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
1041	2025-10-07	Epigenetic Impacts of Non-Coding Mutations Deciphered Through Pre-Trained DNA Language Model at Single-Cell Resolution 2025-Mar, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) DOI:10.1002/advs.202413571 PMID:39888214	研究论文	提出了一种名为Methven的深度学习框架，用于在单细胞分辨率下预测非编码突变对DNA甲基化的表观遗传影响	结合DNA序列与单细胞ATAC-seq数据，采用分治法预测短程和长程调控相互作用，并利用预训练DNA语言模型提高分类和回归任务的精度	NA	预测非编码突变在单细胞分辨率下对DNA甲基化的表观遗传影响	DNA序列、单细胞ATAC-seq数据、SNP-CpG相互作用	机器学习	类风湿关节炎	单细胞ATAC-seq, DNA测序	深度学习	基因组序列, 表观遗传数据	NA	NA	预训练DNA语言模型	分类精度, 回归精度	NA
1042	2025-03-22	An improved Artificial Protozoa Optimizer for CNN architecture optimization 2025-Mar-13, Neural networks : the official journal of the International Neural Network Society IF:6.0Q1 DOI:10.1016/j.neunet.2025.107368 PMID:40112636	研究论文	本文提出了一种名为MAPOCNN的新型神经架构搜索方法，利用改进的人工原生动物优化器（APO）来优化卷积神经网络（CNN）的架构	引入了改进的人工原生动物优化器（MAPO），结合原生动物的趋光行为，以缓解早熟收敛的风险，从而探索更广泛的CNN架构并找到更优的解决方案	NA	优化卷积神经网络（CNN）的架构	卷积神经网络（CNN）	机器学习	NA	神经架构搜索（NAS）	CNN	图像	基准数据集（包括Rectangle和Mnist-random）	NA	NA	NA	NA
1043	2025-03-22	Multi-scale structural similarity embedding search across entire proteomes 2025-Mar-06, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.02.28.640875 PMID:40093062	研究论文	本文提出了一种可扩展的结构相似性搜索策略，用于处理大量实验确定的结构和通过AI/DL方法预测的计算结构模型	利用蛋白质语言模型和深度神经网络架构将3D结构转换为固定长度的向量，实现高效的大规模比较	模型虽然能够预测单域结构之间的TM分数，但在处理多域结构时可能存在局限性	开发一种可扩展且高效的结构相似性搜索方法，以应对3D生物分子结构信息的快速增长	实验确定的结构和通过AI/DL方法预测的计算结构模型	生物信息学	NA	AI/DL方法	深度神经网络	3D结构数据	NA	NA	NA	NA	NA
1044	2025-03-22	Deep Huber quantile regression networks 2025-Mar-05, Neural networks : the official journal of the International Neural Network Society IF:6.0Q1 DOI:10.1016/j.neunet.2025.107364 PMID:40112635	研究论文	本文介绍了深度Huber分位数回归网络（DHQRN），该网络能够预测Huber分位数，并作为分位数回归神经网络（QRNN）和期望分位数回归神经网络（ERNN）的扩展	提出了深度Huber分位数回归网络（DHQRN），能够预测更一般的Huber分位数，并嵌套了QRNN和ERNN作为极限情况	未明确提及具体局限性	研究目的是通过深度学习算法预测概率分布的更多功能（如分位数和期望分位数），以量化预测的不确定性	房屋价格预测，具体案例为澳大利亚墨尔本和美国波士顿的房价	机器学习	NA	深度学习	深度Huber分位数回归网络（DHQRN）	房价数据	未明确提及具体样本数量	NA	NA	NA	NA
1045	2025-10-07	Deep Learning-Driven Computational Approaches for Studying Intrinsically Disordered Regions in S100-A9 2025-Mar-20, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) DOI:10.1007/7651_2025_617 PMID:40106150	研究论文	本章介绍了一种利用深度学习方法研究S100-A9蛋白内在无序区域的初步方案	将人工智能技术应用于内在无序区域的预测和分析，以S100-A9蛋白为案例研究	仅提供初步水平的研究方案，未涉及具体模型性能验证	开发计算方法来研究蛋白质内在无序区域	S100-A9蛋白的内在无序区域	机器学习	银屑病	深度学习	NA	蛋白质序列数据	NA	NA	NA	NA	NA
