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
141	2025-11-09	Interpretable weakly-supervised learning through kernel density matrices: A digital pathology use case 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0335826 PMID:41191610	研究论文	提出一种基于核密度矩阵的可解释弱监督学习框架WiSDoM，应用于数字病理图像分类	首次将核密度矩阵用于统一全监督和弱监督学习模式，提供可量化的解释性指标	NA	开发一种同时支持全监督和弱监督学习的可解释分类框架	数字病理图像中的组织切片	数字病理	前列腺癌	核密度矩阵，注意力机制，原型生成	深度学习	图像	NA	NA	局部-全局注意力机制，核空间采样	AUC	NA
142	2025-11-09	Deep learning-based automated detection of supernumerary teeth in pediatric panoramic radiographs 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0335845 PMID:41191613	研究论文	本研究开发了一种基于YOLOv8的深度学习模型，用于在儿童全景X光片中自动检测和定位多生牙	首次将YOLOv8模型应用于儿童全景X光片中多生牙的自动检测和定位	验证样本量有限，分割模型的召回率较低，存在漏检情况	评估基于卷积神经网络的深度学习模型在儿童全景X光片中自动定位和分类多生牙的诊断准确性和临床适用性	儿童患者的多生牙	计算机视觉	口腔疾病	全景X光摄影	CNN	医学影像	2000张儿童全景X光片，其中140张用于标注（71张阳性，69张阴性），20张用于独立验证	YOLOv8	YOLOv8	精确率, 召回率, F1分数, McNemar检验	NA
143	2025-11-08	FastKAN-DDD: A novel fast Kolmogorov-Arnold network-based approach for driver drowsiness detection optimized for TinyML deployment 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0332577 PMID:41191636	研究论文	提出一种基于快速Kolmogorov-Arnold网络的轻量级驾驶员疲劳检测模型FastKAN-DDD，专为TinyML部署优化	首次将FastKAN架构应用于驾驶员疲劳检测，采用基于径向基函数的可学习非线性激活函数，并通过后训练量化技术实现极致轻量化	仅使用单一数据集UTA-RLDD进行验证，未在其他数据集上测试泛化能力	开发适用于资源受限环境的实时驾驶员疲劳检测系统	驾驶员疲劳状态	机器学习	NA	TinyML, 后训练量化	FastKAN	图像	UTA-RLDD数据集	TensorFlow Lite Micro	FastKAN with RBF激活函数	准确率, 推理延迟, 内存占用	微控制器
144	2025-11-09	Deep-learning-based automatic liver segmentation using computed tomography images in dogs 2025, Frontiers in veterinary science IF:2.6Q1 DOI:10.3389/fvets.2025.1681820 PMID:41195076	研究论文	开发基于3D U-Net的深度学习模型用于犬类腹部CT图像的肝脏自动分割	首次将深度学习应用于犬类肝脏CT图像分割，填补了兽医领域自动化分割的技术空白	样本量相对有限（221例），未明确说明模型在更广泛犬种和病理条件下的泛化能力	开发并验证用于犬类肝脏自动分割的深度学习模型	犬类腹部CT扫描图像	计算机视觉	肝脏疾病	计算机断层扫描（CT）	3D U-Net	医学影像（CT图像）	221例犬类腹部CT扫描（159例无肝脏肿块，62例有肝脏肿块）	NA	3D U-Net	Dice相似系数	NA
145	2025-11-09	Deep learning-based automated quantification system for abdominal aortic calcification: multicenter cohort study for algorithm development and clinical validation 2025, Frontiers in cardiovascular medicine IF:2.8Q2 DOI:10.3389/fcvm.2025.1647882 PMID:41195129	研究论文	开发基于深度学习的腹主动脉钙化自动量化系统，并通过多中心研究进行算法开发和临床验证	首次建立结合nnUnet分割和ResNet回归的自动化腹主动脉钙化评分系统，实现多中心标准化定量分析	研究样本仅来自浙江省五个医疗中心，可能存在地域局限性	建立自动化腹主动脉钙化评分系统以支持动脉粥样硬化管理的临床决策	2,941名个体的腹主动脉X射线图像	计算机视觉	心血管疾病	X射线成像	CNN	图像	2,941例（训练集1,737例，内部验证471例，外部验证733例）	PyTorch	nnUnet, ResNet	平均绝对误差, Spearman相关系数, 组内相关系数, 敏感性, 特异性	NA
