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
1	2026-04-14	Spiner, deep learning-based automated detection of spiral ganglion neurons in intact cochleae 2025-Jul-18, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.112929 PMID:40687827	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的自动化工具Spiner，用于在完整耳蜗中检测螺旋神经节神经元	引入了胶原酶处理优化组织透明化协议，并采用深度学习对象检测模型实现大型3D数据集中SGN的自动定位与计数	目前主要针对I型螺旋神经节神经元，在大型动物模型中的应用仍需进一步验证	改进耳蜗中螺旋神经节神经元的检测与定量方法	沙鼠和猪的完整耳蜗组织	数字病理学	听力损失	组织透明化、光片荧光显微镜、胶原酶处理	深度学习对象检测模型	3D图像数据	沙鼠和猪的耳蜗样本（具体数量未明确）	NA	NA	与人工计数的一致性	NA
2	2026-04-14	mamp-ml: A deep learning approach to epitope immunogenicity in plants 2025-Jul-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.07.11.664399 PMID:40791437	研究论文	开发了一个名为mamp-ml的机器学习框架，用于预测植物受体-配体相互作用和表位免疫原性	首次将大型蛋白质语言模型ESM-2与二十多年的功能数据结合，构建了预测植物免疫原性结果的管道和模型，即使缺乏实验结构也能实现预测	模型在测试集上的预测准确率为73%，仍有提升空间	预测植物受体-配体相互作用和表位免疫原性，为植物免疫系统工程提供计算框架	植物受体和配体（特别是LRR受体-配体组合）	机器学习	NA	蛋白质语言模型	深度学习	蛋白质序列数据	基于二十多年基础研究的功能数据	NA	ESM-2	准确率	NA
3	2026-04-14	A fully open AI foundation model applied to chest radiography 2025-07, Nature IF:50.5Q1 DOI:10.1038/s41586-025-09079-8 PMID:40500447	研究论文	本文介绍了Ark，一个应用于胸部X光片的开放基础模型，通过循环积累和重用多个数据集中异构专家标签的知识进行预训练	Ark模型通过聚合多样化数据集和专家知识，扩展了诊断范围，适应新疾病，支持小样本学习和联邦学习，并开源代码和模型	未在摘要中明确提及具体限制	开发一个开放的基础模型，用于自动化胸部X光片解释，以克服现有深度学习模型的局限性	胸部X光片图像数据	医学影像	肺部疾病	深度学习	基础模型	图像	多个公共数据集，具体数量未在摘要中指定	NA	Ark	NA	NA
4	2026-04-14	Longitudinal Tracking of Emphysema Holes at Noncontrast CT: Dynamic Patterns and Clinical Relationships 2025-07, Radiology IF:12.1Q1 DOI:10.1148/radiol.243239 PMID:40662972	研究论文	本研究利用深度学习软件纵向追踪肺气肿空洞的动态变化，并分析其与肺功能下降、疾病进展及死亡率的关系	首次采用深度学习技术对肺气肿空洞进行纵向追踪，并根据直径变化将其动态分组，揭示了空洞动态模式与临床结局的关联	研究为二次分析，样本量较小（108名参与者），且主要为男性，可能限制结果的普适性	追踪肺气肿空洞的纵向变化，探究其动态模式与临床指标（FEV1下降、疾病进展、死亡率）的关系	韩国阻塞性肺疾病队列研究中完成基线和6年随访CT扫描的参与者	数字病理学	肺气肿	CT扫描	深度学习	CT图像	108名参与者（平均年龄63.4岁，其中104名男性）	NA	NA	线性回归系数（β）、P值、对数秩检验（log-rank test）	NA
