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
81	2025-10-06	Accurate and rapid determination of metabolic flux by deep learning of isotope patterns 2025-Apr-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.11.06.565907 PMID:37986781	研究论文	开发了一种名为ML-Flux的机器学习框架，通过深度学习同位素标记模式来快速准确测定代谢通量	首创使用神经网络直接解析复杂同位素标记模式，替代传统的间接迭代求解器	目前仅涵盖中心碳代谢的26种关键示踪剂，网络覆盖范围有待扩展	开发快速准确的代谢通量定量分析方法	中心碳代谢中的同位素标记模式	机器学习	NA	同位素示踪技术	神经网络	同位素标记模式数据	26种关键C-葡萄糖、H-葡萄糖和C-谷氨酰胺示踪剂	NA	NA	准确性, 计算速度	NA
82	2025-10-06	Deciphering epistatic genetic regulation of cardiac hypertrophy 2025-Apr-11, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2023.11.06.23297858 PMID:37987017	研究论文	本研究开发了低信号符号迭代随机森林方法，揭示了心脏肥大的复杂遗传调控机制	开发了低信号符号迭代随机森林新方法，首次系统性地揭示了心脏肥大中的上位性遗传调控网络	研究主要基于英国生物银行数据，样本来源相对单一，需要在其他人群中进一步验证	解析心脏肥大的上位性遗传调控机制	人类心脏组织、人类诱导多能干细胞来源的心肌细胞	生物信息学	心血管疾病	深度学习、RNA沉默、微流控单细胞形态分析、转录组网络分析	随机森林、深度学习模型	心脏MRI图像、基因组数据、转录组数据	29,661例英国生物银行心脏MRI，313例人类心脏组织	NA	NA	NA	NA
83	2025-10-06	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MUC5B基因型及其他常见变异与通过计算成像分析获得的普通间质性肺炎特征之间的关联	首次将遗传风险谱与基于深度学习的计算成像表型相关联，为特发性肺纤维化提供了新的基因型-表型关联分析方法	样本量相对有限（329名参与者），且未发现常见变异与计算成像评估的纤维化程度之间的关联	确定IPF患者的遗传风险谱是否能识别独特的计算成像表型	特发性肺纤维化患者	数字病理	肺纤维化	计算断层扫描, 计算图像分析	深度学习	CT图像	329名IPF参与者	NA	NA	NA	NA
84	2025-10-06	Combination of deep learning reconstruction and quantification for dynamic contrast-enhanced (DCE) MRI 2025-Apr, Magnetic resonance imaging IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.mri.2024.110310 PMID:39710009	研究论文	提出一种结合深度学习重建与量化的端到端动态对比增强MRI技术	开发了新型深度重建网络DCE-Movienet，结合已有的DCE-Qnet量化网络，实现快速定量DCE-MRI	仅在健康志愿者和一名宫颈癌患者中验证，样本规模有限	解决DCE-MRI在采集速度和量化性能方面的挑战	动态对比增强MRI数据	医学影像分析	宫颈癌	动态对比增强MRI	深度学习网络	4D MRI数据	健康志愿者和一名宫颈癌患者	NA	DCE-Movienet, DCE-Qnet	重建时间，图像质量	NA
85	2025-07-22	Accurate treatment effect estimation using inverse probability of treatment weighting with deep learning 2025-Apr, JAMIA open IF:2.5Q3 DOI:10.1093/jamiaopen/ooaf032 PMID:40290454	研究论文	本研究利用深度序列模型通过逆处理概率加权（IPTW）方法准确估计处理效应，无需特征处理	提出使用深度序列模型（如RNN和Transformer）直接从索赔记录中估计倾向得分，无需特征处理，提高了处理效应估计的准确性	研究主要基于合成和半合成数据集，未在真实世界数据中广泛验证	在存在时间依赖性混杂因素的情况下，准确估计处理效应	电子健康记录（EHRs）中的索赔记录	机器学习	NA	逆处理概率加权（IPTW）	RNN, Transformer	电子健康记录（EHRs）	合成和半合成数据集	NA	NA	NA	NA
