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
1061	2026-03-02	Improving the Robustness of Deep Learning Models in Predicting Hematoma Expansion from Admission Head CT 2025-Jul-01, AJNR. American journal of neuroradiology DOI:10.3174/ajnr.A8650 PMID:39794133	研究论文	本研究探讨了通过对抗性训练和输入修改来提高深度学习模型在预测急性脑出血患者入院头部CT血肿扩张方面的鲁棒性	结合对抗性训练与无超参数Otsu多阈值分割作为额外输入，以增强模型对抗扰动的鲁棒性	对抗性训练对FGSM攻击的鲁棒性提升有限，且模型在跨攻击类型（如PGD）的泛化能力有待加强	提高深度学习模型在临床实践中预测血肿扩张的鲁棒性	急性脑出血患者的入院头部CT扫描	医学影像分析	脑出血	CT扫描	深度学习模型	医学图像	训练/交叉验证队列890名患者，独立验证队列684名患者	NA	NA	AUC	NA
1062	2026-03-02	Development and validation of a deep learning model for diagnosing neuropathic corneal pain via in vivo confocal microscopy 2025-May-14, NPJ digital medicine IF:12.4Q1 DOI:10.1038/s41746-025-01577-3 PMID:40369269	研究论文	本文开发并验证了一种基于深度学习的模型，用于通过活体共聚焦显微镜诊断神经性角膜疼痛	提出了一种新的神经性角膜疼痛筛查系统，该模型能够检测微神经瘤，并提供了不确定性量化机制以增强临床相关性	NA	开发一个深度学习模型，以辅助诊断神经性角膜疼痛	神经性角膜疼痛患者	数字病理学	神经性角膜疼痛	活体共聚焦显微镜	深度学习模型	图像	103,168张IVCM图像	NA	NA	AuROC	NA
1063	2026-03-02	Towards contrast-agnostic soft segmentation of the spinal cord 2025-Apr, Medical image analysis IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.media.2025.103473 PMID:39874684	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的脊髓软分割方法，旨在实现跨MRI对比度的稳定分割	提出了首个能够跨MRI对比度产生稳定软分割的脊髓分割方法，通过使用参与者级别的软平均真值掩码和回归损失函数来减少分割变异性	研究主要基于健康参与者的数据（n=267），尽管在病理数据上进行了泛化测试，但样本量相对有限	开发一种对MRI对比度不敏感的脊髓软分割方法，以减少多中心研究中因协议差异导致的脊髓横截面积变异性	脊髓的MRI图像分割	医学图像分析	多发性硬化症、脊髓压迫症、神经退行性疾病	MRI成像	CNN	医学图像（MRI）	267名健康参与者，包含6种不同的MRI对比度	NA	U-Net	脊髓横截面积变异性（通过Wilcoxon符号秩检验评估p值）	NA
1064	2026-03-02	Universal consensus 3D segmentation of cells from 2D segmented stacks 2025-Mar-20, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.05.03.592249 PMID:38766074	研究论文	本文提出了一种名为u-Segment3D的理论和工具箱，用于将2D细胞分割结果转换为3D共识实例分割，无需训练数据	开发了一种无需训练数据的2D到3D分割方法，兼容任何生成基于像素实例细胞掩码的2D方法，并在拥挤和复杂形态细胞上表现优于原生3D分割	未明确说明该方法在低对比度或噪声图像中的性能，且依赖2D分割的质量	解决3D细胞分割中密集标注的挑战，实现通用且高效的3D细胞分割	单细胞、细胞聚集体和组织中的细胞	数字病理学	NA	显微镜成像	NA	图像	11个真实数据集，超过70,000个细胞	NA	NA	NA	NA
