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
2281	2026-04-06	An Open-source Protocol for Deep Learning-based Segmentation of Tubular Structures in 3D Fluorescence Microscopy Images 2025-11-14, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/68004 PMID:41325317	研究论文	本文介绍了一个开源、用户友好的工具箱，用于3D荧光显微镜图像中管状结构的端到端分割	工具箱采用基于模拟的数据增强策略，即使在最少训练数据（如仅一张3D图像）下也能提升模型性能，并模拟真实成像伪影	NA	开发一个无需正式编程训练的研究人员也能使用的工具箱，用于3D荧光显微镜图像中管状结构的精确分割	小鼠肝组织中的胆管网络和正弦网络	数字病理学	NA	3D荧光显微镜成像	CNN	3D图像	最少一张3D图像（通过数据增强扩展）	TensorFlow, PyTorch, Keras	3D U-Net, 3D U-Net with attention mechanisms	定性评估, 定量评估	本地GPU, 高性能计算集群, 云平台
2282	2026-04-06	Transfer Learning and UNet Segmentation for Paddy Leaf Disease Classification as a Solution with a User-Friendly Interface for Non-Technical Users 2025-10-24, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/68861 PMID:41212843	研究论文	本研究提出了一种基于迁移学习和UNet分割的定制化深度学习方案，用于水稻叶片病害分类，并开发了用户友好的图形界面供非技术用户使用	结合了定制化的DenseNet-121迁移学习模型与UNet图像分割技术，显著提升了分类准确率，并设计了面向非技术用户的直观交互界面	未明确提及模型在真实田间复杂环境下的泛化能力测试或计算资源需求的具体分析	开发一种可靠且可扩展的水稻叶片病害自动分类解决方案，以辅助农业生产	水稻叶片病害图像，包括Tungro、Sheath Blight、Paddy Hispa、Neck Blast、Narrow Brown Spot、Leaf Scald、Leaf Blast、Brown Spot和Bacterial Leaf Blight	计算机视觉	水稻病害	深度学习，图像分割	CNN	图像	基于Paddy Leaf Diseases Detection Dataset的两个数据集（分割图像与非分割图像），具体样本数量未明确	未明确指定，可能为TensorFlow, PyTorch等	DenseNet-121, UNet	准确率, 精确率, 召回率	未明确指定
2283	2026-04-06	Improving mortality prediction after radiotherapy with large language model structuring of large-scale unstructured electronic health records 2025-10, Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.radonc.2025.111052 PMID:40692078	研究论文	本研究利用开源大语言模型（LLM）对大规模非结构化电子健康记录（EHR）进行结构化处理，以改进放疗后患者的死亡率预测	采用通用领域的大语言模型（而非针对医学数据微调的模型）来结构化非结构化EHR数据，显著提升了生存预测的准确性和模型可解释性	研究主要基于单一医疗中心的数据进行内部验证，外部验证样本量相对较小（852例），且未详细讨论模型在不同医疗系统或人群中的泛化能力	提高放疗后患者死亡率预测的准确性，以优化临床决策和避免对预期寿命有限的患者进行不必要的放疗	接受放疗的患者，包括来自延世癌症中心的34,276例患者（内部数据集）和来自龙仁Severance医院的852例患者（外部验证集）	自然语言处理	癌症	大语言模型（LLM）用于非结构化EHR数据的结构化处理	大语言模型（LLM），深度学习模型	非结构化和结构化的电子健康记录（EHR）数据	内部数据集34,276例患者，外部验证集852例患者	NA	开源大语言模型（具体架构未指定），以及统计、机器学习和深度学习模型	C-index，风险分层的p值，结构化准确率	NA