5	2026-04-12	How I Do It: Three-Dimensional MR Neurography and Zero Echo Time MRI for Rendering of Peripheral Nerve and Bone 2025-07, Radiology IF:12.1Q1 DOI:10.1148/radiol.241604 PMID:40590699	研究论文	本文介绍了一种结合三维磁共振神经成像和零回波时间磁共振成像技术，用于渲染外周神经和骨骼空间关系的方法	通过融合三维磁共振神经成像和零回波时间磁共振成像序列，首次实现了外周神经与骨骼结构的联合三维渲染，为临床决策提供可视化路线图	未明确说明方法在广泛临床应用中的验证范围及潜在技术限制	开发一种用于临床决策支持的外周神经与骨骼三维可视化技术	外周神经与骨骼的解剖结构	医学影像处理	NA	三维磁共振神经成像，零回波时间磁共振成像	深度学习	磁共振图像	NA	NA	NA	NA	NA
6	2026-04-11	Segmentation of the Left Atrium in Cardiovascular Magnetic Resonance Images of Patients with Myocarditis 2025-07-18, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/68664 PMID:40758568	研究论文	本文提出了一种基于三维全卷积网络的深度学习模型，用于心肌炎患者心血管磁共振电影序列中左心房的分割，以评估左心房功能	提出了三项策略性增强：时空特征融合、动态跳跃连接和轻量化设计，以解决动态伪影和薄壁结构时空连续性建模的挑战	未明确提及模型在更广泛患者群体或不同磁共振扫描仪上的泛化能力	开发一种准确、高效的方法，用于从心肌炎患者的心血管磁共振电影序列中分割左心房，以支持临床诊断	心肌炎患者的心血管磁共振电影序列图像	计算机视觉	心血管疾病	心血管磁共振电影序列成像	CNN	图像	NA	NA	3D-FCN	Dice系数	NA
7	2026-04-11	Convolutional Neural Network-Transformer Model to Predict and Classify Early Arrhythmia Using Electrocardiogram Signal 2025-07-03, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/68227 PMID:40690419	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的混合模型，用于从心电图信号中预测和分类早期心律失常	结合1D CNN和Transformer层，以同时提取空间特征并建模时间依赖性，从而在心律失常分类中实现高精度	NA	开发精确且自动化的技术，用于心血管疾病（特别是心律失常）的早期诊断和检测	心电图信号，重点关注五种主要心跳类型：正常、左束支传导阻滞、右束支传导阻滞、房性早搏和室性早搏	机器学习	心血管疾病	心电图信号分析	CNN, Transformer	信号	超过390万个训练段和112,575个测试段	NA	1D CNN, Transformer	准确率, 精确率, F1分数	NA
8	2026-04-11	Unsupervised learning reveals landscape of local structural motifs across protein classes 2025-Jul-01, Bioinformatics (Oxford, England) DOI:10.1093/bioinformatics/btaf377 PMID:40569048	研究论文	本文利用自监督深度学习表征，对蛋白质数据库中的局部结构微环境进行聚类，构建了一个局部3D基序词典，并展示了其在蛋白质结构搜索、模型质量评估和药物脱靶相互作用预测中的应用	通过无监督学习聚类超过1500万个蛋白质局部结构环境，创建了一个全面的局部3D基序词典，并基于此开发了新的蛋白质表征方法，在多个任务中达到最先进性能	NA	旨在通过无监督学习揭示蛋白质局部结构基序的景观，并应用于蛋白质结构功能分析	蛋白质数据库中的局部三维结构微环境	机器学习	NA	自监督深度学习	NA	三维结构数据	超过1500万个局部环境	NA	NA	NA	NA
9	2026-04-07	Impact of spectrum bias on deep learning-based stroke MRI analysis 2025-Jul, European journal of radiology IF:3.2Q1 DOI:10.1016/j.ejrad.2025.112161 PMID:40359732	研究论文	本研究评估了在卒中MRI分析中排除不确定急性缺血性病变病例对深度学习工具诊断性能的影响，并识别了与这些不确定病例相关的因素	首次量化了排除不确定病例对深度学习工具诊断比值比的放大效应，并识别了MRI伪影、病灶大小、位置和年龄等与诊断不确定性相关的独立因素	单中心回顾性研究，可能受选择偏倚影响；未评估不同深度学习模型间的差异	评估卒中MRI分析中的谱偏倚，并探究排除不确定病例对深度学习工具诊断性能的影响	疑似卒中成年患者的脑部MRI图像	数字病理学	卒中	脑部MRI	深度学习	图像	989名患者	NA	NA	诊断比值比	NA
