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
81	2025-05-31	PLMC: Language Model of Protein Sequences Enhances Protein Crystallization Prediction 2024-Dec, Interdisciplinary sciences, computational life sciences DOI:10.1007/s12539-024-00639-6 PMID:39155325	研究论文	提出了一种名为PLMC的新型深度学习框架，通过利用预训练的蛋白质语言模型，改进了多阶段蛋白质结晶倾向的预测	PLMC框架整合了蛋白质语言嵌入和手工制作的特征集，显著提高了蛋白质结晶倾向的预测准确性	未明确提及研究的局限性	改进蛋白质结晶倾向的预测，以指导实验设计	蛋白质序列及其结晶倾向	机器学习	NA	深度学习，蛋白质语言模型	PLMC	蛋白质序列数据	未明确提及具体样本数量
82	2025-05-31	Addressing Class Imbalance with Latent Diffusion-based Data Augmentation for Improving Disease Classification in Pediatric Chest X-rays 2024-Dec, Proceedings. IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine DOI:10.1109/bibm62325.2024.10822172 PMID:40134830	研究论文	本研究探讨了使用潜在扩散模型（LDM）进行数据增强以解决儿科胸部X光片疾病分类中的类别不平衡问题	首次将文本引导的图像到图像LDM应用于合成疾病阳性的胸部X光片，并通过数据增强显著改善了分类性能	研究仅针对两种特定的肺部疾病（肺炎和支气管肺炎）进行了验证，未涵盖更广泛的疾病谱	解决医学图像分类中的类别不平衡问题，提高深度学习模型的泛化能力	儿科胸部X光片（CXRs）	数字病理	肺炎和支气管肺炎	潜在扩散模型（LDM）	Inception-V3和LDM	图像	未明确提及具体样本数量，但涉及类别不平衡的数据集
83	2025-05-29	The Role of Artificial Intelligence in Predicting Optic Neuritis Subtypes From Ocular Fundus Photographs 2024-Dec-01, Journal of neuro-ophthalmology : the official journal of the North American Neuro-Ophthalmology Society IF:2.0Q2 DOI:10.1097/WNO.0000000000002229 PMID:39808513	research paper	本研究开发了一种深度学习AI算法，通过眼底照片预测视神经炎亚型，以辅助疑似患者的诊断评估	首次利用深度学习AI算法从眼底照片中区分多发性硬化相关视神经炎与其他亚型视神经炎	样本量相对较小，且为回顾性研究，未来需要扩大数据集并结合临床和辅助检查指标优化模型	开发AI算法早期区分不同亚型视神经炎以指导临床治疗决策	视神经炎患者（多发性硬化相关亚型与非多发性硬化相关亚型）的眼底照片	digital pathology	neuromyelitis optica spectrum disorders	deep learning	CNN	image	321名患者的1599张眼底照片（MS ON组262人/1114张，非MS ON组59人/485张）
84	2025-05-29	Mining and rational design of psychrophilic catalases using metagenomics and deep learning models 2024-Dec, Applied microbiology and biotechnology IF:3.9Q2 DOI:10.1007/s00253-023-12926-1 PMID:38175233	研究论文	通过宏基因组学和深度学习模型挖掘和理性设计嗜冷过氧化氢酶	利用宏基因组测序和深度学习模型Preoptem预测并验证了一种新型嗜冷过氧化氢酶soiCAT1，并通过定点突变技术成功扩展了其最适温度范围	soiCAT1的最适温度范围仍然较窄，仅从4°C扩展到20°C	挖掘和理性设计具有更广温度适应范围的嗜冷过氧化氢酶	从土壤样本中获得的嗜冷过氧化氢酶soiCAT1及其突变体	生物信息学	NA	宏基因组测序、深度学习模型Preoptem、定点突变	深度学习模型Preoptem	基因序列数据、酶活性数据	从土壤样本中挖掘的多个潜在过氧化氢酶基因
85	2025-05-28	Learning a Hand Model From Dynamic Movements Using High-Density EMG and Convolutional Neural Networks 2024-12, IEEE transactions on bio-medical engineering DOI:10.1109/TBME.2024.3432800 PMID:39042539	研究论文	该研究提出了一种深度学习方法，能够将前臂肌肉的电生理活动解码为人类手部运动	使用高密度EMG和CNN模型，首次实现了对手部运动的连续精确估计，并发现EMG信号中存在编码手部运动的独特神经嵌入	研究仅涉及13名健康参与者，未在临床患者或更复杂运动场景中验证	开发一种能够解码肌肉电信号并预测手部运动的方法	人类手部运动和肌肉电信号	生物医学工程	NA	高密度表面肌电(sEMG)采集	CNN	EMG信号和运动学/动力学数据	13名健康参与者