86	2025-10-06	Deep Learning Model for Histologic Diagnosis of Dysplastic Barrett's Esophagus: Multisite Cohort External Validation 2025-Apr-23, The American journal of gastroenterology DOI:10.14309/ajg.0000000000003495 PMID:40267276	研究论文	本研究通过多中心队列外部验证了一种用于巴雷特食管异型增生组织学诊断的深度学习模型	首次在三个外部学术中心对巴雷特食管异型增生诊断深度学习模型进行外部验证，采用cGANs进行染色标准化和YOLO+ResNet101集成方法	样本主要来自学术中心，社区病理学家诊断变异性问题未完全解决	改善巴雷特食管异型增生的诊断准确性，减少观察者间变异性和过度诊断	巴雷特食管患者的组织学切片	数字病理学	巴雷特食管/食管腺癌	全切片图像分析，组织染色标准化	集成模型	组织病理学图像	489个全切片图像（232个非异型增生，117个低度异型增生，140个高度异型增生）	NA	YOLO, ResNet101	灵敏度, 特异性, F1分数	NA
87	2025-10-06	Dissection of tumoral niches using spatial transcriptomics and deep learning 2025-Apr-18, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.112214 PMID:40230519	研究论文	本研究开发了TG-ME计算框架，通过整合空间转录组学数据和形态学图像来解析肿瘤微环境中的生态位	首次将Transformer与图变分自编码器(GraphVAE)相结合，构建能够同时分析空间转录组数据和形态学图像的计算框架	NA	开发计算框架以解析肿瘤微环境中的空间组织结构	肿瘤生态位和肿瘤微环境	数字病理学	肺癌	空间转录组学	Transformer, GraphVAE	空间转录组数据, 形态学图像	NA	NA	Transformer, GraphVAE	NA	NA
88	2025-10-06	pC-SAC: A method for high-resolution 3D genome reconstruction from low-resolution Hi-C data 2025-Apr-10, Nucleic acids research IF:16.6Q1 DOI:10.1093/nar/gkaf289 PMID:40226920	研究论文	提出一种从低分辨率Hi-C数据重建高分辨率3D基因组的新计算方法pC-SAC	使用自适应重要性采样与序列蒙特卡洛方法生成满足物理约束的3D染色质链集合，实现从低分辨率数据重建高分辨率Hi-C矩阵	NA	开发成本效益高的方法增强Hi-C数据分辨率，以深入研究3D基因组组织及其在基因调控和疾病中的作用	3D基因组组织、染色质结构	计算生物学	NA	Hi-C技术	概率模型、蒙特卡洛方法	Hi-C交互数据	NA	NA	probabilistically Constrained Self-Avoiding Chromatin (pC-SAC)	准确率	NA
89	2025-10-06	Enhancing nonlinear transcriptome- and proteome-wide association studies via trait imputation with applications to Alzheimer's disease 2025-Apr, PLoS genetics IF:4.0Q1 DOI:10.1371/journal.pgen.1011659 PMID:40209152	研究论文	本研究通过性状插补方法增强非线性转录组和蛋白质组关联研究，应用于阿尔茨海默病风险基因和蛋白的发现	将性状插补方法应用于非线性TWAS/PWAS分析，利用深度学习模型捕捉表达量对疾病的非线性效应	生物银行参与者年龄相对年轻导致AD病例数量不足，可能影响统计功效	识别与阿尔茨海默病风险相关的基因和蛋白质	阿尔茨海默病相关基因和蛋白质	机器学习	阿尔茨海默病	转录组测序, 蛋白质组分析	深度学习	基因表达数据, 蛋白质表达数据	GTEx项目和UK Biobank参与者数据	NA	DeLIVR	统计功效, 假阳性率	NA
90	2025-10-06	SuperMRF: deep robust reconstruction for highly accelerated magnetic resonance fingerprinting 2025-Apr-01, Quantitative imaging in medicine and surgery IF:2.9Q2 DOI:10.21037/qims-23-1819 PMID:40235764	研究论文	提出一种名为SuperMRF的深度学习框架，用于从欠采样的磁共振指纹数据直接重建定量T1和T2图谱	首次将三维卷积神经网络同时利用空间和时间信息直接重建MRF定量图谱，绕过传统模式匹配方法	网络使用模拟数据进行训练，在真实数据中的泛化能力需要进一步验证	开发快速、鲁棒的磁共振指纹重建方法	健康志愿者的膝关节磁共振数据	医学影像分析	NA	磁共振指纹成像	CNN	三维笛卡尔磁共振指纹数据	4名志愿者	NA	3D CNN	SSIM, PSNR, NMSE	NA
