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
441	2025-11-18	De novo Design of All-atom Biomolecular Interactions with RFdiffusion3 2025-Sep-18, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.09.18.676967 PMID:41000976	研究论文	提出RFdiffusion3扩散模型用于在全原子环境中设计蛋白质结构及其与其他生物分子的相互作用	首次实现全原子级别的生物分子相互作用设计，能够处理蛋白质与配体、核酸等非蛋白质原子的复杂约束	NA	开发能够设计蛋白质与其他生物分子相互作用的新方法	蛋白质结构、配体、核酸、酶、DNA结合蛋白、半胱氨酸水解酶	计算生物学	NA	扩散模型	扩散模型	蛋白质结构数据、原子坐标	NA	NA	RFdiffusion3	基准测试性能	计算成本降低至先前方法的十分之一
442	2025-11-18	Explainable ResNet-long short-term memory model for the classification of bowel sounds frequency based on multifeature fusion 2025-Sep, The Journal of international medical research IF:1.4Q4 DOI:10.1177/03000605251376915 PMID:41027655	研究论文	开发基于多特征融合的可解释ResNet-LSTM模型用于肠鸣音频率分类	提出结合ResNet50 V2和长短期记忆网络的多特征融合方法，并采用局部可解释模型无关解释增强模型透明度	NA	肠鸣音活动水平的准确客观分类，用于胃肠功能评估	肠鸣音音频数据	机器学习	胃肠疾病	音频特征提取	CNN, LSTM	音频	来自三个医疗机构的前瞻性多中心研究	NA	ResNet50 V2, LSTM	准确率, 马修斯相关系数, 加权科恩卡帕系数, 灵敏度, 特异性	NA
443	2025-11-18	Benchmarking and Explaining Deep Learning Cortical Lesion MRI Segmentation in Multiple Sclerosis 2025-Jul-16, ArXiv PMID:40969490	研究论文	提出一个用于多发性硬化症皮质病变MRI分割的深度学习基准测试框架	首次建立多中心皮质病变检测与分割基准，提出针对皮质病变检测优化的nnU-Net改进方案，并进行模型决策解释分析	数据来自四个机构，虽然多样化但仍可能存在泛化限制，病变模糊性和协议差异可能影响模型性能	开发标准化自动方法用于多发性硬化症皮质病变的MRI检测和分割	多发性硬化症患者的皮质病变	医学影像分析	多发性硬化症	MRI, MP2RAGE, MPRAGE序列	深度学习	MRI图像	656个MRI扫描，来自四个机构的临床试验和研究数据	nnU-Net	nnU-Net	F1-score	NA
444	2025-11-18	Development of a deep learning algorithm for detecting significant coronary artery stenosis in whole-heart coronary magnetic resonance angiography 2025-Jun-30, Journal of cardiovascular magnetic resonance : official journal of the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance IF:4.2Q1 DOI:10.1016/j.jocmr.2025.101932 PMID:40602666	研究论文	开发用于全心脏冠状动脉磁共振血管成像中检测显著冠状动脉狭窄的深度学习算法	首次将深度学习算法应用于全心脏CMRA图像中自动检测冠状动脉狭窄，为无创诊断提供辅助工具	样本量相对较小（75名患者），仅针对管腔直径减少>50%的狭窄进行检测	开发能够准确检测冠状动脉狭窄的深度学习算法，并验证其作为辅助诊断工具的有效性	冠状动脉血管段	医学影像分析	心血管疾病	冠状动脉磁共振血管成像，侵入性冠状动脉血管造影	CNN	医学影像	75名患者的951个冠状动脉段	NA	深度卷积神经网络	AUC, 灵敏度, 特异性, 准确率	NA
445	2025-11-18	Piscis: a novel loss estimator of the F1 score enables accurate spot detection in fluorescence microscopy images via deep learning 2025-Jan-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.01.31.578123 PMID:38352551	研究论文	提出一种名为Piscis的深度学习算法，通过新颖的SmoothF1损失函数实现荧光显微镜图像中RNA转录本斑点的自动检测	开发了SmoothF1损失函数，能够近似F1分数并直接惩罚假阳性和假阴性，同时保持可微分性以适用于深度学习训练	NA	开发无需手动参数调优的自动斑点检测算法，用于空间转录组学图像分析	荧光显微镜图像中的RNA转录本斑点	计算机视觉	NA	RNA FISH（荧光原位杂交），空间转录组学	深度学习	荧光显微镜图像	358张手动标注的实验RNA FISH图像和240张合成图像	NA	NA	F1分数	NA