2284	2026-04-06	Deep learning-based auto-contouring of organs/structures-at-risk for pediatric upper abdominal radiotherapy 2025-07, Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.radonc.2025.110914 PMID:40328363	研究论文	本研究开发了一种基于CT的深度学习模型，用于儿科上腹部肿瘤放疗中危及器官的自动勾画，并评估了其在多个数据集上的鲁棒性	结合内部和公共数据集训练模型，提高了模型在儿科上腹部OARs分割中的鲁棒性，并针对年龄组差异进行了性能分析	胃-肠和胰腺的分割性能较低（DSC值低于0.90），且0-2岁年龄组的模型表现最差	开发并评估用于儿科上腹部放疗中危及器官自动勾画的深度学习模型	儿科上腹部肿瘤患者（包括肾肿瘤和神经母细胞瘤）的CT图像	数字病理	儿科肿瘤	CT成像	深度学习	CT图像	内部数据集189例儿科患者，公共数据集189例CT扫描	NA	NA	Dice相似系数, 95% Hausdorff距离, 平均表面距离	NA
2285	2026-04-06	PET and CT based DenseNet outperforms advanced deep learning models for outcome prediction of oropharyngeal cancer 2025-06, Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.radonc.2025.110852 PMID:40118186	研究论文	本研究探讨了使用传统DenseNet架构，通过优化层数和图像融合策略，在口咽癌患者无复发生存期预测中是否能够达到与先进深度学习模型相当的性能	研究表明，具有81层的传统DenseNet架构在内部测试集上达到了与更复杂架构的先进模型相当的预测性能，并在外部测试中表现更优，且移除GTV输入数据在某些情况下能提升外部测试性能	研究未详细讨论模型在其他癌症类型或更大数据集上的泛化能力，也未分析不同融合策略在所有临床场景下的最优性	比较传统DenseNet架构与先进深度学习模型在口咽癌患者无复发生存期预测中的性能	口咽癌患者	数字病理	口咽癌	PET和CT成像	DenseNet	图像	HECKTOR 2022数据集包含489名患者（训练集369名，测试集120名），外加400名患者的外部测试集	NA	DenseNet81	C-index	NA
2286	2026-04-06	Incorporating indirect MRI information in a CT-based deep learning model for prostate auto-segmentation 2025-05, Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.radonc.2025.110806 PMID:39988305	研究论文	本研究开发了一种基于CT的深度学习模型，用于前列腺自动分割，旨在在CT成像中实现MRI轮廓指南	首次设计用于在CT成像中实施MRI轮廓指南的深度学习模型，并且是首个根据ESTRO-ACROP轮廓指南训练的模型	模型在开发过程中从未接触过MRI图像，可能限制了其对MRI信息的间接利用能力	开发一种深度学习模型，用于在CT成像中自动分割前列腺及危及器官，以辅助前列腺癌外部束放射治疗	165名前列腺癌患者的CT扫描数据	数字病理学	前列腺癌	CT扫描	深度学习	图像	165例患者CT扫描（136例训练，29例测试）	NA	三维U-Net	Dice相似系数, 95百分位Hausdorff距离	NA
2287	2026-04-06	Personalized auto-segmentation for magnetic resonance imaging-guided adaptive radiotherapy of large brain metastases 2025-04, Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.radonc.2025.110773 PMID:39914742	研究论文	本研究开发了一种两阶段的个性化深度学习自动分割模型，用于辅助大体积脑转移瘤的在线勾画，以优化磁共振引导自适应放疗的工作流程	提出了一种两阶段的个性化深度学习自动分割模型，专门针对大体积脑转移瘤在放疗过程中的体积变化进行优化，相比基础模型和刚性配准方法，在肿瘤体积显著缩小时表现出更好的性能	研究样本量相对有限，仅基于20个大体积脑转移瘤的741幅每日在线MR图像进行个性化模型开发，且仅对8名患者进行了手动勾画与DLAS辅助勾画的对比评估	优化磁共振引导自适应放疗（MRgART）的工作流程，提高大体积脑转移瘤在线勾画的准确性和效率	大体积脑转移瘤（直径≥2厘米）患者	数字病理学	脑转移瘤	磁共振成像（MRI），深度学习自动分割	深度学习模型	多序列磁共振图像	177个脑转移瘤用于基础模型训练，20个大体积脑转移瘤的741幅每日在线MR图像用于个性化模型开发，8名患者用于对比评估	NA	NA	Dice相似系数（DSC）	NA