10	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
11	2026-04-04	spRefine Denoises and Imputes Spatial Transcriptomics with a Reference-Free Framework Powered by Genomic Language Model 2025-Jul-07, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.04.22.649977 PMID:40631230	研究论文	本文介绍了一个名为spRefine的深度学习框架，利用基因组语言模型对空间转录组数据进行去噪和插值处理	提出了一个无需参考的框架，结合基因组语言模型联合处理空间转录组数据的噪声和缺失值问题	NA	解决空间转录组数据分析中的高噪声水平和基因测量缺失问题	空间转录组数据	机器学习	NA	空间转录组学	深度学习	空间转录组数据	NA	NA	基因组语言模型	NA	NA
12	2026-04-01	Enhancing forensic shoeprint analysis: Application of the Shoe-MS algorithm to challenging evidence 2025-07, Science & justice : journal of the Forensic Science Society IF:1.9Q3 DOI:10.1016/j.scijus.2025.101255 PMID:40480703	研究论文	本文探索了Shoe-MS算法在法医鞋印分析中的应用，该算法基于深度学习框架，用于评估成对图像的相似性得分	提出并应用Shoe-MS算法于法医鞋印分析，特别针对退化图像进行分类和源识别，实现了高精度相似性评分	算法无法完全替代法医检验员，且主要针对图像质量不高的犯罪现场证据	提升法医鞋印分析的定量评估能力，支持检验员进行概率性、可重复的判断	法医鞋印图像，包括犯罪现场采集的退化图像	计算机视觉	NA	深度学习	深度学习框架	图像	两个不同的数据库	NA	Shoe-MS	相似性得分	NA
13	2026-03-30	Memory kernel minimization-based neural networks for discovering slow collective variables of biomolecular dynamics 2025-07, Nature computational science IF:12.0Q1 DOI:10.1038/s43588-025-00815-8 PMID:40495006	研究论文	本文提出了一种基于记忆核最小化的神经网络框架MEMnets，用于发现生物分子动力学中的慢集体变量	MEMnets基于积分广义主方程理论，通过编码非马尔可夫动力学到记忆核中，并最小化时间积分记忆核的上界来识别最优集体变量，克服了传统方法通常假设马尔可夫动力学的限制	未在摘要中明确提及	识别生物分子动力学中准确捕捉最慢时间尺度的集体变量，以理解蛋白质构象变化等生物过程	FIP35 WW结构域的折叠过程和细菌RNA聚合酶的钳口开放构象变化	机器学习	NA	深度学习	神经网络	生物分子动态数据	NA	NA	并行编码器网络	NA	NA
14	2026-03-30	Predicting adverse drug reactions for combination pharmacotherapy with cross-scale associative learning via attention modules 2025-07, Nature computational science IF:12.0Q1 DOI:10.1038/s43588-025-00816-7 PMID:40588546	研究论文	本研究提出了一种名为OrganADR的关联学习增强模型，用于在器官层面预测联合药物治疗的不良反应	提出了一种结合器官层面ADR信息、分子层面药物信息以及基于网络的生物医学知识的集成表示方法，并采用多可解释模块，能够从器官角度阐明与ADR相关的关键蛋白质-蛋白质相互作用	未在摘要中明确说明	开发一种可解释的计算方法，以准确预测联合药物治疗的不良反应，服务于临床用药管理、药物开发和精准医疗	联合药物治疗及其在器官层面引发的不良反应	机器学习	NA	NA	深度学习	生物医学知识、药物分子信息、器官层面ADR信息	涉及15个器官的评估	NA	OrganADR	NA	NA