446	2025-11-18	Comparing machine learning, deep learning, and reinforcement learning performance in Culex pipiens predictive modeling 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0333536 PMID:41231961	研究论文	比较机器学习、深度学习和强化学习方法在预测库蚊分布中的性能	首次将强化学习方法应用于物种分布预测，并证明其在特征较少时仍能保持有效性能	仅针对单一物种在美国的地理分布进行研究，未验证其他物种或地区的适用性	比较不同机器学习方法在预测库蚊历史分布中的性能差异	尖音库蚊（Culex pipiens）在美国的潜在地理分布	机器学习	西尼罗河病毒感染	物种分布建模	逻辑回归, 随机森林, 深度神经网络, Q-learning, DQN, REINFORCE, Actor-Critic	生物气候变量数据	NA	NA	深度神经网络, DQN	预测性能	NA
447	2025-11-18	Obscured-ensemble models for genomic prediction 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0334239 PMID:41237109	研究论文	提出一种基于遮蔽标记的集成模型方法用于基因组预测	开发了不依赖基因组内容的遮蔽模型和集成学习方法，仅需20%的标记即可实现准确预测	未明确说明模型在更大规模数据集上的泛化能力	研究基因组预测中的捷径学习问题并开发高效预测方法	作物品种的基因型和农艺性状	机器学习	NA	全基因组标记分析	深度学习,集成学习	基因组标记数据	NA	NA	遮蔽集成模型	准确性	NA
448	2025-11-18	MRI-based 2.5D deep learning and radiomics effectively predicted microvascular invasion and Ki-67 expression in hepatocellular carcinoma 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0336579 PMID:41237121	研究论文	开发并验证基于钆塞酸增强MRI肝胆期图像的2.5D深度学习和影像组学模型，结合临床特征术前预测肝细胞癌微血管侵犯和高Ki-67表达双阳性	首次将2.5D深度学习与影像组学结合，整合临床特征构建综合模型预测HCC的MVI和Ki-67双阳性状态	回顾性研究设计，样本量相对有限（235例患者），需外部验证确认泛化能力	术前预测肝细胞癌微血管侵犯和高Ki-67表达双阳性状态	235例经病理证实的肝细胞癌患者（129例双阳性，106例非双阳性）	数字病理	肝细胞癌	钆塞酸增强MRI，影像组学分析	深度学习，逻辑回归	医学影像（MRI），临床数据	235例HCC患者	NA	2.5D深度学习架构	AUROC, 敏感度, 特异度, 精确度, 准确率, F1分数	NA
449	2025-11-18	Deepfake defense: Combining spatial and temporal cues with CNN-BiLSTM-transformer architecture 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0334980 PMID:41237199	研究论文	提出一种结合CNN、双向LSTM和Transformer编码器的混合深度学习架构用于深度伪造视频检测	首次将CNN、BiLSTM和Transformer编码器集成到统一框架中，实现空间特征与局部/全局时间特征的双路径建模	未提及模型在极端遮挡或复杂光照条件下的性能表现	开发能够有效检测深度伪造视频的鲁棒检测系统	深度伪造视频数据	计算机视觉	NA	NA	CNN, BiLSTM, Transformer	视频	FaceForensics++和DeepFake Detection Challenge数据集	TensorFlow	MobileNetV2, BiLSTM, Transformer	F1-score, AUC	NA
450	2025-11-17	MetaPredictomics: A Comprehensive Approach to Predict Postsurgical Non-Small Cell Lung Cancer Recurrence Using Clinicopathologic, Radiomics, and Organomics Data 2025-Dec-01, Clinical nuclear medicine IF:9.6Q1 DOI:10.1097/RLU.0000000000006086 PMID:40902993	研究论文	提出MetaPredictomics框架，整合临床病理数据、PET/CT影像组学和多器官组学数据预测非小细胞肺癌术后复发	首次将肿瘤影像组学与假定健康器官的组学数据（器官组学）相结合，采用堆叠集成方法构建元模型	样本量相对有限（145例），使用公开数据集可能限制模型泛化能力	开发综合预测模型以提高非小细胞肺癌术后复发预测准确性	145例非小细胞肺癌患者的术前PET/CT影像和临床病理数据	数字病理	肺癌	PET/CT影像组学，基因突变检测，深度学习分割	深度学习分割模型，glmboost，堆叠集成模型	医学影像（CT，PET），临床病理数据，基因数据	145例NSCLC患者	PyRadiomics	NA	C-index	NA