91	2025-10-06	Ordinal Sleep Depth: A Data-Driven Continuous Measurement of Sleep Depth 2025-Apr-25, Journal of sleep research IF:3.4Q2 DOI:10.1111/jsr.70074 PMID:40276961	研究论文	开发了一种数据驱动的连续睡眠深度测量方法——序数睡眠深度（OSD），用于更精确地评估睡眠质量	首次使用深度学习框架结合序数回归方法，将离散的睡眠阶段转化为连续睡眠深度测量	研究基于单一数据集，需要进一步验证在其他人群中的适用性	开发连续睡眠深度测量方法并评估其与临床变量的关联	18,116名独特患者的21,787份多导睡眠图记录	机器学习	睡眠呼吸障碍,认知障碍	多导睡眠图,脑电图分析	CNN	脑电图信号	21,787份多导睡眠图记录来自18,116名患者	NA	卷积神经网络	Pearson相关系数	NA
92	2025-10-06	Enhanced cell tracking using a GAN-based super-resolution video-to-video time-lapse microscopy generative model 2025-Apr-18, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.112225 PMID:40230526	研究论文	提出一种基于GAN的超分辨率延时显微镜视频生成模型tGAN，用于增强细胞追踪性能	开发了具有双分辨率架构的GAN模型，能够同时捕捉低分辨率和高分辨率细胞细节，生成具有高时间一致性和精细细节的合成注释延时显微镜视频	未明确说明模型在特定细胞类型或成像条件下的泛化能力	解决细胞追踪中注释延时数据有限的问题，提升深度学习在生物图像分析中的应用	细胞动态行为（生长、分裂、运动、细胞间相互作用）	计算机视觉	NA	延时显微镜成像	GAN	视频	NA	NA	GAN, 双分辨率架构	时间一致性, 细节质量	NA
93	2025-10-06	New Threshold for Defining Mild Aortic Stenosis Derived From Velocity-Encoded MRI in 60,000 Individuals 2025-Apr-08, Journal of the American College of Cardiology IF:21.7Q1 DOI:10.1016/j.jacc.2025.01.035 PMID:40175013	研究论文	本研究通过深度学习模型分析62,902名UK Biobank参与者的心脏磁共振成像数据，提出了轻度主动脉瓣狭窄的新定义标准	首次在大规模人群（62,902人）中使用深度学习模型测量主动脉瓣功能参数，并基于健康亚组数据提出了轻度主动脉瓣狭窄的新诊断阈值	研究主要基于UK Biobank数据，外部验证仅使用澳大利亚国家超声数据库，随访时间平均仅为3.9年	研究无临床指征人群的主动脉瓣功能流行病学特征，并定义轻度主动脉瓣狭窄的诊断标准	UK Biobank的62,902名参与者和澳大利亚国家超声数据库的365,870名临床患者	医学影像分析	心血管疾病	速度编码心脏磁共振成像，超声心动图	深度学习模型	医学影像数据	UK Biobank 62,902人（健康亚组41,859人），外部验证队列365,870人	NA	NA	风险比，P值，置信区间	NA
94	2025-10-06	Tumor Bud Classification in Colorectal Cancer Using Attention-Based Deep Multiple Instance Learning and Domain-Specific Foundation Models 2025-Apr-07, Cancers IF:4.5Q1 DOI:10.3390/cancers17071245 PMID:40227783	研究论文	提出一种基于注意力深度多示例学习和领域特定基础模型的结直肠癌肿瘤芽自动分类系统	首次将注意力机制多示例学习与领域特定基础模型结合用于肿瘤芽分类，通过注意力热图验证特征可解释性	数据集规模有限（29张训练WSI，70张测试WSI），未进行大规模临床验证	开发自动化肿瘤芽分类系统以提高结直肠癌预后评估准确性	结直肠癌组织切片中的肿瘤芽	数字病理学	结直肠癌	全切片图像分析	注意力多示例学习	病理图像	29张训练用全切片图像，70张测试用全切片图像	NA	ABMIL, Phikon-v2, UNI, CtransPath	AUC, 精确度, 召回率	NA
95	2025-10-06	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	提出一种基于深度学习的脊髓软分割方法，能够在不同MRI对比度下保持分割稳定性	首次实现对比度无关的脊髓软分割，通过平均多个对比度的二值分割生成软真值，结合回归损失函数降低CSA变异性	研究主要基于健康参与者数据，在病理情况下的泛化能力仍需进一步验证	开发能够在不同MRI对比度下稳定分割脊髓的深度学习方法	人类脊髓MRI图像	医学图像分析	神经退行性疾病	MRI	CNN	医学图像	267名健康参与者，6种MRI对比度	NA	U-Net	CSA变异性，Wilcoxon符号秩检验	NA