1046	2025-10-07	Emerging Trends and Innovations in Radiologic Diagnosis of Thoracic Diseases 2025-Mar-20, Investigative radiology IF:7.0Q1 DOI:10.1097/RLI.0000000000001179 PMID:40106831	综述	本文总结了胸部影像学领域的关键进展，包括成像技术、计算工具和临床应用方面的突破	整合了人工智能驱动的计算机辅助检测系统、光子计数探测器CT和低场MRI等新型成像技术，展示了定量功能分析与AI工具融合的创新价值	作为综述文章，主要基于已有研究进行总结，未提供原始实验数据验证	总结胸部疾病放射学诊断的新兴趋势和创新技术	胸部疾病包括肺癌、肺结节、间质性肺病、慢性阻塞性肺病、COVID-19肺炎和肺栓塞等	医学影像分析	胸部疾病	光子计数探测器CT、低场MRI、双能CT、暗场放射成像、CT纹理分析、灌注成像	深度学习	CT图像、MRI图像、X射线图像	NA	NA	NA	NA	NA
1047	2025-10-07	Artificial intelligence to enhance the diagnosis of ocular surface squamous neoplasia 2025-Mar-20, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-94876-4 PMID:40108432	研究论文	开发基于人工智能的活体共聚焦显微镜图像分析方法，用于准确诊断眼表鳞状上皮 neoplasia	提出基于方形数据增强策略处理类别不平衡问题，并采用少样本学习模型提高罕见症状识别精度	在多类别分类任务中准确率较低	利用人工智能技术增强眼表鳞状上皮 neoplasia 的诊断能力	眼表鳞状上皮 neoplasia 及其他眼表疾病患者	计算机视觉	眼表鳞状上皮 neoplasia	活体共聚焦显微镜	深度学习	图像	2,774张活体共聚焦显微镜图像	TensorFlow, PyTorch	ResNet50V2, Yolov8x, VGG19	准确率, 精确率, 召回率, F1分数	NA
1048	2025-10-07	Interpretable Identification of Single-Molecule Charge Transport via Fusion Attention-Based Deep Learning 2025-Mar-20, The journal of physical chemistry letters IF:4.8Q1 DOI:10.1021/acs.jpclett.4c03650 PMID:40111072	研究论文	提出一种基于融合注意力机制的深度学习方法来识别单分子电荷传输	首次将多头自注意力与空间注意力机制融合应用于单分子电荷传输识别，开发了新型神经网络架构SingleFACNN	NA	提高单分子电荷传输识别的可解释性和准确性	单分子电荷传输数据	机器学习	NA	STM-BJ（扫描隧道显微镜断裂结技术）	CNN, 注意力机制	STM-BJ数据集	三类型和四类型STM-BJ数据集，以及不同比例的混合样本	NA	SingleFACNN（融合卷积神经网络与注意力机制的新型架构）	分类准确率，通过梯度加权类激活映射和消融研究评估	低计算成本
1049	2025-10-07	Robust protein-ligand interaction modeling through integrating physical laws and geometric knowledge for absolute binding free energy calculation 2025-Mar-19, Chemical science IF:7.6Q1 DOI:10.1039/d4sc07405j PMID:40007661	研究论文	提出一种融合物理定律与几何知识的蛋白质-配体相互作用建模框架LumiNet，用于精确计算绝对结合自由能	通过子图变换器提取分子图多尺度信息，结合几何神经网络映射原子对结构至经典力场非键相互作用参数，填补物理模型与黑盒算法间的空白	未明确说明模型在更大规模数据集或更复杂蛋白质体系中的泛化能力	开发高精度且可解释的蛋白质-配体相互作用建模方法以加速药物发现	蛋白质-配体复合物及其结合自由能	机器学习	NA	深度学习	Transformer, 几何神经网络	分子图数据	PDE10A数据集（未提供具体样本数）	NA	子图Transformer	结合自由能计算精度，与FEP+方法对比	NA
1050	2025-10-07	Generating Inverse Feature Space for Class Imbalance in Point Cloud Semantic Segmentation 2025-Mar-19, IEEE transactions on pattern analysis and machine intelligence IF:20.8Q1 DOI:10.1109/TPAMI.2025.3553051 PMID:40106253	研究论文	提出InvSpaceNet网络框架，通过生成逆特征空间解决点云语义分割中的类别不平衡问题	设计双分支训练架构，结合实例平衡采样数据的特征表示与逆采样数据的认知校正，通过对比损失约束和动量更新生成点云类别原型	NA	缓解点云语义分割中的类别不平衡问题，提高分割性能	点云数据	计算机视觉	NA	点云语义分割	深度学习网络	点云	四个大型基准数据集（S3DIS、ScanNet v2、Toronto-3D、SemanticKITTI）	NA	InvSpaceNet, 双分支架构	分割性能指标	NA