1065	2026-03-02	Deactivated Cas9-Engineered Magnetic Micromotors toward a Point-of-Care Digital Viral RNA Assay 2025-03-11, ACS nano IF:15.8Q1 DOI:10.1021/acsnano.4c14913 PMID:40017424	研究论文	本文介绍了一种名为dCRISTOR的新型数字分子诊断系统，通过整合dCas9工程化微电机、免提取LAMP扩增、低成本明场显微镜和深度学习图像处理，实现了对HIV-1 RNA的高灵敏度检测	开发了基于dCas9工程化磁性微电机的数字病毒RNA检测平台，无需荧光读数或昂贵制造工艺，结合CNN-MOT算法实现运动变化的精确测量	研究中使用的临床样本数量有限（n=9），且主要针对HIV-1病毒，未验证对其他病毒或样本类型的适用性	开发一种适用于即时检测的高灵敏度、低成本数字核酸分析系统	人类免疫缺陷病毒-1（HIV-1）RNA	数字病理学	艾滋病	免提取环介导等温扩增（LAMP），逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）	CNN	图像	21份加标血浆样本和9份临床患者样本	NA	卷积神经网络	灵敏度，特异性，检测限（LOD）	NA
1066	2026-03-02	Deep learning in single-cell and spatial transcriptomics data analysis: advances and challenges from a data science perspective 2025-Mar-04, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbaf136 PMID:40185158	综述	本文从数据科学视角，系统回顾了深度学习在单细胞和空间转录组学数据分析中的进展与挑战	系统性地评估了58种计算方法在9个基准测试的21个数据集上的性能，揭示了模型性能在不同数据集和评估指标间的显著差异，为基于特定应用场景选择最合适方法提供了实用视角	高质量标注数据集仍然有限，生物组织的复杂相关性使得准确重建细胞状态和空间背景具有挑战性	探讨如何有效应用深度学习进行转录组学数据分析，以服务于生物、医学和临床环境	单细胞和空间转录组学数据	机器学习	NA	单细胞测序，空间转录组学	深度学习	基因表达，表观遗传修饰，代谢物水平，空间位置	涉及21个数据集（来自9个基准测试），数据规模已扩展至数百万细胞	NA	NA	NA	NA
1067	2026-03-02	Artificial intelligence in the diagnosis of uveal melanoma: advances and applications 2025, Experimental biology and medicine (Maywood, N.J.) DOI:10.3389/ebm.2025.10444 PMID:40046904	综述	本文综述了机器学习和深度学习在葡萄膜黑色素瘤诊断中的应用进展与挑战	探讨了深度学习模型（尤其是CNN）在自动分析医学图像、识别复杂模式方面的潜力，并强调了多模态成像整合可能提升诊断准确性	现有研究普遍存在数据集规模小、外部验证有限、依赖单一成像模态等问题，限制了模型在临床环境中的泛化能力	评估机器学习和深度学习在葡萄膜黑色素瘤诊断中的研究进展与应用潜力	葡萄膜黑色素瘤等黑色素细胞性脉络膜肿瘤	计算机视觉	葡萄膜黑色素瘤	眼底照相、光学相干断层扫描、超声	CNN	图像	NA	NA	NA	准确率、灵敏度、AUC	NA
1068	2026-03-02	A survey of NLP methods for oncology in the past decade with a focus on cancer registry applications 2025, Artificial intelligence review IF:10.7Q1 DOI:10.1007/s10462-025-11316-5 PMID:40688631	综述	本文综述了过去十年（2014-2024年）自然语言处理（NLP）在癌症登记操作中的应用	系统性地回顾和分类了NLP在癌症登记领域的应用，并识别了当前研究空白，如对儿科癌症、黑色素瘤、淋巴瘤以及疾病进展、临床试验匹配等研究领域的关注不足	综述基于特定数据库（Scopus和PubMed）的156篇文章，可能未涵盖所有相关研究；同时指出了当前研究在特定癌症类型、多模态模型以及利用解码器模型（如GPT）方面存在不足	调查NLP在癌症登记操作中的应用现状、方法趋势及研究缺口，以提升数据提取的效率和准确性	来自病理学和放射学报告的临床文本	自然语言处理	癌症	自然语言处理	基于规则的模型, 机器学习模型, 传统深度学习模型, Transformer模型（如BERT, GPT）	文本	NA	NA	BERT, ClinicalBERT, RadBERT, GPT-3, GPT-4	NA	NA