2288	2026-04-06	Assessing multiple MRI sequences in deep learning-based synthetic CT generation for MR-only radiation therapy of head and neck cancers 2025-04, Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.radonc.2025.110782 PMID:39929288	研究论文	本研究探讨了多种MRI序列对头颈部区域基于深度学习的合成CT生成质量的影响	首次系统评估了多种MRI序列（包括T1pre-、T1post-contrast、T2及Dixon图像）在深度学习合成CT生成中的效果，并确定了最优的多通道输入组合	样本量较小（仅26名患者），且研究局限于头颈部癌症，未涉及其他解剖区域	评估多通道MRI序列对深度学习合成CT生成质量的影响，以支持头颈部癌症的仅MRI放射治疗计划	头颈部癌症患者的MRI和CT图像数据	医学影像分析	头颈部癌症	MRI序列（T1pre-、T1post-contrast、T2及Dixon图像）	深度学习模型	医学影像（MRI和CT图像）	26名头颈部癌症患者，共12个MRI序列	U-Net框架	U-Net	平均绝对误差（MAE）、Dice相似系数（DSC）、Gamma通过率	NA
2289	2026-04-06	A variational deep-learning approach to modeling memory T cell dynamics 2025-Feb-25, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.07.08.602409 PMID:40060443	研究论文	本文提出了一种结合深度学习和随机变分推理的方法，用于从高维单细胞流式细胞术数据中同时推断动态模型参数和细胞群体结构，以研究小鼠流感病毒感染后肺驻留记忆T细胞的动态变化	该方法直接基于原始单细胞数据训练，而非预定义聚类动力学，能够同时推断动态模型参数和群体结构，为高维时间序列数据的解释提供了新基础	研究仅针对小鼠流感病毒感染模型中的肺驻留记忆T细胞，尚未在其他生物系统或疾病中验证	研究流感病毒感染后肺驻留记忆CD4和CD8 T细胞的动态发展和持久性	小鼠肺组织中的记忆CD4和CD8 T细胞	机器学习	流感	单细胞流式细胞术	深度学习	单细胞流式细胞术数据	NA	NA	NA	NA	NA
2290	2026-04-05	Multimodal Motion Capture Toolbox for Enhanced Analysis of Intersegmental Coordination in Children with Cerebral Palsy and Typically Developing 2025-12-16, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/69604 PMID:41490048	研究论文	本研究开发了一个多模态运动捕捉工具箱，用于增强脑瘫儿童和正常发育儿童节段间协调性的分析	结合了多种运动捕捉技术（包括研究级运动学设备、惯性测量单元、3D无标记系统和基于MediaPipe的2D无标记系统），并采用开源方法解决感觉处理问题患者群体的挑战	样本量较小（仅包括两名脑瘫儿童和两名正常发育儿童），可能限制结果的普遍性	评估和比较3D标记与2D无标记运动捕捉系统在分析儿童运动协调模式中的可行性和效果	脑瘫儿童和正常发育儿童	计算机视觉	脑瘫	运动捕捉技术、深度学习人体姿态估计	NA	视频、运动学数据	4名儿童（2名脑瘫儿童，2名正常发育儿童）	MediaPipe	NA	NA	NA
2291	2026-04-05	Case-Based Reasoning with Deep Learning for a Hybrid Approach to Legal Text Summarization 2025-12-12, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/69287 PMID:41460740	研究论文	本文提出了一种结合案例推理与深度学习的混合方法，用于法律文本摘要生成	将案例推理与多阶段Transformer架构相结合，用于法律文本摘要，在事实准确性、推理保真度和法律实体保留方面表现优异	未明确说明模型的计算复杂度或处理超长法律文档的具体限制	开发一种能够准确高效生成法律文本摘要的混合方法	法律案例文本	自然语言处理	NA	深度学习，案例推理	Transformer	文本	4,968个法律案例	未明确说明	多阶段Transformer架构	准确率，ROUGE分数，连贯性	NA
2292	2026-04-05	Deep learning in CT image reconstruction and processing: techniques, performance evaluation, radiation dose, and future perspective 2025-Nov-01, The British journal of radiology DOI:10.1093/bjr/tqaf260 PMID:41099810	综述	本文综述了基于深度学习的CT图像重建与处理技术，涵盖技术实现、性能评估、辐射剂量降低及未来展望	系统分类DLR方法（投影空间、投影到图像空间、图像空间及混合技术），并强调虚拟成像试验等定量评估技术的重要性	在低对比度病变检测和表征方面存在挑战，辐射剂量降低可能仍低于传统方法的50%，且低剂量下可能产生虚假结构	概述深度学习在CT图像重建与处理中的应用，以优化算法降低辐射剂量并提升诊断性能	CT图像重建与处理技术，包括噪声降低、伪影校正和空间分辨率增强	计算机视觉	NA	深度学习图像重建	NA	CT图像	NA	NA	NA	噪声降低、伪影校正、空间分辨率增强	NA