451	2025-11-17	The Future Trends of Artificial Intelligence and Innovative Technologies in the New Era of Pharmaceutical Sciences and Industry 4.0 2025-Nov-16, Drug development and industrial pharmacy IF:2.4Q3 DOI:10.1080/03639045.2025.2590707 PMID:41241791	综述	本文综述了人工智能在制药科学中的变革性影响及其与现代技术的融合	探讨AI与工业4.0技术（物联网、机器人、区块链、数字孪生）的协同作用，推动个性化医疗和自适应制造	存在数据隐私、算法偏见和法规更新需求等挑战	分析AI在药物研发、生产制造和数字化转型中的应用前景	制药科学和工业4.0技术	机器学习	NA	基因组学数据分析、临床数据分析、环境数据分析	机器学习, 深度学习	基因组数据, 临床数据, 环境数据	NA	NA	NA	NA	NA
452	2025-11-17	Personalized real-time inference of momentary excitability from human EEG 2025-Nov-15, NeuroImage IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.neuroimage.2025.121547 PMID:41135744	研究论文	提出一种名为PRIME的深度学习框架，可从原始脑电图信号实时预测皮层兴奋性	首次开发能够直接从原始EEG信号预测TMS诱发电位幅度的个性化实时推理框架，结合迁移学习和持续自适应技术	目前仅验证了运动皮层应用，在其他皮层区域的验证尚未建立	开发个性化实时脑状态依赖的经颅磁刺激干预方法	人类脑电图信号和皮层兴奋性	机器学习	NA	脑电图，经颅磁刺激	深度学习	脑电图信号	NA	NA	NA	预测准确性，延迟时间	NA
453	2025-11-17	Colorectal disease diagnosis with deep triple-stream fusion and attention refinement 2025-Nov-14, Computerized medical imaging and graphics : the official journal of the Computerized Medical Imaging Society IF:5.4Q1 DOI:10.1016/j.compmedimag.2025.102669 PMID:41240487	研究论文	提出一种用于结直肠疾病诊断的深度三流融合注意力优化深度学习框架	集成三重流架构、多尺度注意力模块和挤压激励优化块，通过渐进门控融合机制实现自适应特征融合	未明确说明计算资源需求和模型在更广泛数据集上的泛化能力	开发用于结直肠疾病诊断的鲁棒计算机辅助诊断方法	结直肠组织病理学和内窥镜图像	计算机视觉	结直肠癌	深度学习	CNN	图像	两个结直肠基准数据集：CRCCD_V1（14类）和LC25000（二分类）	NA	EfficientNetB3,ResNet50,DenseNet121	准确率,精确率,召回率,F1分数,ROC-AUC	NA
454	2025-11-17	Evaluation of domain shift sources and generalisability in AI-based prostate MRI autocontouring for radiotherapy 2025-Nov-14, Physica medica : PM : an international journal devoted to the applications of physics to medicine and biology : official journal of the Italian Association of Biomedical Physics (AIFB) DOI:10.1016/j.ejmp.2025.105188 PMID:41240504	研究论文	评估基于AI的前列腺MRI自动轮廓勾画在放疗中的域偏移源和泛化能力	首次揭示了图像采集/标注协议对域偏移的影响，并在相同扫描仪厂商/场强条件下验证了这一发现	仅使用66例前列腺MRI进行外部评估，样本量相对有限	分析域偏移的不同来源并评估基于异构公共数据训练的模型的泛化能力	前列腺MRI图像	数字病理	前列腺癌	MRI成像	深度学习	医学图像	来自五个公共数据集的轴向T2加权前列腺MRI和66例外部评估数据	nnU-Net	U-Net	Dice相似系数, 95% Hausdorff距离	NA
455	2025-11-17	Integrated assessment of urban flooding and heat island interactions: A systematic review of geospatial technologies, machine learning approaches, and microclimate dynamics 2025-Nov-14, Journal of environmental management IF:8.0Q1 DOI:10.1016/j.jenvman.2025.127984 PMID:41240637	综述	本文系统综述了城市内涝与热岛效应的相互作用，重点关注地理空间技术、机器学习方法和微气候动力学的集成评估	首次系统整合了城市内涝与热岛效应的交互关系分析，提出统一的数据驱动框架来模拟复合灾害	缺乏可扩展模型、实时物联网数据整合不足、模型可解释性和可迁移性有限	评估城市内涝与热岛效应的相互作用，支持气候韧性城市规划	74项科学研究报告，涵盖城市微气候变量、土地利用和土地覆盖变化	地理信息系统,机器学习	NA	地理空间技术,机器学习,物联网	CNN-LSTM,Random Forest,Gradient Boosting,Transformer,GNN	时空数据,地理空间数据,微气候数据	74项科学研究（2010-2025年）	NA	CNN-LSTM混合模型,集成学习模型,图神经网络,Transformer	RMSE,R,MAE	NA