1051	2025-10-07	Mouse-Geneformer: A deep learning model for mouse single-cell transcriptome and its cross-species utility 2025-Mar-19, PLoS genetics IF:4.0Q1 DOI:10.1371/journal.pgen.1011420 PMID:40106407	研究论文	本研究开发了针对小鼠单细胞转录组的深度学习模型mouse-Geneformer，并验证其跨物种应用潜力	首次构建了包含2100万个小鼠单细胞转录组数据的大规模数据集，并开发了专门针对小鼠的Geneformer模型，同时探索了跨物种分析能力	在人类COVID-19疾病模型中的仿真实验结果与人类专用Geneformer仅部分一致，表明物种特异性模型对完全捕捉疾病机制复杂性的重要性	开发适用于小鼠单细胞转录组分析的深度学习模型，并探索其跨物种应用价值	小鼠和人类的单细胞转录组数据	生物信息学，机器学习	心肌梗死，COVID-19	单细胞RNA测序（scRNA-seq）	Transformer	单细胞转录组数据	2100万个小鼠单细胞转录组图谱	NA	Transformer Encoder	细胞类型分类准确率	NA
1052	2025-10-07	Stroma and lymphocytes identified by deep learning are independent predictors for survival in pancreatic cancer 2025-Mar-19, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-94362-x PMID:40108402	研究论文	本研究利用深度学习模型从胰腺癌病理切片中自动识别肿瘤、间质和淋巴细胞，并发现间质比例和淋巴细胞比例是独立的生存预测因子	首次开发基于U-net架构的深度学习模型，能够自动量化胰腺癌病理全切片图像中的间质比例(SIP)和淋巴细胞比例(LIP)，并证明其作为预后生物标志物的价值	研究样本量相对有限(800例)，需要更大规模的多中心验证	探索胰腺导管腺癌的预后生物标志物，实现个体化生存预测	胰腺导管腺癌(PDAC)患者	数字病理	胰腺癌	全切片图像(WSI)分析	深度学习	病理图像	800例胰腺癌扫描图像	NA	U-net	准确率, 平均交并比, Dice系数	NA
1053	2025-10-07	Developing a deep learning model for the automated monitoring of acupuncture needle insertion: enhancing safety in traditional acupuncture practices 2025-Mar-18, BMC complementary medicine and therapies IF:3.3Q1 DOI:10.1186/s12906-025-04853-7 PMID:40102810	研究论文	开发基于YOLOv8架构的深度学习模型，用于自动监控针灸针插入过程，检测针具断裂和滞留情况	首次将YOLOv8目标检测模型应用于针灸针插入监控，实现实时针具状态监测	数据集规模有限（共265张图像），需要在更大更多样化的数据集上验证	提高针灸治疗安全性，预防针具断裂和滞留导致的并发症	针灸针插入过程	计算机视觉	NA	图像采集	CNN	图像	265张图像（192张来自商业图库，73张临床图像）	YOLOv8	YOLOv8	精确率, 召回率, F1分数, mAP@50, mAP@50-95	NA
1054	2025-10-07	Denoised recurrence label-based deep learning for prediction of postoperative recurrence risk and sorafenib response in HCC 2025-Mar-18, BMC medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1186/s12916-025-03977-4 PMID:40102873	研究论文	基于去噪复发标签的深度学习模型预测肝细胞癌术后复发风险及索拉非尼治疗反应	提出结合去噪复发标签的CNN-SASM模型，首次从病理图像中提取预后相关特征并验证其预测索拉非尼治疗反应的能力	样本量有限（训练集287例，验证集79例，外部验证78例），需更大规模多中心验证	开发基于病理图像的深度学习模型预测HCC术后复发风险及靶向药物疗效	肝细胞癌患者术后病理图像	数字病理	肝细胞癌	深度学习，病理图像分析	CNN	病理图像	训练集287例未治疗患者，79例索拉非尼治疗患者，外部验证78例TCGA-LIHC患者	NA	CNN-SASM	AUROC	NA
1055	2025-10-07	CACTUS: An open dataset and framework for automated Cardiac Assessment and Classification of Ultrasound images using deep transfer learning 2025-Mar-18, Computers in biology and medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.compbiomed.2025.110003 PMID:40107020	研究论文	本文提出了首个开放分级的心脏超声图像数据集CACTUS，并开发了基于深度迁移学习的自动心脏评估和分类框架	首次创建开放分级心脏超声图像数据集，包含超越传统文献的心脏视图和不同质量级别图像，提出结合分类和分级任务的深度学习框架	数据集主要基于CAE Blue Phantom模型扫描获取，可能无法完全代表真实患者数据的复杂性	自动化心脏超声图像分类和评估，辅助医疗专业人员提高诊断效率	心脏超声图像	计算机视觉	心血管疾病	超声扫描	CNN	图像	NA	深度学习框架	卷积神经网络	准确率, 错误率	NA
