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
161	2025-10-07	Whole-cell multi-target single-molecule super-resolution imaging in 3D with microfluidics and a single-objective tilted light sheet 2024-Sep-16, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.09.27.559876 PMID:37808751	研究论文	开发了一种结合微流控技术和单物镜倾斜光片的新型3D超分辨率成像方法，用于全细胞多靶点单分子成像	提出可操控的抖动单物镜倾斜光片用于光学切片以减少荧光背景，开发了3D纳米打印微流控系统反射光片至样品的新流程	NA	解决全哺乳动物细胞单分子超分辨率成像中高荧光背景和慢采集速度的问题	哺乳动物细胞亚细胞结构	生物医学成像	NA	单分子超分辨率荧光显微镜，Exchange-PAINT	深度学习	3D荧光图像	NA	NA	NA	成像精度，成像速度	NA
162	2025-10-07	Spatiotemporal transcriptomic landscape of rice embryonic cells during seed germination 2024-09-09, Developmental cell IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.devcel.2024.05.016 PMID:38848718	研究论文	本研究通过空间增强分辨率组学测序和单细胞RNA测序，揭示了水稻胚胎细胞在种子萌发过程中的时空转录组景观	开发了基于深度学习的自动细胞分割模型，首次报道了两种未发现的盾片细胞类型，并提供了探索胚胎细胞在种子萌发中作用的新方法	NA	阐明不同胚胎细胞在调控种子活力和幼苗建成中的复杂生物学功能	水稻胚胎细胞	数字病理学	NA	空间增强分辨率组学测序(Stereo-seq), 单细胞RNA测序(scRNA-seq), 原位杂交	深度学习	空间转录组数据, 单细胞转录组数据	吸水后6、24、36和48小时的时间点样本	NA	NA	NA	NA
163	2025-10-07	Constructing analogies: Developing critical thinking through a collaborative task 2024 Sep-Oct, Biochemistry and molecular biology education : a bimonthly publication of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology IF:1.2Q3 DOI:10.1002/bmb.21843 PMID:38850246	研究论文	探讨大学生通过构建复杂类比来发展批判性思维能力的定性研究	开发了新颖的评分方案来衡量内容知识和批判性思维，并证明结对合作能显著提升批判性思维能力	样本量较小（n=30），且为定性研究，结果可能缺乏普适性	研究通过构建复杂类比任务促进学生批判性思维发展的有效性	大学生物专业学生（30名）	教育学	NA	定性访谈分析	NA	访谈数据	30名大学生物专业学生，共收集50份访谈数据	NA	NA	内容知识评分、批判性思维评分	NA
164	2025-05-16	RNA language models predict mutations that improve RNA function 2024-Sep-16, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.04.05.588317 PMID:38617247	研究论文	该研究创建了一个名为GARNET的新数据库，用于RNA结构和功能分析，并开发了一种类似GPT的RNA语言模型，以预测提高RNA功能的突变	创建GARNET数据库，结合GTDB基因组数据与生物生长温度信息，开发了重叠三连体标记化的RNA生成模型，用于预测增强RNA功能的突变	RNA结构预测目前仍缺乏充足的高质量参考数据	理解RNA序列、结构与功能之间的联系	RNA序列及其功能	自然语言处理	NA	深度学习，RNA生成模型	GPT-like语言模型	RNA序列数据	GTDB基因组数据中的RNA序列	NA	NA	NA	NA
165	2025-10-07	Automated analysis of fetal heart rate baseline/acceleration/deceleration using MTU-Net3 + model 2024-Sep, Biomedical engineering letters IF:3.2Q2 DOI:10.1007/s13534-024-00388-x PMID:39220035	研究论文	本研究提出MTU-Net3+深度学习模型，用于自动化分析胎儿心率信号的基线、加速和减速	在UNet3+架构基础上集成自注意力机制和双向LSTM层，实现多任务胎儿心率分析	模型在公开数据集和私有数据集上表现存在差异，私有数据集性能更优	提高胎儿心率分析的诊断准确性和效率	胎儿心率信号	医疗人工智能	胎儿健康评估	深度学习	UNet3+, LSTM	胎儿心率信号	公开数据库子集和私有数据库	NA	UNet3+ with self-attention and bidirectional LSTM	F1-score, RMSD, D15bpm, SI, MADI	NA