146	2025-11-09	A hybrid AI approach for predicting academic performance in RBE students 2025, Frontiers in artificial intelligence IF:3.0Q2 DOI:10.3389/frai.2025.1651100 PMID:41195199	研究论文	本研究提出一种混合人工智能方法，用于预测RBE学生的学业表现	首次在私立宗教性质的EBR机构中应用机器学习预测学业表现，并采用结合深度学习和机器学习的集成模型	研究局限于特定类型的私立教育机构，未提及其他潜在限制因素	开发预测学业表现的决策支持工具	常规基础教育学生	机器学习	NA	机器学习，深度学习	Logistic Regression, Support Vector Machine, Random Forest, GRU, BiGRU, AlexNet, 集成模型	教育数据	NA	NA	AlexNet, Gated Recurrent Unit, Bidirectional Gated Recurrent Unit	准确率，精确率，灵敏度	NA
147	2025-11-09	Voiceprints of cognitive impairment: analyzing digital voice for early detection of Alzheimer's and related dementias 2025, NPJ dementia DOI:10.1038/s44400-025-00040-0 PMID:41195302	研究论文	利用人工智能分析数字语音录音，实现认知障碍的早期检测和阿尔茨海默病亚型区分	首次结合特征工程机器学习和端到端深度学习（包含大语言模型）分析语音特征，实现早期认知障碍的高精度检测	样本量相对有限（188名参与者），需要在更大群体中验证	通过语音分析实现阿尔茨海默病及相关痴呆症的早期检测和亚型区分	LEADS研究中的早期发病AD患者、早期发病非AD认知障碍患者和认知正常对照组	自然语言处理	阿尔茨海默病	数字语音录音分析	机器学习,深度学习,大语言模型	语音	120名患者和68名认知正常对照	NA	NA	AUC	NA
148	2025-11-09	Enhancing drug-target interaction prediction with graph representation learning and knowledge-based regularization 2025, Frontiers in bioinformatics IF:2.8Q2 DOI:10.3389/fbinf.2025.1649337 PMID:41195325	研究论文	提出结合图表示学习和知识正则化的新框架，用于提升药物-靶点相互作用预测性能	开发了结合图神经网络与知识整合的新方法，通过定制化图消息传递机制和知识正则化策略将生物医学知识融入表示学习	未明确说明模型在更大规模数据集上的泛化能力及计算效率分析	提高药物-靶点相互作用预测的准确性和可解释性，加速药物发现和重定位	药物分子结构和蛋白质序列	机器学习	NA	图表示学习，知识整合	图神经网络	分子结构图，蛋白质序列	多个基准数据集（具体数量未明确说明）	NA	图神经网络，消息传递网络	AUC, AUPR	NA
149	2025-11-09	Enhancing deep learning models for predicting smoking Status using clinical data in patients with chronic obstructive pulmonary disease 2025 Jan-Dec, Digital health IF:2.9Q2 DOI:10.1177/20552076251393380 PMID:41195375	研究论文	本研究开发并评估了深度学习模型，通过整合行为和心理社会变量与临床数据来改善COPD患者持续吸烟状态的预测	将行为和心理社会变量与临床数据整合到深度学习模型中，提高了COPD患者吸烟状态预测的准确性，同时通过SHAP分析保持模型可解释性	研究样本相对有限（350名患者），缺乏大型外部数据集中常见的行为变量，需要在更多样化人群中验证模型性能	开发改进的深度学习模型来预测慢性阻塞性肺疾病患者的持续吸烟状态	350名COPD患者，其中包括51名当前吸烟者	机器学习	慢性阻塞性肺疾病	临床数据分析，行为和心理社会变量整合	深度学习，机器学习	临床数据，行为数据，心理社会数据	350名COPD患者（51名当前吸烟者）	Optuna	Residual Neural Network	macro F1 score, 95%置信区间	NA
150	2025-11-08	Multi-Scale Autoencoder Suppression Strategy for Hyperspectral Image Anomaly Detection 2025, IEEE transactions on image processing : a publication of the IEEE Signal Processing Society IF:10.8Q1 DOI:10.1109/TIP.2025.3595408 PMID:40779374	研究论文	提出一种多尺度自编码器抑制策略用于高光谱图像异常检测	结合局部特征提取器与全局特征提取器实现多尺度特征提取，并设计自注意力抑制模块降低异常像素影响	未明确说明计算复杂度及实时性表现	提高高光谱图像异常检测的准确性	高光谱图像数据	计算机视觉	NA	高光谱成像	自编码器	高光谱图像	八个数据集	NA	Transformer, ODConv	检测准确率	NA