1056	2025-10-07	Deep learning by Vision Transformer to classify bacterial and fungal keratitis using different types of anterior segment images 2025-Mar-18, Computers in biology and medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.compbiomed.2025.109976 PMID:40107025	研究论文	本研究开发了三种基于Vision Transformer的新型框架，用于使用不同类型眼前段图像诊断细菌性和真菌性角膜炎	首次将Vision Transformer与自注意力机制结合，融合多种眼前段图像类型（宽光束、裂隙光束和蓝光图像）以提高角膜炎诊断准确率	数据集规模有限，仅包含79名患者的数据	开发基于深度学习的角膜炎分类诊断系统	细菌性和真菌性角膜炎患者	计算机视觉	角膜炎	眼前段成像技术	Vision Transformer (ViT)	图像	79名患者，包含283张宽光束图像、610张裂隙光束图像和342张蓝光图像	NA	Vision Transformer	AUROC, AUPRC	NA
1057	2025-10-07	Neuro_DeFused-Net: A novel multi-scale 2DCNN architecture assisted diagnostic model for Parkinson's disease diagnosis using deep feature-level fusion of multi-site multi-modality neuroimaging data 2025-Mar-18, Computers in biology and medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.compbiomed.2025.110029 PMID:40107026	研究论文	提出一种新型多尺度2DCNN架构Neuro_DeFused-Net，通过多站点多模态神经影像数据的深度特征级融合辅助帕金森病诊断	开发了自定义多尺度2DCNN架构，能够捕获不同空间尺度的特征，并采用多站点多模态神经影像数据的深度特征级融合方法	NA	提高帕金森病的诊断精度	帕金森病患者和正常对照组的神经影像数据	医学影像分析	帕金森病	结构MRI, 静息态功能MRI	CNN	神经影像数据	NA	NA	多尺度2DCNN, Neuro_DeFused-Net	准确率, 灵敏度, F1分数, AUC, 平均精度均值, Dice系数	NA
1058	2025-10-07	Multiple kidney stones prediction with efficient RT-DETR model 2025-Mar-18, Computers in biology and medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.compbiomed.2025.110023 PMID:40107024	研究论文	提出基于RT-DETR模型的高效多肾结石检测方法	采用创新的混合编码器处理多尺度特征，结合注意力机制和IoU感知查询选择机制	NA	解决CT扫描中多肾结石检测的准确性和效率问题	肾结石患者	计算机视觉	肾结石	CT扫描	RT-DETR	CT图像	NA	NA	RT-DETR	准确率, 精确率, 召回率, mAP, F1分数, 检测时间	NA
1059	2025-10-07	Enhanced lung cancer subtype classification using attention-integrated DeepCNN and radiomic features from CT images: a focus on feature reproducibility 2025-Mar-17, Discover oncology IF:2.8Q2 DOI:10.1007/s12672-025-02115-z PMID:40095252	研究论文	本研究开发了一种结合影像组学特征与注意力机制深度卷积神经网络的混合框架，用于提高CT图像中肺癌亚型分类的准确性	在深度卷积神经网络中集成注意力机制，并结合影像组学特征，重点关注特征的可重复性	数据来源于五个医疗中心，不同成像仪器可能存在差异；每个患者的切片数量不等（7-30片）	提高肺癌亚型分类的准确性和可重复性	肺癌CT图像，包括腺癌、鳞癌、小细胞肺癌、大细胞癌和肺类癌等多种亚型	计算机视觉	肺癌	CT成像，影像组学特征提取	DeepCNN, 注意力机制, XGBoost, Stacking, 3D Autoencoder	CT图像	2725张肺癌图像（腺癌552张，鳞癌380张，小细胞肺癌307张，大细胞癌215张，肺类癌180张）	PyRadiomics, Scikit-learn	DeepCNN with attention mechanisms	准确率, 灵敏度, AUC	NA
1060	2025-10-07	Histopathology based AI model predicts anti-angiogenic therapy response in renal cancer clinical trial 2025-Mar-17, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-57717-6 PMID:40097393	研究论文	开发基于组织病理学切片的可解释深度学习模型预测肾癌抗血管生成治疗反应	首次开发直接从H&E组织病理学切片预测血管生成评分的深度学习模型，克服了传统方法的成本和标准化难题	NA	预测转移性透明细胞肾细胞癌患者对抗血管生成治疗的反应	转移性透明细胞肾细胞癌患者	数字病理学	肾癌	组织病理学成像	深度学习	组织病理学图像	多个队列的真实世界和IMmotion150临床试验数据	NA	NA	Spearman相关系数,c-index	NA