86	2025-05-26	Improved noise reduction in photon-counting detector CT using prior knowledge-aware iterative denoising neural network 2024-Dec, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.11.S1.S12804 PMID:38799270	research paper	开发了一种基于先验知识的迭代去噪神经网络（PKAID-Net），用于降低光子计数探测器CT扫描中高分辨率虚拟单能图像（VMI）的噪声	PKAID-Net利用低噪声VMI作为先验输入，并通过迭代构建精炼的训练数据集来提升去噪性能	原始方法在去噪过程中可能导致一些空间细节的丢失	降低光子计数探测器CT扫描中高分辨率虚拟单能图像的噪声	光子计数探测器CT扫描的高分辨率虚拟单能图像	digital pathology	cardiovascular disease	CT扫描	PKAID-Net	image	10例患者冠状动脉CT血管造影检查
87	2025-05-23	A novel deep learning model for obstructive sleep apnea diagnosis: hybrid CNN-Transformer approach for radar-based detection of apnea-hypopnea events 2024-12-11, Sleep IF:5.3Q1 DOI:10.1093/sleep/zsae184 PMID:39115132	研究论文	本研究开发了一种基于雷达数据的深度学习模型，用于检测阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）中的呼吸暂停-低通气事件	采用混合CNN-Transformer架构，结合雷达数据进行OSA诊断，为传统多导睡眠图（PSG）提供了一种成本效益高且易于获取的替代方案	研究为单中心前瞻性队列研究，样本量相对较小（开发集54人，测试集35人）	开发并验证一种用于阻塞性睡眠呼吸暂停诊断的深度学习模型	疑似睡眠呼吸障碍的参与者	数字病理	阻塞性睡眠呼吸暂停	雷达数据采集	混合CNN-Transformer架构	雷达信号数据	开发集54人，测试集35人
88	2025-05-21	Quantitative Spatial Analysis of Chromatin Biomolecular Condensates using Cryo-Electron Tomography 2024-Dec-31, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.12.01.626131 PMID:39677698	research paper	本文通过冷冻电子断层扫描技术分析了生化重建的染色质凝聚物的结构，并开发了深度学习分割与新型上下文感知模板匹配相结合的方法来识别凝聚物内密集堆积的分子	整合深度学习分割与新型上下文感知模板匹配技术，用于高分辨率可视化染色质凝聚物内部结构	方法主要针对生化重建的染色质凝聚物，对于细胞内的某些凝聚物可能适用性有限	研究染色质凝聚物的形成和功能机制	生化重建的染色质凝聚物及原位天然染色质的凝聚区域	生物物理学	NA	冷冻电子断层扫描技术（cryo-electron tomography）、深度学习分割、上下文感知模板匹配	深度学习	图像数据	NA
89	2025-05-20	Augmenting Human Expertise in Weighted Ensemble Simulations through Deep Learning-Based Information Bottleneck 2024-Dec-10, Journal of chemical theory and computation IF:5.7Q1 DOI:10.1021/acs.jctc.4c00919 PMID:39589127	研究论文	本文提出了一种结合深度学习与专家知识的混合方法，用于改进加权集成模拟中的集体变量选择和分区策略	将状态预测信息瓶颈方法与专家知识相结合，形成混合方法，以优化加权集成模拟的采样效率和结果解释	仅在丙氨酸二肽和chignolin系统上进行了基准测试，需要更多系统验证	提高加权集成模拟的采样效率和结果解释能力	加权集成模拟方法及其在分子动力学中的应用	机器学习	NA	状态预测信息瓶颈(SPIB)方法	深度学习	分子动力学模拟数据	丙氨酸二肽和chignolin系统
90	2025-05-18	Exploring Schizophrenia Classification Through Multimodal MRI and Deep Graph Neural Networks: Unveiling Brain Region-Specific Weight Discrepancies and Their Association With Cell-Type Specific Transcriptomic Features 2024-12-20, Schizophrenia bulletin IF:5.3Q1 DOI:10.1093/schbul/sbae069 PMID:38754993	研究论文	本研究通过多模态MRI和深度图神经网络探索精神分裂症分类，揭示脑区特异性权重差异及其与细胞类型特异性转录组特征的关联	使用深度学习和图卷积将MRI数据表示为图，结合多模态MRI数据提升分类性能，并通过Grad-CAM和基因表达分析增强可解释性	样本来源仅限于7家医院，可能影响结果的广泛适用性	提升精神分裂症的诊断准确性，提供客观参考和生物标志物	683名精神分裂症患者和606名健康对照者	数字病理学	精神分裂症	结构MRI和功能MRI	图注意力网络（GAT）	图像	1289名参与者（683名患者和606名对照）