166	2025-10-07	Development of Machine Learning-Based Mpox Surveillance Models in a Learning Health System 2024-Sep-27, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.09.25.24314318 PMID:39399027	研究论文	开发基于机器学习的猴痘监测模型，用于从临床笔记中识别猴痘病例	在学习型医疗系统框架下开发监测模型，Lasso回归在最小化假阳性方面表现优于深度学习模型	NA	开发猴痘病例识别模型以支持持续质量改进	临床笔记中的猴痘病例	机器学习	猴痘	NA	Lasso回归,深度学习模型	临床文本笔记	NA	NA	NA	假阳性率	NA
167	2025-05-04	Dendrites endow artificial neural networks with accurate, robust and parameter-efficient learning 2024-Sep-13, ArXiv PMID:39314509	研究论文	本文提出了一种新型的人工神经网络架构，通过融入生物树突的结构化连接和受限采样特性，提高了学习精度、鲁棒性和参数效率	引入生物树突的特性到人工神经网络中，解决了传统深度学习算法参数过多、易过拟合的问题	未提及具体的应用场景限制或实验数据的局限性	提升人工神经网络的学习效率、鲁棒性和参数效率	人工神经网络（ANNs）及其学习策略	机器学习	NA	NA	dendritic ANNs	图像数据	未提及具体样本数量	NA	NA	NA	NA
168	2025-10-07	Predicting metabolite response to dietary intervention using deep learning 2024-Sep-19, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.03.14.532589 PMID:36993761	研究论文	开发了一种基于深度学习的代谢物对饮食干预反应预测方法McMLP	首次将深度学习应用于代谢物对饮食干预反应的预测，提出了耦合多层感知器架构	未明确说明模型在更广泛人群中的泛化能力	精准预测个体对饮食干预的代谢物反应，实现精准营养	人类肠道微生物组和代谢物反应	机器学习	NA	深度学习，微生物消费者-资源模型	MLP	微生物组成数据，代谢物数据	来自六项饮食干预研究的真实数据加上合成数据	NA	耦合多层感知器	NA	NA
169	2025-05-02	A Practical Roadmap to Implementing Deep Learning Segmentation in the Clinical Neuroimaging Research Workflow 2024-09, World neurosurgery IF:1.9Q2 DOI:10.1016/j.wneu.2024.06.026 PMID:38866234	research paper	本文探讨了一种利用开源工具加速和增强临床研究中图像分割的通用方法	提出了一种迭代的模型训练和迁移学习方法，强调在标记过程的早期进行内部验证和异常值处理，后期进行微调	NA	为使用机器学习技术进行图像分割的研究提供加速和增强可重复性的框架	临床神经影像研究中的图像分割	machine learning	NA	deep learning	NA	image	NA	NA	NA	NA	NA
170	2025-10-07	Detection and classification of mandibular fractures in panoramic radiography using artificial intelligence 2024-09-01, Dento maxillo facial radiology DOI:10.1093/dmfr/twae018 PMID:38652576	研究论文	本研究评估YOLOv5深度学习模型在全景X光片中检测不同类型下颌骨骨折的性能	首次将YOLOv5模型应用于全景X光片中六种解剖位置下颌骨骨折的自动检测与分类	髁状突头部骨折检测性能相对较低，样本量有限	开发基于人工智能的下颌骨骨折自动检测系统	包含下颌骨骨折的全景X光片图像	计算机视觉	颌面部创伤	全景X光摄影	YOLOv5	医学影像	498张全景X光片，包含673处骨折	PyTorch	YOLOv5	准确率, 精确率, 敏感度, 特异度, Dice系数, AUC	NA