2293	2026-04-05	The Synergy of Artificial Intelligence and 3D Bioprinting: Unlocking New Frontiers in Precision and Tissue Fabrication 2025-Oct-28, Advanced functional materials IF:18.5Q1 DOI:10.1002/adfm.202509530 PMID:41181574	综述	本文综述了人工智能在3D生物打印中的变革性作用，重点关注AI如何提升其精度、功能性和可扩展性	系统性地探讨了AI（包括机器学习、计算机视觉、机器人学等）如何通过实时过程监控、错误纠正和参数优化来革新3D生物打印技术，并强调了其在自动化质量控制、预测性维护和减少生物墨水浪费方面的创新应用	在过程监控、质量控制和生物打印系统的可扩展性方面仍存在挑战	指导科学家、工程师和医疗保健提供者理解AI增强型生物打印的复杂性和潜力，促进对其在再生医学和个性化医疗中未来作用的更深入认识	3D生物打印技术及其与人工智能的融合	机器学习, 计算机视觉, 自然语言处理	NA	3D生物打印	深度学习	复杂数据集	NA	NA	NA	细胞活力, 结构保真度	NA
2294	2026-04-05	ACtriplet: An improved deep learning model for activity cliffs prediction by in tegrating triplet loss and pre-training 2025-Aug, Journal of pharmaceutical analysis IF:6.1Q1 DOI:10.1016/j.jpha.2025.101317 PMID:40893440	研究论文	本文提出了一种名为ACtriplet的改进深度学习模型，通过整合三元组损失和预训练策略来预测活性悬崖	将人脸识别中的三元组损失与预训练策略相结合，开发了专门针对活性悬崖的预测模型，以更好地利用现有数据	未提及具体的数据量限制或模型泛化能力的详细评估	开发一种改进的深度学习模型，用于预测药物发现中的活性悬崖，以优化分子结构	活性悬崖（相似化合物对，其结构微小差异导致结合亲和力显著不同）	机器学习	NA	深度学习	深度神经网络	分子图像或图数据	基于30个基准数据集进行实验	NA	ACtriplet	NA	NA
2295	2026-04-05	Assessing the Performance of the DINOv2 Self-supervised Learning Vision Transformer Model for the Segmentation of the Left Atrium from MRI Images 2025-Feb, Proceedings of SPIE--the International Society for Optical Engineering DOI:10.1117/12.3048192 PMID:41878116	研究论文	本研究评估了基于自监督学习的视觉Transformer基础模型DINOv2在MRI图像上分割左心房的性能	探索了在自然图像上预训练的DINOv2模型在医学图像分割任务中的开箱即用潜力，并证明了其在有限标注数据下的优异表现	研究主要针对左心房分割，且数据量和患者数量有限，未广泛验证于其他心脏结构或医学影像模态	评估DINOv2模型在心脏MRI图像中左心房分割任务的准确性和一致性，探索其在医学影像领域的应用潜力	心脏MRI图像中的左心房结构	计算机视觉	心血管疾病	MRI成像	Transformer	图像	未明确说明具体样本数量，但提及了不同数据集大小和患者数量的少样本学习实验	NA	DINOv2	Dice系数, IoU	NA
2296	2026-04-05	Diagnostic performance and generalizability of deep learning for multiple retinal diseases using bimodal imaging of fundus photography and optical coherence tomography 2025, Frontiers in cell and developmental biology IF:4.6Q1 DOI:10.3389/fcell.2025.1665173 PMID:41018263	研究论文	本研究开发并评估了基于彩色眼底照相和光学相干断层扫描的双模态深度学习模型，用于检测多种视网膜疾病，并评估其诊断性能和泛化能力	提出了双模态融合模型（Fusion-MIL），结合了彩色眼底照相和光学相干断层扫描数据，在多种设备和扫描模式下表现出优于单模态模型的诊断性能和高泛化能力	研究为横断面设计，未进行前瞻性验证；样本量相对有限，且数据来自特定医院和设备，可能影响模型在更广泛人群中的适用性	开发并评估深度学习模型，用于检测和分类多种视网膜疾病，提升诊断准确性和泛化能力	视网膜疾病患者，包括糖尿病视网膜病变、年龄相关性黄斑变性、病理性近视、视网膜前膜和黄斑水肿等	计算机视觉	视网膜疾病	彩色眼底照相，光学相干断层扫描	深度学习模型，多实例学习	图像	1445对CFP-OCT图像来自1029名患者，另有1184对用于ATN分类	NA	Fusion-MIL, CFP-MIL, OCT-MIL	AUC	NA