91	2025-05-18	Interpretable deep learning for deconvolutional analysis of neural signals 2024-Dec-02, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.01.05.574379 PMID:38260512	research paper	该论文提出了一种可解释的深度学习方法，用于神经信号的解卷积分析	应用算法展开方法设计稀疏解卷积神经网络架构，直接解释网络权重与刺激驱动的单神经元活动之间的关系	NA	通过可解释的深度学习获得对神经活动的机制性理解	多个脑区和记录模态中的单试验局部信号	machine learning	NA	algorithm unrolling	sparse deconvolutional neural networks	neural signals	multiple brain areas and recording modalities
92	2025-05-17	Applicability of Deep Learning to Dynamically Identify the Different Organs of the Pelvic Floor in the Midsagittal Plane 2024-Dec, International urogynecology journal IF:1.8Q3 DOI:10.1007/s00192-024-05841-0 PMID:38913129	研究论文	本研究旨在创建并验证一种卷积神经网络(CNN)，用于通过动态超声识别骨盆底中矢状面的不同器官	首次应用深度学习技术，特别是CNN模型，动态识别骨盆底中矢状面的不同器官	膀胱和子宫的识别准确度相对较低，DSI分别为0.71和0.70	验证CNN在骨盆底器官动态识别中的适用性	骨盆底的不同器官（膀胱、子宫、肛门、耻骨直肠肌等）	计算机视觉	骨盆底疾病	动态超声	CNN（包括UNet、FPN和LinkNet架构）	视频	110名患者（86名用于训练，24名用于测试）
93	2025-05-17	Protein engineering using variational free energy approximation 2024-12-01, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-54814-w PMID:39617781	研究论文	本文提出了一种名为PREVENT的模型，通过变分自由能近似方法生成稳定且功能性的蛋白质变体	PREVENT模型通过学习蛋白质的序列和热力学景观，生成热力学稳定的功能性蛋白质变体，相比传统方法具有更高的效率和成功率	研究仅针对E. coli磷酸转移酶N-乙酰-L-谷氨酸激酶(EcNAGK)的40种变体进行了评估，需要更多样本来验证模型的普适性	加速蛋白质工程过程，生成稳定且功能性的蛋白质变体	E. coli磷酸转移酶N-乙酰-L-谷氨酸激酶(EcNAGK)	蛋白质工程	NA	变分自由能近似	PREVENT	蛋白质序列和结构数据	40种EcNAGK变体
94	2025-05-17	ANALYSIS OF CHALLENGES AND POSSIBILITIES OF USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN MEDICAL DIAGNOSTICS 2024-Dec, Georgian medical news PMID:40007388	review	本文分析了人工智能在医学诊断中的挑战与可能性	系统性地分析了不同类型AI在医学诊断中的应用及其面临的挑战，并提出了未来发展趋势	研究仅基于2019-2024年的24项研究，可能存在样本量不足的问题	评估人工智能在医疗诊断中的应用效果及其潜在机会	人工智能在医学诊断中的各类应用	machine learning	NA	multi-modal AI, deep learning, machine learning	NA	multi-modal data	24项研究
95	2025-05-16	Development and validation of a deep learning model for predicting gastric cancer recurrence based on CT imaging: a multicenter study 2024-Dec-01, International journal of surgery (London, England) DOI:10.1097/JS9.0000000000001627 PMID:38896865	research paper	开发和验证了一种基于CT影像的深度学习模型，用于预测胃癌术后复发	提出了一种结合深度学习特征和临床特征的融合模型（DLFS），用于准确预测胃癌术后复发风险	研究为回顾性设计，可能存在选择偏倚	预测胃癌患者的术后复发风险	2813名接受根治性手术的胃癌患者	digital pathology	gastric cancer	CT imaging	Resnet50	image	2813名患者