171	2025-10-07	Single-Molecule Identification and Quantification of Steviol Glycosides with a Deep Learning-Powered Nanopore Sensor 2024-09-10, ACS nano IF:15.8Q1 DOI:10.1021/acsnano.4c07038 PMID:39189792	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的气溶素纳米孔传感器，用于单分子水平识别和定量甜菊糖苷	利用野生型气溶素纳米孔通过调节电压产生的电渗流效应区分不同甜菊糖苷物种，并首次结合深度学习模型实现单分子自动识别	仅测试了15种甜菊糖苷物种，样本规模有限	开发精确识别和定量复杂甜菊糖苷结构的方法	甜菊糖苷（一类高甜度无热量天然甜味剂）	生物传感	NA	纳米孔传感技术	深度学习模型	纳米孔电信号数据	15种甜菊糖苷物种	NA	NA	识别精度，定量准确性	NA
172	2025-10-07	Deep Learning-Based Kinetic Analysis in Paper-Based Analytical Cartridges Integrated with Field-Effect Transistors 2024-09-10, ACS nano IF:15.8Q1 DOI:10.1021/acsnano.4c02897 PMID:39252606	研究论文	本研究结合场效应晶体管、纸基分析盒和深度学习技术，开发了一种用于定量生物传感的动力学分析方法	首次将场效应晶体管、纸基分析盒与深度学习相结合，通过动力学分析解决传统生物传感器的灵敏度低和样品基质干扰问题	目前仅为概念验证研究，需要进一步验证其在更广泛应用场景中的性能	开发一种经济高效、易于使用的即时诊断和家庭检测生物传感平台	胆固醇检测	机器学习	心血管疾病	场效应晶体管传感，纸基分析技术	深度学习	动力学电信号数据	NA	NA	NA	变异系数，相关系数(r值)	NA
173	2025-10-07	High-Throughput and Integrated CRISPR/Cas12a-Based Molecular Diagnosis Using a Deep Learning Enabled Microfluidic System 2024-09-03, ACS nano IF:15.8Q1 DOI:10.1021/acsnano.4c05734 PMID:39173188	研究论文	开发了一种基于CRISPR/Cas12a和深度学习的高通量微流控系统，用于快速检测SARS-CoV-2及其变异株	结合微流控技术、自研试剂和深度学习原型设备，实现了96样本/轮次的高通量检测，检测限低至250拷贝/mL	样本规模有限（72个临床样本），需进一步验证系统普适性	开发高效集成的病原体分子诊断系统	SARS-CoV-2病毒及其变异株	数字病理	COVID-19	CRISPR/Cas12a, RT-LAMP, 微流控技术	深度学习	分子检测数据	72个临床样本（22个野生型，26个突变型，24个阴性）	NA	NA	准确率	NA
174	2025-10-07	High-throughput optimized prime editing mediated endogenous protein tagging for pooled imaging of protein localization 2024-Sep-17, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.09.16.613361 PMID:39345511	研究论文	开发了一种基于prime editing的高通量内源蛋白标记方法，用于并行研究蛋白质亚细胞定位	首次将prime editing与光学读出和测序结合，实现大规模蛋白质亚细胞定位的准确测量	仅验证了60种蛋白质的标记效率，尚未在不同细胞类型和环境扰动中广泛验证	开发能够大规模测量蛋白质亚细胞定位的技术方法	60种具有不同定位模式的内源蛋白质	计算生物学	NA	prime editing, 原位pegRNA测序, 高通量深度学习图像分析	深度学习	图像, 测序数据	17,280个pegRNAs设计的文库，覆盖60种蛋白质	NA	NA	标记效率预测准确性	NA
175	2025-10-07	Evaluating Performance of Different RNA Secondary Structure Prediction Programs Using Self-cleaving Ribozymes 2024-Sep-13, Genomics, proteomics & bioinformatics DOI:10.1093/gpbjnl/qzae043 PMID:39317944	研究论文	比较七种RNA二级结构预测工具在自切割核酶序列上的预测准确性	首次系统评估包括深度学习方法在内的多种RNA结构预测工具在不同复杂度任务中的表现	仅针对特定类别的自切割核酶序列进行评估，结果可能不适用于其他RNA类型	评估不同计算工具在预测RNA二级结构方面的性能差异	自切割核酶序列的RNA二级结构	生物信息学	NA	RNA二级结构预测	深度学习,传统计算方法	RNA序列数据	数十个自切割核酶序列	NA	NA	预测准确性	NA
