深度学习在生物医药领域中的应用

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
521	2024-12-25	Longitudinal interpretability of deep learning based breast cancer risk prediction 2024-Dec-24, Physics in medicine and biology IF:3.3Q1 DOI:10.1088/1361-6560/ad9db3 PMID:39662054	研究论文	本文研究了基于深度学习的乳腺癌风险预测模型的可解释性，并探讨了模型在不同时间段对乳腺癌变化的检测能力	本文首次系统性地分析了乳腺癌风险预测模型在不同时间段的可解释性，揭示了模型在短期、中期和长期预测中的不同机制	本文仅使用了MIRAI模型进行分析，未探讨其他模型的表现；此外，样本量相对较小，可能影响结果的普适性	研究基于深度学习的乳腺癌风险预测模型的可解释性，并探讨模型在不同时间段对乳腺癌变化的检测能力	乳腺癌风险预测模型及其在不同时间段的可解释性	机器学习	乳腺癌	深度学习	深度学习模型（未具体说明模型类型）	图像（乳腺X光片）	1210张筛查乳腺X光片，2400张随访乳腺X光片
522	2024-12-25	Semi-supervised contour-driven broad learning system for autonomous segmentation of concealed prohibited baggage items 2024-Dec-24, Visual computing for industry, biomedicine, and art DOI:10.1186/s42492-024-00182-7 PMID:39715960	研究论文	本文提出了一种半监督的轮廓驱动广义学习系统（C-BLX），用于自动分割隐藏的违禁行李物品	该研究的创新点在于利用半监督学习方法，通过资源高效图像级标签进行训练，减少了对手动密集像素级标注的依赖，并能有效处理遮挡和类别不平衡问题	该系统在复杂噪声环境下提取精确区域段的能力有限，但可以通过后处理技术来克服	研究目的是提高航空安全中行李检查的效率和准确性	研究对象是X射线扫描下的隐藏违禁行李物品	计算机视觉	NA	广义学习系统（BLS）	多卷积广义学习系统	图像	使用了三个高度不平衡的公共数据集进行评估：GDXray, SIXray, 和 Compass-XP
523	2024-12-25	Fast motion-compensated reconstruction for 4D-CBCT using deep learning-based groupwise registration 2024-Dec-23, Biomedical physics & engineering express IF:1.3Q3 DOI:10.1088/2057-1976/ad97c1 PMID:39602831	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的4D-CBCT运动补偿重建方法，通过深度学习增强的组间配准技术提高重建效率	本文的创新点在于使用深度学习方法进行组间配准，显著减少了运动模型生成的时间，同时保持了与传统方法相当的配准精度	本文的局限性在于仅评估了公开数据集和临床案例的结果，未来需要在更多临床场景中验证其有效性	本文的研究目的是提高4D-CBCT运动补偿重建的效率	本文的研究对象是4D-CBCT图像及其运动补偿重建	计算机视觉	NA	深度学习	深度学习模型	图像	35名患者的4D-CT图像
524	2024-12-25	Residual Pix2Pix networks: streamlining PET/CT imaging process by eliminating CT energy conversion 2024-Dec-23, Biomedical physics & engineering express IF:1.3Q3 DOI:10.1088/2057-1976/ad97c2 PMID:39602833	研究论文	本文提出了一种基于残差Pix2Pix网络的深度学习方法，用于生成经过衰减校正的PET图像，无需使用CT图像和能量转换	本文的创新点在于引入了一种新的深度学习方法，通过残差Pix2Pix网络生成衰减校正的PET图像，从而避免了传统方法中对CT图像和能量转换的依赖	本文的局限性在于需要进一步的临床试验来评估其在临床应用中的表现	本文的研究目的是开发一种无需CT图像和能量转换的PET图像衰减校正方法	本文的研究对象是37名健康成年人的大脑PET图像	计算机视觉	NA	深度学习	残差Pix2Pix网络	图像	4033张2D PET图像
525	2024-12-25	Estimating the time-varying effective reproduction number via Cycle Threshold-based Transformer 2024-Dec-23, PLoS computational biology IF:3.8Q1 DOI:10.1371/journal.pcbi.1012694 PMID:39715259	研究论文	本文提出了一种基于循环阈值（Ct）的Transformer模型（Ct-Transformer），用于估计时间变化的有效再生数Rt，以监测传染病传播	Ct-Transformer在监督学习中优于传统的基于发病率的统计方法和基于Ct的Rt估计方法，并且对检测资源具有鲁棒性	NA	开发一种新的方法来更准确地估计时间变化的有效再生数Rt，以帮助及时调整干预措施	时间变化的有效再生数Rt	机器学习	NA	Transformer	Transformer	数值数据	合成数据集和真实世界数据集