2297	2026-04-04	Automated Deep Learning-based Segmentation of the Dentate Nucleus Using Quantitative Susceptibility Mapping MRI 2025-11, Radiology. Artificial intelligence DOI:10.1148/ryai.240478 PMID:40767617	研究论文	开发了一种基于深度学习的齿状核自动分割工具，应用于脑部定量磁化率成像	提出了一种两步式（定位+分割）深度学习流程，在多个外部数据集上验证了其泛化能力，并公开了模型	研究为回顾性设计，样本年龄范围有限（11-64岁），且仅包含特定疾病群体	开发一种从脑部QSM图像中自动、准确分割齿状核的工具	健康对照者以及小脑性共济失调或多发性硬化症患者的脑部QSM图像	医学图像分析	小脑性共济失调，多发性硬化症	定量磁化率成像	CNN	3D MRI图像	328名个体（141名健康人，187名患者），来自9个不同数据集	nnU-Net	nnU-Net	Dice分数，组内相关系数，皮尔逊相关系数	NA
2298	2026-04-04	Leveraging AI to explore structural contexts of post-translational modifications in drug binding 2025-May-04, Journal of cheminformatics IF:7.1Q1 DOI:10.1186/s13321-025-01019-y PMID:40320551	研究论文	本文利用AI技术探索翻译后修饰在药物结合中的结构背景，通过大规模建模分析PTMs对药物结合的影响	首次大规模应用AI驱动的蛋白质结构预测工具（如AlphaFold3）生成PTM修饰蛋白质与配体结合的模型，并构建了首个提供小分子结合相关PTMs结构背景的资源数据库	方法准确性评估需要更大的基准测试集，当前模型的精确度有待进一步验证	探索翻译后修饰在药物结合中的结构影响，以促进药物发现	人类蛋白质中的小分子结合相关翻译后修饰	计算生物学	癌症	AI驱动的蛋白质结构预测与分子对接模拟	深度学习	蛋白质结构数据	6,131个已识别的PTMs，映射到ECOD数据库的结构域，生成了14,178个PTM修饰蛋白质模型	AlphaFold3, RoseTTAFold All-Atom, Chai-1	深度学习蛋白质结构预测模型	NA	未明确指定，但提及了计算能力的进步和AI工具的使用
2299	2026-04-03	MUC5B Genotype and Other Common Variants Are Associated with Computational Imaging Features of Usual Interstitial Pneumonia 2025-Apr, Annals of the American Thoracic Society IF:6.8Q1 DOI:10.1513/AnnalsATS.202401-022OC PMID:39591102	研究论文	本研究探讨了IPF患者遗传风险谱与基于深度学习的CT影像表型之间的关联	首次将MUC5B基因型等常见变异与基于深度学习的UIP模式计算影像特征相关联，利用深度学习分析增强基因型-表型关联的识别能力	未发现常见变异与计算影像评估的纤维化程度之间的关联，且MUC5B基因型与视觉评估的UIP模式无显著关联	确定IPF患者的遗传风险谱是否能识别独特的计算影像表型	IPF患者	数字病理	肺纤维化	计算影像分析（放射组学）	深度学习	CT影像	329名IPF参与者	NA	NA	NA	NA
2300	2026-04-03	Recipes and ingredients for deep learning models of 3D genome folding 2025-Apr, Current opinion in genetics & development IF:3.7Q2 DOI:10.1016/j.gde.2024.102308 PMID:39862604	综述	本文比较和对比了用于预测基因组接触图的深度学习模型，综述了预处理、架构、训练、评估和解释方法	系统性地综述了三维基因组折叠的深度学习模型，突出了不同模型的能力和局限性，并指出了未来研究方向	作为综述文章，未提出新的实验数据或模型，主要基于现有文献进行分析	探讨深度学习模型在预测三维基因组折叠中的应用，以理解基因调控和疾病机制	三维基因组折叠和基因组接触图	机器学习	NA	NA	深度学习模型	基因组接触图数据	NA	NA	NA	NA	NA