96	2025-10-06	Deep learning informed multimodal fusion of radiology and pathology to predict outcomes in HPV-associated oropharyngeal squamous cell carcinoma 2025-Apr, EBioMedicine IF:9.7Q1 DOI:10.1016/j.ebiom.2025.105663 PMID:40121941	研究论文	开发基于Swin Transformer的多模态多区域数据融合框架，整合CT影像和病理全切片图像预测HPV相关口咽鳞状细胞癌的预后	首次提出整合原发灶和淋巴结区域的放射学与病理学特征的多模态融合方法，采用跨模态和跨区域的窗口多头自注意力机制	样本量相对有限（277例患者），需在更大队列中验证	预测HPV相关口咽鳞状细胞癌的生存结果和肿瘤分级	HPV相关口咽鳞状细胞癌患者	医学影像分析	头颈癌	CT影像，全切片病理图像	Transformer	影像，图像	277例匹配放射学和病理学图像的口咽鳞状细胞癌患者	NA	Swin Transformer	C-index, AUC, 风险比, 优势比	NA
97	2025-10-06	Quantitative molecular imaging using deep magnetic resonance fingerprinting 2025-Apr-01, Nature protocols IF:13.1Q1 DOI:10.1038/s41596-025-01152-w PMID:40169753	研究论文	介绍基于深度学习的饱和转移磁共振指纹图谱用于定量分子成像的完整协议	提出深度MRF框架解决传统分子MRI技术复杂、半定量和扫描时间长的问题，提供快速定量提取分子信息的方法	流程完成时间从48分钟到57小时不等，对复杂多质子池体内成像耗时较长	开发定量分子MRI成像方法	蛋白质、代谢物和pH值的非侵入性体内成像	医学影像分析	癌症、神经退行性疾病、中风、心脏病	磁共振指纹图谱、化学交换饱和转移、半固体磁化转移	深度学习	磁共振图像	体外样本、动物和人类扫描数据	NA	NA	NA	NA
98	2025-10-06	Harnessing AlphaFold to reveal hERG channel conformational state secrets 2025-Apr-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.01.27.577468 PMID:38352360	研究论文	本研究利用AlphaFold结合结构模板预测hERG离子通道的不同构象状态，揭示其功能机制和药物结合特性	通过精心选择结构模板指导AlphaFold预测特定功能状态，首次揭示了hERG通道失活机制和增强药物结合的分子特征	方法依赖于结构模板的选择质量，计算预测仍需实验数据验证	预测hERG离子通道的离散构象状态并理解其与药物相互作用的机制	hERG钾离子通道（Kv11.1）的不同构象状态	计算生物学	心律失常	AlphaFold蛋白质结构预测，分子对接，分子动力学模拟	深度学习	蛋白质结构数据，实验验证数据	NA	AlphaFold	AlphaFold架构	与实验数据一致性，药物亲和力预测准确性	NA
99	2025-10-06	Emerging frontiers in protein structure prediction following the AlphaFold revolution 2025-Apr, Journal of the Royal Society, Interface DOI:10.1098/rsif.2024.0886 PMID:40233800	综述	本文探讨了AlphaFold引发蛋白质结构预测革命后该领域的新兴前沿应用	聚焦深度学习革命后蛋白质结构预测在高级应用中的发展，提出了AlphaFold预测结果的报告指南	NA	综述当前最先进的蛋白质结构预测技术及其在复杂生物系统中的应用	蛋白质结构及其与生物分子的相互作用	计算生物学	NA	深度学习	深度学习模型	蛋白质序列和结构数据	数百万个蛋白质结构模型	NA	AlphaFold	NA	NA
100	2025-10-06	SegCSR: WEAKLY-SUPERVISED CORTICAL SURFACES RECONSTRUCTION FROM BRAIN RIBBON SEGMENTATIONS 2025-Apr, Proceedings. IEEE International Symposium on Biomedical Imaging DOI:10.1109/isbi60581.2025.10980662 PMID:40655953	研究论文	提出一种基于脑MRI带状分割的弱监督皮质表面重建方法SegCSR	无需依赖传统流程生成的伪标签，直接从脑MRI带状分割重建多个皮质表面	在深度脑沟区域仍需正则化处理，性能依赖于分割质量	开发弱监督的皮质表面重建方法	脑MRI图像中的皮质表面	医学图像分析	神经科学相关疾病	脑MRI成像	深度学习	医学图像	两个大规模脑MRI数据集	NA	NA	重建精度、规则性	NA