526	2024-12-25	Improved enzyme functional annotation prediction using contrastive learning with structural inference 2024-Dec-23, Communications biology IF:5.2Q1 DOI:10.1038/s42003-024-07359-z PMID:39715863	研究论文	本文提出了一种结合氨基酸序列和接触图的对比学习框架CLEAN-Contact，用于改进酶功能注释预测	本文的创新点在于结合了氨基酸序列和蛋白质结构数据，利用对比学习框架来预测酶功能，解决了现有方法仅依赖单一数据类型的问题	本文未详细讨论CLEAN-Contact框架在其他物种或更大规模数据集上的表现	本文的研究目的是提高酶功能预测的准确性	本文的研究对象是Prochlorococcus marinus MED4的蛋白质组中的未知酶功能	机器学习	NA	对比学习	对比学习框架	氨基酸序列和接触图	Prochlorococcus marinus MED4的蛋白质组
527	2024-12-25	Identification of STAT3 phosphorylation inhibitors using generative deep learning, virtual screening, molecular dynamics simulations, and biological evaluation for non-small cell lung cancer therapy 2024-Dec-23, Molecular diversity IF:3.9Q2 DOI:10.1007/s11030-024-11067-5 PMID:39715975	研究论文	本研究利用生成式深度学习、虚拟筛选、分子动力学模拟和生物学评估，开发了一种针对非小细胞肺癌的STAT3磷酸化抑制剂	本研究首次结合生成式深度学习、虚拟筛选和分子动力学模拟，发现了一种新型的STAT3磷酸化抑制剂，具有优于已知抑制剂的结合亲和力和稳定性	本研究仅在体外细胞实验中验证了候选化合物的活性，尚未进行体内实验和临床试验	开发针对非小细胞肺癌的STAT3磷酸化抑制剂	STAT3磷酸化抑制剂及其在非小细胞肺癌治疗中的应用	机器学习	肺癌	分子动力学模拟	生成式深度学习模型	化合物数据	H441细胞
528	2024-12-25	Identifying the presence of atrial fibrillation during sinus rhythm using a dual-input mixed neural network with ECG coloring technology 2024-Dec-23, BMC medical research methodology IF:3.9Q1 DOI:10.1186/s12874-024-02421-0 PMID:39716064	研究论文	本文提出了一种使用双输入混合神经网络和ECG着色技术来识别窦性心律下房颤存在的方法	本文创新性地将临床数据与心电图（ECG）通过着色技术结合，丰富了特征多样性，提升了房颤检测的性能	NA	开发一种能够在无心律失常窗口期间诊断房颤的深度学习模型	房颤的检测和预测	机器学习	心血管疾病	ECG着色技术	双输入混合神经网络（DMNN）	图像和临床数据	NA
529	2024-12-25	Comparison and analysis of deep learning models for discriminating longitudinal and oblique vaginal septa based on ultrasound imaging 2024-Dec-23, BMC medical imaging IF:2.9Q2 DOI:10.1186/s12880-024-01507-x PMID:39716160	研究论文	本研究比较和分析了基于超声图像的深度学习模型在区分纵向和斜向阴道隔膜中的表现	本研究首次比较了基于卷积神经网络和视觉变换器的深度学习模型在区分纵向和斜向阴道隔膜中的表现，并发现卷积神经网络模型在诊断准确性上优于视觉变换器模型	本研究的样本量较小，且仅限于超声图像数据，未来研究可以扩展到其他类型的影像数据和更大的样本量	评估多种深度学习模型在基于超声图像区分纵向和斜向阴道隔膜中的表现	纵向阴道隔膜和斜向阴道隔膜的超声图像	计算机视觉	妇科疾病	超声成像	CNN, ViT	图像	70个病例，426张超声图像
530	2024-12-25	Assessment of MGMT promoter methylation status in glioblastoma using deep learning features from multi-sequence MRI of intratumoral and peritumoral regions 2024-Dec-23, Cancer imaging : the official publication of the International Cancer Imaging Society IF:3.5Q1 DOI:10.1186/s40644-024-00817-1 PMID:39716317	研究论文	本研究评估了从多序列磁共振成像（MRI）中提取的深度学习特征在确定胶质母细胞瘤患者O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）启动子甲基化状态中的有效性	本研究首次利用多序列MRI数据结合Transformer算法，开发了能够预测胶质母细胞瘤患者MGMT启动子甲基化状态的深度学习模型	研究使用了回顾性数据，且样本量相对较小，可能影响模型的泛化能力	评估深度学习特征在确定胶质母细胞瘤患者MGMT启动子甲基化状态中的有效性	胶质母细胞瘤患者的MGMT启动子甲基化状态	数字病理学	脑肿瘤	磁共振成像（MRI）	Transformer	图像	356名胶质母细胞瘤患者（251名甲基化，105名未甲基化）