176	2025-04-24	Reconstructing Cancellous Bone From Down-Sampled Optical-Resolution Photoacoustic Microscopy Images With Deep Learning 2024-09, Ultrasound in medicine & biology DOI:10.1016/j.ultrasmedbio.2024.05.027 PMID:38972792	研究论文	本研究提出了一种名为PADA U-Net的深度学习模型，用于从欠采样的光学分辨率光声显微镜图像中重建完整的骨组织图像	提出PADA U-Net模型，突破成像速度与空间分辨率之间的权衡	NA	提高光学分辨率光声显微镜图像质量，同时不牺牲时间分辨率	牛松质骨样本	数字病理学	骨疾病	光学分辨率光声显微镜(OR-PAM)	PADA U-Net	图像	牛松质骨测试集	NA	NA	NA	NA
177	2025-04-24	A Semi-supervised Four-Chamber Echocardiographic Video Segmentation Algorithm Based on Multilevel Edge Perception and Calibration Fusion 2024-09, Ultrasound in medicine & biology DOI:10.1016/j.ultrasmedbio.2024.04.013 PMID:38834493	research paper	提出一种基于多级边缘感知和校准融合的半监督四腔心超声视频分割算法，以提高心内膜分割的准确性	引入了多级边缘感知模块和校准融合模块，结合半监督学习，有效解决了超声视频中的边缘模糊和特征融合问题	未提及具体的数据集规模和多样性限制，可能影响模型的泛化能力	提高心内膜的自动语义分割准确性，辅助心脏疾病诊断	超声心动图视频中的心内膜	digital pathology	cardiovascular disease	deep learning	semi-supervised network	video	两个公共超声心动图视频数据集和一个本地医院临床数据集	NA	NA	NA	NA
178	2025-10-07	Deep Learning-Based Reconstruction Algorithm With Lung Enhancement Filter for Chest CT: Effect on Image Quality and Ground Glass Nodule Sharpness 2024-09, Korean journal of radiology IF:4.4Q1 DOI:10.3348/kjr.2024.0472 PMID:39197828	研究论文	评估结合深度学习图像重建算法与肺部增强滤波器对胸部CT图像质量和磨玻璃结节清晰度的影响	首次将肺部增强滤波器与深度学习图像重建算法相结合，显著提升磨玻璃结节边缘清晰度	研究基于体模实验，未涉及真实患者数据验证	优化低剂量胸部CT的图像重建质量	胸部体模中的人工磨玻璃结节	医学影像处理	肺部结节	CT扫描	深度学习图像重建	CT图像	5个不同密度的人工磨玻璃结节，4个辐射剂量水平，共12组重建图像	NA	Truefidelity	图像噪声，信噪比，对比噪声比，半高全宽值	256排CT扫描仪（Revolution Apex CT, GE Healthcare）
179	2025-10-07	Diagnostic Accuracy of AI Algorithms in Aortic Stenosis Screening: A Systematic Review and Meta-Analysis 2024-09, Clinical medicine & research IF:1.2Q2 DOI:10.3121/cmr.2024.1934 PMID:39438148	系统综述与荟萃分析	评估人工智能算法在主动脉瓣狭窄筛查中的诊断准确性	首次对AI算法在AS筛查中的诊断性能进行系统评价和荟萃分析，涵盖多种数据源和AI方法	存在发表偏倚，纳入研究数量有限（10项），存在异质性来源	评估AI算法在主动脉瓣狭窄筛查中的诊断准确性	主动脉瓣狭窄患者	医疗AI	心血管疾病	心电图、胸部X光片、听诊音频文件、电子听诊器记录、穿戴式惯性传感器信号	深度学习	心电图、影像、音频、传感器信号	10项符合纳入标准的研究（从295篇文献中筛选）	NA	NA	灵敏度, 特异度, 诊断比值比, 阴性似然比, 阳性似然比, AUC	NA
180	2025-10-07	AI-enabled CT-guided end-to-end quantification of total cardiac activity in 18FDG cardiac PET/CT for detection of cardiac sarcoidosis 2024-Sep-23, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.09.20.24314081 PMID:39399046	研究论文	开发基于深度学习的全自动管道，通过CT衰减图分割心脏结构并量化18F-FDG PET活性以检测心脏结节病	首次提出基于CT衰减图深度学习分割的全自动化心脏活动量化管道，实现心脏结节病的客观检测	样本量相对较小（69例患者），需在更大群体中验证	开发自动化方法量化心脏FDG PET活性以改进心脏结节病诊断	疑似心脏结节病患者	数字病理	心脏结节病	18F-FDG PET/CT成像	深度学习分割模型	CT衰减图和PET图像	69例连续患者（平均年龄56.1±13.4岁），其中29例确诊心脏结节病	NA	NA	AUC, 灵敏度, 特异性	NA