151	2025-11-08	Delineating SARS-CoV-2 spike protein and antibodies interaction interfaces via siamese neural networks: A geometric and image-based analysis 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0335270 PMID:41187146	研究论文	通过孪生神经网络结合深度图和几何描述符分析SARS-CoV-2刺突蛋白与抗体相互作用界面	首次将深度图与分子表面几何描述符集成到孪生神经网络中，通过几何形状互补性区分稳定与不稳定蛋白质复合物	NA	开发能够准确预测抗体-抗原相互作用稳定性的深度学习模型	SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合域的结合体与非结合体	生物信息学	COVID-19	深度学习方法	Siamese Neural Network	图像数据（深度图）和几何描述符	NA	NA	Siamese Neural Network	准确率	NA
152	2025-11-08	E-RespiNet: An LLM-ELECTRA driven triple-stream CNN with feature fusion for asthma classification 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0334528 PMID:41187139	研究论文	提出E-RespiNet多模态深度学习架构，通过集成ELECTRA和三流CNN实现哮喘呼吸音自动分类	首次将ELECTRA的判别式预训练与三流CNN框架结合，并采用基于对立学习的和声搜索优化	跨机构验证准确率为75.7%，存在23.3%的泛化差距	开发自动呼吸音分类系统以改善资源受限环境下的呼吸疾病诊断	哮喘患者的呼吸音数据	数字病理	哮喘	呼吸音分析	CNN,ELECTRA	音频	两个临床数据集：哮喘检测数据集V2（1,211条录音，5种条件）和KA大学医院数据集（940个样本，81名受试者，4种条件）	PyTorch,TensorFlow	三流CNN,ELECTRA	准确率,AUC	GPU
153	2025-11-08	Attention to detail: A conditional multi-head transformer for traffic sign recognition 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0335341 PMID:41187177	研究论文	提出一种条件多头Transformer模型用于交通标志识别，通过动态调整特征提取和注意力机制提升分类性能	提出条件视觉Transformer(CViT)，能够根据输入标志类型动态调整特征聚合、Q/K/V投影和注意力机制	未明确说明模型在极端天气或严重遮挡条件下的鲁棒性测试	提升自动驾驶应用中交通标志识别的准确性和可靠性	交通标志	计算机视觉	NA	深度学习	Transformer	图像	NA	NA	Vision Transformer, 条件视觉Transformer(CViT)	准确率, 微精确率, 宏召回率, 宏F1分数	NA
154	2025-11-08	Application of deep learning in behavior recognition and early warning system for campus safety management 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0335040 PMID:41187211	研究论文	提出基于深度学习的校园行为识别与预警系统DeepCARE，通过视频分析检测异常行为	结合CNN与LSTM的混合模型架构，并集成自编码器异常检测模块以提高准确率并降低误报	NA	提升校园安全管理中的行为识别能力与预警响应速度	校园监控视频中的异常行为（如攻击行为、未授权进入、禁区滞留）	计算机视觉	NA	实时视频分析	CNN, LSTM, Autoencoder	视频	NA	NA	CNN-LSTM混合架构	准确率	NA
155	2025-11-08	Meta analysis of the diagnostic efficacy of transformer-based multimodal fusion deep learning models in early Alzheimer's disease 2025, Frontiers in neurology IF:2.7Q3 DOI:10.3389/fneur.2025.1641548 PMID:41189652	荟萃分析	通过荟萃分析系统评估基于Transformer的多模态融合深度学习模型在早期阿尔茨海默病诊断中的效能	首次系统评估Transformer多模态融合模型在早期AD诊断中的表现，发现多模态整合、特征级融合和多中心数据应用是关键优势	单中心数据比例较高，模型可解释性不足	评估Transformer多模态融合深度学习模型在早期阿尔茨海默病诊断中的效能	早期阿尔茨海默病患者	医学人工智能	阿尔茨海默病	多模态数据融合	Transformer, CNN	多模态医学数据	20项临床研究，12,897名参与者	NA	Transformer, Dual-3DM3AD, 混合Transformer模型(Transformer+CNN)	AUC, 敏感度, 特异度, 准确率	NA