96	2025-05-15	Regional, rural and remote medicine attracts students with a similar approach to learning in both the Northern and Southern hemisphere 2024-12, International journal of circumpolar health IF:1.3Q4 DOI:10.1080/22423982.2024.2404274 PMID:39285655	研究论文	本研究比较了南北半球两个医学项目中学生的学习目标取向和学习特征，以探讨适合农村医疗环境的学生特质	首次在跨半球背景下比较农村医学项目学生的学习特征和目标取向	样本仅来自两个医学项目，可能无法代表所有农村医学学生	探讨适合农村医疗环境的学生学习特征和目标取向	263名医学学生（分别来自南北半球的两个医学项目）	医学教育	NA	问卷调查（三种调查工具）	NA	问卷调查数据	263名医学学生
97	2025-05-15	Monitoring Substance Use with Fitbit Biosignals: A Case Study on Training Deep Learning Models Using Ecological Momentary Assessments and Passive Sensing 2024-Dec, AI (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/ai5040131 PMID:40351335	研究论文	本研究探讨了使用Fitbit生物信号监测物质使用的可行性，并通过个性化机器学习和自监督学习技术提高了检测准确性	采用参与者特定的卷积神经网络（CNNs）结合自监督学习（SSL）来检测药物使用，以应对个体间数据异质性问题	样本量较小（仅9名参与者），限制了研究结果的普适性	开发一种基于可穿戴设备生物信号的物质使用实时监测系统	物质使用障碍患者	机器学习	物质使用障碍	自监督学习（SSL）	1D-CNN	生物信号数据	9名参与者
98	2025-05-13	[Coronary artery segmentation based on Transformer and convolutional neural networks dual parallel branch encoder neural network] 2024-Dec-25, Sheng wu yi xue gong cheng xue za zhi = Journal of biomedical engineering = Shengwu yixue gongchengxue zazhi DOI:10.7507/1001-5515.202403058 PMID:40000209	研究论文	提出了一种基于Transformer和CNN双并行分支编码器的新型神经网络DUNETR，用于冠状动脉CTA图像的分割	首次将Transformer和CNN作为双编码器集成，通过NRFF模块融合全局与局部特征，显著提升3D冠状动脉分割效果	未提及模型在小型医疗机构或低质量CT图像上的泛化能力	提高冠状动脉CTA图像自动分割的准确率	冠状动脉的3D CTA图像	计算机视觉	心血管疾病	CTA成像	DUNETR（Transformer+CNN双编码器U-Net变体）	3D医学图像	公开数据集（具体数量未说明）
99	2025-05-12	Pre-trained Convolutional Neural Networks Identify Parkinson's Disease from Spectrogram Images of Voice Samples 2024-Dec-18, Research square DOI:10.21203/rs.3.rs-5348708/v1 PMID:39764112	研究论文	该研究利用预训练的卷积神经网络通过声音样本的声谱图图像识别帕金森病	采用迁移学习的卷积神经网络分析持续元音/a/的声谱图图像，并在更大带宽的智能手机录音数据集上验证性能	电话线录音带宽有限可能影响特征提取	自动检测帕金森病	帕金森病患者的声音样本	数字病理学	帕金森病	声谱图分析	CNN（卷积神经网络）	图像（声谱图）	两个不同录音平台（电话线和智能手机）生成的声音数据集
100	2025-05-11	[Identification of kidney stone types by deep learning integrated with radiomics features] 2024-Dec-25, Sheng wu yi xue gong cheng xue za zhi = Journal of biomedical engineering = Shengwu yixue gongchengxue zazhi DOI:10.7507/1001-5515.202310043 PMID:40000211	研究论文	本文提出了一种结合放射组学和深度学习的框架，用于高精度自动术前分类肾结石类型	结合放射组学特征和深度学习，实现肾结石类型的自动分类	实验结果的准确率为84.5%，仍有提升空间	实现肾结石类型的自动术前分类	感染性和非感染性肾结石	数字病理	肾结石	放射组学方法	3D CNN, LightGBM	图像	NA