456	2025-11-17	Deep learning-enabled segmentation of knee cartilage in conventional magnetic resonance images: Internal and external validation of different models 2025-Nov-14, The Knee DOI:10.1016/j.knee.2025.10.024 PMID:41241647	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的膝关节软骨分割模型，并在传统MRI图像中进行了内外验证	首次在传统质子密度脂肪抑制MRI序列中应用3D Res U-net模型进行膝关节软骨分割，并与其他深度学习模型进行性能比较	研究为回顾性设计，样本量相对有限（共254例），外部验证集样本较少（35例）	开发准确的膝关节软骨分割方法以辅助临床评估膝关节疼痛源和骨关节炎诊疗	膝关节软骨组织	医学影像分析	骨关节炎	质子密度脂肪饱和MRI序列	深度学习	3D MRI图像	254例膝关节MRI（219例训练-内部验证，35例外部验证）	NA	3D Res U-net, 3D U-net, 3D V-net	Dice系数, Jaccard指数	NA
457	2025-11-17	Multi stage sentiment analysis for product reviews on Twitter using optimized machine learning algorithm 2025-Nov-13, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-23451-8 PMID:41233366	研究论文	提出一种优化的多阶段情感分析框架，用于分析Twitter上产品评论的情感倾向	优化并比较传统机器学习与深度学习方法在情感分析中的性能，确定最有效的情感分类方法	仅基于5200条英文推文进行分析，数据规模有限且语言单一	探索机器学习算法在社交媒体产品评论情感分析中的可行性	Twitter上关于产品的用户评论	自然语言处理	NA	情感分析	SVM, Naive Bayes, Random Forest, LSTM	文本	5200条英文推文（包含正面、负面和中性评论）	NA	LSTM	NA	NA
458	2025-11-17	Design of multi-mode intelligent system architecture for surface defect detection of steel based on cloud technology 2025-Nov-13, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-01005-2 PMID:41233375	研究论文	提出基于云技术的钢材表面缺陷检测多模态智能系统架构	创新集成边缘计算、云计算和移动计算技术，构建改进YOLOv5系列轻量模型，并设计多维智能结果分发生态系统	NA	实现钢材表面缺陷的自动化检测与实时监控	钢材表面缺陷	计算机视觉	NA	深度学习	YOLOv5	图像	大规模自建钢材缺陷数据集	NA	YOLOv5-efficient net, YOLOv5-mobile net	检测准确率, 召回率, 处理速度	云原生架构, 边缘计算, 移动计算
459	2025-11-17	Combining K-fold cross validation with bayesian hyperparameter optimization for accuracy enhancement of land cover and land use classification 2025-Nov-13, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-23336-w PMID:41233377	研究论文	提出结合K折交叉验证与贝叶斯超参数优化的方法，用于提升遥感影像土地覆盖与土地利用分类的精度	首次将贝叶斯超参数优化与K折交叉验证相结合，增强超参数搜索空间的探索能力	仅针对ResNet18模型和EuroSat数据集进行验证，未在其他模型和数据集上测试	提高遥感影像土地覆盖与土地利用分类的准确率	遥感影像土地覆盖与土地利用分类	计算机视觉	NA	遥感影像分析	CNN	图像	EuroSat数据集	NA	ResNet18	整体准确率	NA
460	2025-11-17	Multi-stage knowledge distillation with layer fusion-based deep learning approach for skin cancer classification 2025-Nov-13, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-23403-2 PMID:41233380	研究论文	提出一种基于多阶段知识蒸馏和层融合策略的深度学习方法用于皮肤癌分类	结合多阶段知识蒸馏与层融合策略，利用中间特征和损失平衡系数，并集成ViT和ConvNeXT的教师模型	NA	开发高效的皮肤病变细胞分类方法	皮肤病变细胞图像	计算机视觉	皮肤癌	深度学习	CNN, EfficientNet, ViT, ConvNeXT	图像	HAM10000数据集	NA	ViT, ConvNeXT, CNN, EfficientNet	准确率, F1分数, AUC	NA