1069	2026-03-01	A multi-scale network for thyroid segmentation and dose assessment in hyperthyroid patients with uncertainty quantification 2025-Nov, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.70072 PMID:41126017	研究论文	本研究提出了一种多尺度深度学习模型MSRA-UNet++，用于甲状腺分割和剂量评估，并引入了不确定性量化模块以提高可靠性	首次将不确定性量化模块引入甲状腺功能亢进患者的CT图像分割过程，并结合患者特异性甲状腺体素模型与个体化放射性碘动力学数据评估吸收剂量	未明确说明临床数据集的样本量大小，且代码尚未发布，需等待验证	提高甲状腺功能亢进患者基于MIRD方案的吸收剂量计算的准确性和可靠性	甲状腺功能亢进患者的CT和MR图像	数字病理学	甲状腺功能亢进	CT, MR, 蒙特卡洛模拟	深度学习模型	图像	公开数据集HaN-Seg及临床数据集（具体样本量未明确）	PyTorch（基于代码发布链接推断）	UNet++, MSRA-UNet++	Dice相似系数, Hausdorff距离95%, Jaccard指数	NA
1070	2026-03-01	Clinical insights to improve medical deep learning design: A comprehensive review of methods and benefits 2025-Sep, Computers in biology and medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.compbiomed.2025.110780 PMID:40782553	综述	本文全面回顾了医学深度学习设计中融入临床洞察的方法及其益处	系统性地调查了临床知识在深度学习设计各阶段的应用，特别是在三维CT图像数据中的整合方法	NA	探讨如何通过临床洞察提升医学深度学习模型的性能与可信度	三维CT图像数据及临床诊断过程	计算机视觉	NA	NA	深度学习模型	三维CT图像	基于400篇研究文章的调查，其中47篇详细分析	NA	NA	准确性、鲁棒性、可解释性	NA
1071	2026-03-01	Safe Breast Cancer Diagnosis Resilient to Mammographic Adversarial Samples 2025-Sep, Artificial Intelligence and Imaging for Diagnostic and Treatment Challenges in Breast Care : first Deep Breast Workshop, Deep-Breath 2024, held in conjunction with MICCAI 2024, Marrakesh, Morocco, October 10, 2024, Proceedings. Deep-Bre... DOI:10.1007/978-3-031-77789-9_23 PMID:41756191	研究论文	本研究提出了一种新颖的对抗鲁棒特征学习方法，用于构建对对抗样本具有弹性的乳腺癌诊断模型	提出了一种结合特征相关性度量的对抗鲁棒特征学习方法，以促进对抗训练，鼓励学习鲁棒特征并抑制虚假特征	仅使用了两个独立临床数据集，可能需要在更广泛的数据集上进行验证	开发对对抗样本具有弹性且对标准数据保持准确的深度学习模型，以实现安全的乳腺癌诊断	乳腺X线摄影图像	计算机视觉	乳腺癌	NA	深度学习模型	图像	9,548张乳腺X线摄影图像	NA	NA	NA	NA
1072	2026-03-01	Safe-by-Design Strategies for Intranasal Drug Delivery Systems: Machine and Deep Learning Solutions to Differentiate Epithelial Tissues via Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy 2025-Mar-14, ACS pharmacology & translational science IF:4.9Q1 DOI:10.1021/acsptsci.4c00643 PMID:40109738	研究论文	本研究结合ATR-FTIR光谱与机器学习和深度学习技术，有效区分鼻至脑上皮组织，为鼻内药物递送系统开发安全设计模型	首次将ATR-FTIR光谱与ML/DL结合用于区分鼻上皮组织，并引入SHAP值分析解释模型决策，构建去噪自编码器提升光谱质量	研究基于离体猪组织实验，可能无法完全反映体内复杂生理环境，样本量未明确说明	开发鼻内药物递送系统的安全设计监测策略	嗅觉上皮、呼吸上皮和气管组织	机器学习	NA	衰减全反射傅里叶变换红外光谱	前馈神经网络, 支持向量机, 自编码器	光谱数据	NA	NA	前馈神经网络, 去噪自编码器	准确率, 灵敏度, 特异性, F1分数, 皮尔逊相关系数	NA