156	2025-11-08	Finding differentially expressed genes between cell fates predicted by image-based deep learning 2025, Biophysics and physicobiology IF:1.6Q4 DOI:10.2142/biophysico.bppb-v22.0022 PMID:41189733	研究论文	开发了一种整合基于图像的深度学习细胞命运预测与单细胞转录组分析的方法，用于发现不同预测命运间的差异表达基因	首次将基于图像的细胞命运深度学习预测与单细胞全转录组分析相结合，在转录组谱未显示明显聚类时仍能检测差异表达基因	仅作为原理验证应用于热应激诱导的细胞死亡模型，尚未在其他细胞命运决定过程中验证	发现细胞命运决定过程中的早期触发基因	哺乳动物细胞系中经历热应激后命运不同的细胞	计算生物学	NA	单细胞RNA测序(scRNA-seq), 延时成像	深度学习模型	细胞图像, 转录组数据	经历热应激的哺乳动物细胞系细胞	NA	NA	差异表达基因检测	NA
157	2025-11-08	FROG: a new people detection dataset for knee-high 2D range finders 2025, Frontiers in robotics and AI IF:2.9Q2 DOI:10.3389/frobt.2025.1671673 PMID:41189740	研究论文	提出名为FROG的新型膝高2D测距仪人员检测数据集及端到端深度学习检测方法	创建了激光分辨率更高、扫描频率更快、标注更完整的膝高2D测距仪数据集，并提出无需手工特征处理的端到端深度学习检测方法	未明确说明数据集的采集环境多样性及模型在极端场景下的泛化能力	提升移动机器人使用膝高2D测距仪进行人员检测的性能	移动机器人膝高2D测距仪采集的激光扫描数据	计算机视觉	NA	2D激光测距技术	深度学习	激光扫描数据	17倍于DROW数据集的标注扫描数，100倍的人员标注数	ROS	端到端深度学习架构	检测频率（Hz）	未明确说明
158	2025-11-08	Exploring the ethical issues posed by AI and big data technologies in drug development 2025, Frontiers in public health IF:3.0Q2 DOI:10.3389/fpubh.2025.1585180 PMID:41189967	综述	系统分析人工智能与大数据技术在药物开发中的技术突破、潜在风险与治理路径	首次系统探讨AI与大数据在药物研发效率革命中的伦理底线与责任创新生态系统构建	未涉及具体技术实施方案的伦理验证	探索AI与大数据技术在药物开发中引发的伦理问题及治理方案	药物开发过程中的人工智能与大数据技术应用	生物医学信息学	NA	大数据分析, 深度学习	深度学习	生物医学大数据	NA	NA	NA	NA	NA
159	2025-11-08	WOAENet: a whale optimization-guided ensemble deep learning with soft voting for uterine cancer diagnosis based on MRI images 2025, Frontiers in artificial intelligence IF:3.0Q2 DOI:10.3389/frai.2025.1664201 PMID:41190038	研究论文	提出一种基于鲸鱼优化算法引导的集成深度学习框架WOAENet，用于子宫癌MRI图像的自动诊断	首次将鲸鱼优化算法应用于深度学习模型超参数调优，并构建软投票集成框架用于子宫癌诊断	研究基于单一医疗机构的数据集，需要更多外部验证	开发准确高效的子宫癌自动诊断方法	子宫MRI图像	计算机视觉	子宫癌	MRI成像	CNN,集成学习	医学图像	来自King Abdullah University Hospital的子宫癌MRI数据集	TensorFlow, PyTorch	MobileNetV2, DenseNet121, LVM	准确率,特异性,F1分数	NA
160	2025-11-07	Enhanced diagnosis of pes planus and pes cavus using deep learning-based segmentation of weight-bearing lateral foot radiographs: a comparative observer study 2025-Jan, Biomedical engineering letters IF:3.2Q2 DOI:10.1007/s13534-024-00439-3 PMID:39781051	研究论文	开发基于深度学习的足部承重侧位X线片语义分割模型，用于增强扁平足和高弓足的诊断	首次将U-Net模型应用于足部承重X线片的语义分割，并采用混合损失函数结合Dice Loss和边界损失来提升分割精度	研究样本仅来自韩国年轻男性，缺乏更广泛人群的验证	通过深度学习模型改进扁平足和高弓足的诊断准确性	足部承重侧位X线片	数字病理学	足部畸形	X射线成像	CNN	医学影像	300张韩国年轻男性足部X线片（200训练，100内部验证），外加两个外部验证数据集	NA	U-Net	角度测量误差，诊断准确率	NA