531	2024-12-25	Quantifying interpretation reproducibility in Vision Transformer models with TAVAC 2024-Dec-20, Science advances IF:11.7Q1 DOI:10.1126/sciadv.abg0264 PMID:39705362	研究论文	本文提出了一种名为TAVAC的指标，用于评估Vision Transformer模型在生物医学图像分类任务中的过拟合情况，并量化解释的可重复性	引入了TAVAC指标，通过比较训练和测试阶段的高注意力区域，评估模型的过拟合情况，并区分目标与非目标注意力，测量解释的泛化能力	NA	解决Vision Transformer模型在有限标注的生物医学图像数据集上可能出现的过拟合问题，并提高解释的可重复性	Vision Transformer模型在生物医学图像分类任务中的表现	计算机视觉	乳腺癌	NA	Vision Transformer (ViT)	图像	四个公共图像分类数据集和两个独立的乳腺癌组织学图像数据集
532	2024-12-25	MMETHANE: interpretable AI for predicting host status from microbial composition and metabolomics data 2024-Dec-14, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.12.13.628441 PMID:39713330	研究论文	开发了一种名为MMETHANE的开源软件包，用于从微生物组组成和代谢组数据中预测宿主状态	MMETHANE结合了生物学先验知识，并输出可解释的英语规则集，揭示了微生物、代谢物与疾病状态之间的生物学意义联系	NA	开发一种可解释的AI工具，用于从微生物组和代谢组数据中预测宿主状态	微生物组组成和代谢组数据	机器学习	NA	深度学习	深度学习模型	微生物组和代谢组数据	六个数据集，包含配对的微生物组组成和代谢组测量数据
533	2024-12-25	Identification of apigenin as a multi-target inhibitor against SARS-CoV-2 by computational exploration 2024-Dec-13, FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology IF:4.4Q2 DOI:10.1096/fj.202401972RRR PMID:39718442	研究论文	本文通过计算探索，识别出芹菜素作为SARS-CoV-2的多靶点抑制剂	本文首次通过网络算法、深度学习、分子对接、分子动力学模拟和正常模式分析，全面探索了芹菜素在SARS-CoV-2治疗中的潜在效果和机制	本文主要基于计算模型进行预测，尚未进行实验验证	研究芹菜素作为SARS-CoV-2多靶点抑制剂的潜力和机制	芹菜素与SARS-CoV-2多个靶点的结合能力及其稳定性	NA	NA	网络算法、深度学习、分子对接、分子动力学模拟、正常模式分析	卷积模型与自注意力机制	分子结构数据	NA
534	2024-12-25	Modernizing histopathological analysis: a fully automated workflow for the digital image analysis of the intestinal microcolony survival assay 2024-Dec-12, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.12.09.627578 PMID:39713436	研究论文	本文介绍了一种全自动的工作流程，用于数字化图像分析肠道微菌落存活实验中的空肠隐窝计数，以量化辐射对胃肠道的损伤	本文的创新点在于开发了一种全自动的工作流程，通过深度学习进行语义图像分割来检测隐窝，并使用定制算法进行计数，从而减少了人为错误和主观评估的偏差	本文的局限性在于仅在特定实验条件下验证了该自动化工作流程的有效性，未来需要在更多样化的数据集上进行验证	本文的研究目的是解决传统人工分析组织病理学图像耗时且易出错的问题，提供一种自动化的解决方案	本文的研究对象是辐射对小鼠空肠隐窝的损伤，通过自动化流程进行隐窝计数	数字病理学	NA	深度学习	语义图像分割	图像	60只小鼠的样本图像数据集
535	2024-12-25	DDI-GPT: Explainable Prediction of Drug-Drug Interactions using Large Language Models enhanced with Knowledge Graphs 2024-Dec-09, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.12.06.627266 PMID:39713430	研究论文	本文提出了一种名为DDI-GPT的深度学习框架，通过结合知识图谱和预训练的大型语言模型来预测药物-药物相互作用	DDI-GPT通过捕捉生物医学实体之间的上下文依赖关系来推断潜在的药物相互作用，并使用特征归因方法增强了模型的可解释性	NA	开发一种能够早期检测潜在药物相互作用并提高患者安全性的深度学习工具	药物-药物相互作用（DDIs）的预测和解释	机器学习	NA	知识图谱（KGs）和预训练大型语言模型（LLMs）	深度学习模型	文本	9,480条药物相互作用记录，涵盖442种不同的药物