1073	2026-03-01	Feature-Based Audiogram Value Estimator (FAVE): Estimating Numerical Thresholds from Scanned Images of Handwritten Audiograms 2025-Feb-27, Journal of medical systems IF:3.5Q2 DOI:10.1007/s10916-025-02146-7 PMID:40011323	研究论文	本研究开发了一种基于机器学习的模型FAVE，用于从手写听力图的扫描图像中估计数值阈值	首次提出基于滑动窗口和聚合通道特征的单类物体检测器，专门用于手写听力图的数值提取，相比预训练的深度学习方法在特定测试集上表现更优	数值阈值估计的准确性有待提高，仅78.3%的估计无误差，且符号和轴刻度标签检测存在局限性	开发机器学习模型以从手写听力图图像中自动提取数值阈值，促进公共卫生研究中的数据可访问性	手写听力图的扫描图像	计算机视觉	老年疾病	纯音听力测定	物体检测器	图像	556份手写听力图，来自一项年龄相关性听力损失的纵向队列研究	NA	基于聚合通道特征的滑动窗口单类物体检测器	召回率, 精确率, 误差率	NA
1074	2026-03-01	FedPneu: Federated Learning for Pneumonia Detection across Multiclient Cross-Silo Healthcare Datasets 2025, Current medical imaging IF:1.1Q3 DOI:10.2174/0115734056333970241212132150 PMID:39757652	研究论文	本文提出了一种基于联邦学习的肺炎检测模型FedPneu，利用多客户端跨机构医疗数据集进行早期肺炎检测	采用联邦学习框架构建隐私保护的肺炎检测模型，解决了传统深度学习模型在集中式系统中面临的数据隐私泄露风险	未明确说明模型在更大规模或更复杂数据集上的泛化能力，且仅基于X射线图像进行验证	开发一种隐私保护的肺炎检测模型，以提高医疗数据安全性并改善预测结果	肺炎的早期检测	计算机视觉	肺炎	X射线成像	深度学习模型	图像	未明确说明具体样本数量，但涉及多客户端跨机构数据集	未明确指定，但可能基于PyTorch或TensorFlow等框架	未明确指定具体架构，但为基于联邦学习的深度学习模型	准确率, 损失, 计算时间	未明确说明具体计算资源
1075	2026-03-01	Attention-aware Deep Learning Models for Dermoscopic Image Classification for Skin Disease Diagnosis 2025, Current medical imaging IF:1.1Q3 DOI:10.2174/0115734056332443241129113146 PMID:40259872	研究论文	本研究提出了一种结合注意力机制的深度学习模型，用于皮肤镜图像的多分类，以辅助皮肤疾病的诊断	将通道注意力和空间注意力机制集成到预训练的CNN架构中，以增强模型对皮肤镜图像关键区域的关注，从而提高分类准确性	NA	利用深度学习技术分析皮肤镜图像，实现对皮肤疾病的准确预测和诊断辅助	皮肤镜图像中的皮肤病变	计算机视觉	皮肤疾病	NA	CNN	图像	NA	NA	RegNetX, EfficientNetB3, VGG19, ResNet-152	准确率	NA
1076	2026-03-01	AI and emerging technologies for diagnosis 2025, Progress in brain research DOI:10.1016/bs.pbr.2025.08.004 PMID:41314747	综述	本章探讨人工智能在医学诊断中的变革作用，包括其应用、优势及临床整合挑战	综述了AI在医学诊断中的最新进展，强调其在提升效率、精度及早期疾病识别方面的创新潜力	未涉及具体实验数据或模型验证，主要基于理论分析和现有应用案例的总结	分析人工智能及新兴技术在医学诊断领域的应用、优势与挑战	医学诊断过程，包括疾病检测、分析与治疗	机器学习	癌症, 心血管疾病, 神经系统疾病	机器学习, 深度学习	NA	医学影像数据（如MRI、CT扫描、X射线）	NA	NA	NA	诊断准确性, 假阳性率, 假阴性率	NA
