA
50	2026-04-18	Barriers and Potential Solutions to Glaucoma Screening in the Developing World: A Review 2024-08-01, Journal of glaucoma IF:2.0Q2 DOI:10.1097/IJG.0000000000002404 PMID:38625838	综述	本文综述了发展中国家青光眼筛查的障碍，并从不同利益相关者角度提出了解决方案	从患者、家属、医疗提供者和系统/管理机构等多方利益相关者视角，系统分析青光眼筛查障碍，并强调结合人工智能和深度学习技术作为潜在创新解决方案	基于文献综述的定性分析，可能缺乏实证数据支持具体解决方案的有效性	探讨发展中国家青光眼筛查的障碍及潜在解决方案，以改善青光眼的检测与管理	发展中国家的青光眼筛查项目及相关利益相关者（患者、家属、医疗提供者、系统/管理机构）	NA	青光眼	文献综述	NA	定性数据	NA	NA	NA	NA	NA
51	2026-04-10	DRpred: A Novel Deep Learning-Based Predictor for Multi-Label mRNA Subcellular Localization Prediction by Incorporating Bayesian Inferred Prior Label Relationships 2024-08-26, Biomolecules IF:4.8Q1 DOI:10.3390/biom14091067 PMID:39334834	研究论文	提出了一种名为DRpred的新型深度学习预测器，用于通过整合贝叶斯推断的先验标签关系来预测mRNA的多标签亚细胞定位	首次将贝叶斯网络捕获的标签依赖关系与从mRNA序列中提取的特征相结合，并采用结合BiLSTM和注意力机制的神经网络进行多标签预测	未在摘要中明确说明	提高mRNA亚细胞定位预测的性能，特别是在多标签预测方面	信使RNA（mRNA）	自然语言处理	NA	Word2vec	BiLSTM, 注意力机制	序列（mRNA序列）	NA	NA	BiLSTM结合注意力机制	准确率	NA
52	2026-04-10	MMFSyn: A Multimodal Deep Learning Model for Predicting Anticancer Synergistic Drug Combination Effect 2024-08-22, Biomolecules IF:4.8Q1 DOI:10.3390/biom14081039 PMID:39199425	研究论文	提出一种基于多模态药物数据与细胞系特征的新型深度学习模型MMFSyn，用于预测抗癌药物的协同组合效应	首次综合运用Morgan指纹、原子序列、分子图和原子点云数据四种药物模态，并结合细胞系组学特征，通过多模态深度学习框架预测药物协同效应	未提及模型在临床验证或新药组合泛化能力方面的具体评估	开发能够准确预测抗癌药物协同组合效应的计算模型	药物组合与癌细胞系	机器学习	癌症	药物分子特征提取（SMILES转换）、组学数据分析	深度学习多模态融合模型	多模态药物数据（分子指纹、序列、图像、点云）、细胞系组学数据（基因表达、突变）	NA	NA	Bi-LSTM, gMLP, 多头注意力机制, 多尺度GCNs	均方根误差, 皮尔逊相关系数	NA
53	2026-04-10	A Deep Learning Approach to Predict Recanalization First-Pass Effect following Mechanical Thrombectomy in Patients with Acute Ischemic Stroke 2024-08-09, AJNR. American journal of neuroradiology DOI:10.3174/ajnr.A8272 PMID:38871371	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的全自动方法，利用治疗前CT和MR影像预测急性缺血性卒中患者机械取栓后的首次通过再通效果	首次实现了仅基于MR影像的首次通过效果分类，并提出了首个CT影像的自动化首次通过效果分类方法，无需耗时的手动分割	研究样本仅来自单一医疗中心，可能影响模型的泛化能力	预测急性缺血性卒中患者机械取栓后的首次通过再通效果	接受血管内取栓术的急性缺血性卒中患者	医学影像分析	急性缺血性卒中	CT和MR影像	深度学习	图像	326名患者	NA	混合Transformer模型	ROC-AUC, 敏感性, 特异性	NA
54	2026-04-10	Identification, Design, and Application of Noncoding Cis-Regulatory Elements 2024-08-05, Biomolecules IF:4.8Q1 DOI:10.3390/biom14080945 PMID:39199333	综述	本文综述了非编码顺式调控元件的识别、设计与应用，强调了其在基因调控中的核心作用及在基因治疗和合成生物学中的潜力	整合了大规模功能基因组学数据与深度学习算法（特别是大语言模型）来解析CRE功能，并探讨了其从头设计的新方法	NA	探讨顺式调控元件的识别、功能解析及其在生物技术和医学中的应用	非编码顺式调控元件及其与转录因子、RNA结合蛋白和非编码RNA的相互作用	自然语言处理	NA	大规模并行报告基因检测，功能基因组学数据分析	大语言模型	基因组序列数据，多模态功能基因组数据	NA	NA	NA	NA	NA
55	2026-04-10	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	本研究开发了一种低电极-皮肤接触阻抗的柔性贴肤传感器，结合注意力深度学习算法，用于非侵入性检测早期非酒精性脂肪肝病	通过合成铂纳米颗粒和还原石墨烯量子点降低传感器阻抗，并首次引入注意力深度学习算法分析阻抗信号，显著提升早期NAFLD检测准确率	研究仅在Ldlr基因敲除小鼠模型中进行验证，尚未在人体临床试验中应用	开发非侵入性、经济高效的早期非酒精性脂肪肝病检测方法	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	皮肤阻抗传感技术	注意力深度学习模型	生物阻抗信号	Ldlr基因敲除小鼠与健康对照组（具体数量未明确）	未明确说明	注意力机制深度学习架构	准确率, AUC	NA
56	2026-04-05	Integration of Animal Behavioral Assessment and Convolutional Neural Network to Study Wasabi-Alcohol Taste-Smell Interaction 2024-08-16, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/66981 PMID:39221929	研究论文	本研究开发了一种结合动物行为评估与卷积神经网络的方法，分析小鼠在同时嗅闻酒精和食用芥末时的面部表情，以探究酒精对芥末辛辣感的潜在抑制作用	首次将动物行为学与深度学习模型结合，用于研究酒精与芥末的味觉-嗅觉交互作用，并开发了无需先验训练材料筛选的模型	需要进一步研究酒精抑制芥末辛辣感的潜在机制	探究嗅闻含酒精饮料对芥末辛辣感的影响	小鼠	计算机视觉	NA	动物行为学评估	CNN	图像, 视频	未明确说明	NA	NA	识别准确率	NA
57	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
58	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
59	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
60	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