536	2024-12-25	Assessing polyomic risk to predict Alzheimer's disease using a machine learning model 2024-Dec, Alzheimer's & dementia : the journal of the Alzheimer's Association DOI:10.1002/alz.14319 PMID:39511865	研究论文	本文使用基于树和深度学习的方法，利用基因组、蛋白质组、代谢组和药物使用数据，开发了一个多组学模型来预测阿尔茨海默病（AD）的患病状态和发病年龄	本文首次结合多组学数据和药物使用数据，使用机器学习模型预测阿尔茨海默病，并发现GFAP和CXCL17蛋白是最强的预测因子	本文未能在增加“AD-by-proxy”病例后提高AD预测的准确性	开发一种有效的筛查工具，用于阿尔茨海默病的早期检测，以便进行早期干预	阿尔茨海默病的患病状态和发病年龄	机器学习	老年痴呆症	机器学习	基于树和深度学习模型	基因组、蛋白质组、代谢组和药物使用数据	来自UK Biobank的数据
537	2024-12-25	Deep-GB: A novel deep learning model for globular protein prediction using CNN-BiLSTM architecture and enhanced PSSM with trisection strategy 2024-Dec, IET systems biology IF:1.9Q3 DOI:10.1049/syb2.12108 PMID:39514139	研究论文	本文提出了一种名为Deep-GP的新型深度学习模型，用于球状蛋白预测，采用CNN-BiLSTM架构和增强的PSSM与三分策略	本文的创新点在于引入了一种基于共识序列的三分位置特异性评分矩阵（CST-PSSM）特征描述符，并结合CNN和BiLSTM进行集成学习，显著提高了球状蛋白预测的准确性	NA	本文的研究目的是开发一种精确的球状蛋白识别方法，以加速研究、简化药物发现并揭示新的治疗靶点	本文的研究对象是球状蛋白及其在生物过程中的重要作用	机器学习	NA	深度学习	CNN-BiLSTM	序列	两个基于初级序列的数据集
538	2024-12-25	Human essential gene identification based on feature fusion and feature screening 2024-Dec, IET systems biology IF:1.9Q3 DOI:10.1049/syb2.12105 PMID:39578676	研究论文	本研究开发了一种用于识别人类必需基因的预测模型，通过特征融合和特征筛选策略提高了模型性能	本研究通过特征融合和特征优化策略显著提高了模型性能，并提供了一种优于其他方法的必需基因识别方法	NA	开发一种强大的预测模型用于识别人类必需基因	人类必需基因	机器学习	NA	特征编码方法（如Kmer、Composition of K-spaced Nucleic Acid Pairs、Z-curve）	机器学习算法和深度学习模型	基因序列	人类癌细胞系中的必需基因数据
539	2024-12-25	Advancements in automated diagnosis of autism spectrum disorder through deep learning and resting-state functional mri biomarkers: a systematic review 2024-Dec, Cognitive neurodynamics IF:3.1Q2 DOI:10.1007/s11571-024-10176-z PMID:39712105	综述	本文系统回顾了通过深度学习和静息态功能磁共振成像生物标志物进行自闭症谱系障碍自动化诊断的研究进展	本文通过系统回顾展示了深度学习和机器学习在自闭症谱系障碍自动化诊断中的应用，并比较了不同算法的准确性	本文为综述性文章，未提供新的实验数据或模型	探讨深度学习和机器学习在自闭症谱系障碍自动化诊断中的应用	自闭症谱系障碍的自动化诊断	机器学习	自闭症谱系障碍	静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）	深度学习（DL）	图像	约26篇文章被回顾
540	2024-12-25	Brain-inspired multisensory integration neural network for cross-modal recognition through spatiotemporal dynamics and deep learning 2024-Dec, Cognitive neurodynamics IF:3.1Q2 DOI:10.1007/s11571-023-09932-4 PMID:39712112	研究论文	本文提出了一种受大脑启发的多感官整合神经网络（MINN），用于跨模态识别	该模型结合了并行的卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN），能够有效提取视觉和音频输入的时空特征，并进行多模态信息的整合与交互	实验使用了合成训练数据，未来需要在真实数据上验证其性能	研究大脑中多感官整合的计算原理，并开发一种用于跨模态识别的神经网络模型	视觉和音频输入的多模态信息整合与识别	机器学习	NA	深度学习	卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）	图像、音频	合成训练数据