1077	2026-03-01	Uncovering hidden factors of cognitive resilience in Alzheimer's disease using a conditional-Gaussian mixture variational autoencoder 2025, NPJ dementia DOI:10.1038/s44400-025-00042-y PMID:41756363	研究论文	本研究开发了一种条件高斯混合变分自编码器（C-GMVAE），用于从单细胞转录组数据中揭示阿尔茨海默病认知弹性的潜在分子机制	首次将条件高斯混合变分自编码器应用于整合单细胞转录组数据与行为表型，通过结构化潜在空间捕捉与认知弹性相关的协调转录组模式	研究基于携带5XFAD突变的BXD小鼠模型，结果向人类阿尔茨海默病的直接转化需要进一步验证	揭示阿尔茨海默病中认知弹性的分子机制和遗传调控程序	携带5XFAD突变的遗传多样性BXD小鼠群体的单细胞转录组数据和行为表型	机器学习	阿尔茨海默病	单细胞转录组测序	变分自编码器（VAE）	单细胞转录组数据，行为表型数据	遗传多样性BXD小鼠群体（具体数量未明确说明）	NA	条件高斯混合变分自编码器（C-GMVAE）	遗传性评估，潜在变量生物学意义分析	NA
1078	2026-03-01	Connecting the dots: deep learning-based automated model building methods in cryo-EM 2025, Frontiers in molecular biosciences IF:3.9Q2 DOI:10.3389/fmolb.2025.1613399 PMID:41757224	综述	本文综述了基于深度学习的自动化模型构建方法在冷冻电镜密度图中的应用，旨在加速和简化结构解析过程	利用深度学习技术自动化冷冻电镜密度图的模型构建，根据生物大分子的层次结构（初级、二级、三级、四级）对方法进行分类，并区分了直接预测和混合预测两种策略	训练网络需要足够大且多样化的数据集来建模不同类型的生物分子，且构建能捕捉冷冻电镜图中常见构象异质性的训练集仍是一个开放挑战	探讨深度学习如何自动化冷冻电镜密度图中的模型构建，以加速结构生物学中的结构解析	冷冻电镜密度图中的生物大分子结构	机器学习	NA	冷冻电镜	深度学习	图像	NA	NA	NA	NA	NA
1079	2026-02-28	OpenVocabCT: Towards Universal Text-driven CT Image Segmentation 2025-Dec-18, IEEE transactions on medical imaging IF:8.9Q1 DOI:10.1109/TMI.2025.3646046 PMID:41411350	研究论文	本文提出了一种基于大规模3D CT图像预训练的视觉语言模型OpenVocabCT，用于实现通用的文本驱动CT图像分割	提出了一种在大规模3D CT图像上预训练的视觉语言模型，利用大语言模型将诊断报告分解为细粒度器官级描述进行多粒度对比学习，实现了对未见文本提示的开放词汇分割能力	模型性能依赖于预训练数据集的质量和规模，且在处理极其复杂或罕见的临床场景时可能仍存在挑战	开发一种能够处理多样化真实世界临床数据的通用文本驱动CT图像分割方法	CT图像中的器官和病灶	计算机视觉	NA	CT成像	视觉语言模型	3D CT图像，文本报告	使用大规模CT-RATE数据集进行预训练，并在14个公共数据集和1个机构数据集上进行评估	NA	NA	NA	NA
1080	2026-02-28	Enhancing lymph node diagnosis: integrating deep learning with endoscopic ultrasonography: a retrospective study in China 2025-Nov, Clinical endoscopy IF:2.1Q3 DOI:10.5946/ce.2025.113 PMID:41147107	研究论文	本研究开发了一种结合深度学习与内镜超声（EUS）的机器学习模型，用于辅助诊断纵隔和腹腔内淋巴结	将U-Net分割模型与六种深度学习架构结合K近邻算法用于淋巴结分类，并整合专家诊断和逻辑回归模型，显著提升了诊断性能	研究为回顾性设计，样本量相对较小（93名患者），且仅基于中国单中心数据，可能影响模型泛化能力	提升内镜超声对纵隔和腹腔内淋巴结的诊断准确性，同时降低医疗成本	纵隔和腹腔内淋巴结的EUS图像	计算机视觉	淋巴结病变	内镜超声（EUS）	CNN, U-Net	图像	93名患者提供的630张EUS图像	未明确说明	U-Net, ResNet-50	F1分数, 灵敏度, AUC	NA