15	2026-03-28	Deep Learning-accelerated MRI in Body and Chest 2025 Jul-Aug 01, Journal of computer assisted tomography IF:1.0Q4 DOI:10.1097/RCT.0000000000001762 PMID:40360272	综述	本文综述了深度学习重建技术在加速磁共振成像中的应用，特别是在身体和胸部成像中，旨在提升图像质量并减少运动伪影	深度学习重建为磁共振加速提供了优雅解决方案，通过变分网络和监督模型，在保持图像质量的同时显著缩短采集时间，并具有去噪、伪影减少和提升信噪比等潜力	深度学习重建面临一些挑战，包括轻微降低病灶检测率、心脏运动相关信号丢失、区域信噪比变化以及不同器官系统中ADC测量的变异性	探讨深度学习重建技术在磁共振成像中的加速应用，以改善身体和胸部成像的图像质量并减少运动伪影	腹部、骨盆和胸部的磁共振成像，重点关注肝脏和前列腺等器官系统	医学影像分析	NA	磁共振成像（MRI），包括T2、T1和扩散加权成像	深度学习模型	磁共振图像	NA	NA	变分网络	图像质量指标、病灶显眼度、信噪比（SNR）、对比噪声比（CNR）、病灶检测率、ADC测量	NA
16	2026-03-28	Fundus Refraction Offset as an Individualized Myopia Biomarker 2025-Jul-01, JAMA ophthalmology IF:7.8Q1 DOI:10.1001/jamaophthalmol.2025.1513 PMID:40471629	研究论文	本研究提出了一种新的眼底水平指标——眼底屈光偏移，并探讨了其与光学相干断层扫描衍生眼部参数的关联	提出了眼底屈光偏移这一个体化近视生物标志物，用于捕捉后段解剖结构的个体差异，超越了传统的球镜等效屈光度和眼轴长度等轴上指标	研究为横断面设计，无法确定因果关系；外部验证数据集样本量较小	开发并验证一种能够反映个体后段解剖差异的近视生物标志物	健康人眼	数字病理学	近视	光学相干断层扫描	深度学习模型	图像	UK Biobank 数据集中 45,180 只健康眼（训练集 70%，内部测试集 30%），外部验证集 152 只右眼	NA	NA	线性回归系数, 95% 置信区间, P值	NA
17	2026-03-24	A review of hybrid EEG-based multimodal human-computer interfaces using deep learning: applications, advances, and challenges 2025-Jul, Biomedical engineering letters IF:3.2Q2 DOI:10.1007/s13534-025-00469-5 PMID:40625554	综述	本文系统综述了2016年至2024年间基于EEG的多模态人机交互系统，重点关注结合深度学习技术的应用、进展与挑战	首次系统整合了基于EEG的多模态HCI系统结合深度学习的研究成果，并分析了信号类型、网络架构、融合策略等关键主题	缺乏实时在线系统、信号同步困难、数据可用性有限以及可解释AI方法不足	综述基于EEG的多模态人机交互系统在深度学习中的应用、进展与挑战	124篇从Web of Science数据库中检索的2016年至2024年间发表的研究	人机交互	NA	EEG, fNIRS, NIRS, MEG, fMRI, EOG, EMG, ECG, PPG, GSR	深度学习	生物信号	124项研究	NA	卷积神经网络	NA	NA
18	2026-03-20	Machine Learning Analysis of Videourodynamics to Predict Incident Hydronephrosis in Patients With Spina Bifida 2025-07, The Journal of urology IF:5.9Q1 DOI:10.1097/JU.0000000000004547 PMID:40132220	研究论文	本研究开发了机器学习模型，利用视频尿动力学数据预测脊柱裂患者发生肾积水的风险	首次将机器学习应用于视频尿动力学数据，通过自动化特征提取（包括压力/体积记录和荧光透视图像）来预测肾积水事件，并构建了集成模型以提高预测性能	研究样本量相对有限（训练队列354人，验证队列200人），且模型性能（C统计量0.73）仍有提升空间，未进行外部验证	开发可靠的机器学习模型，以预测脊柱裂患者发生肾积水的风险，减少视频尿动力学解读的主观差异性	脊柱裂患者（年龄范围2个月至42岁）	机器学习	脊柱裂	视频尿动力学研究	随机生存森林, 集成模型	视频尿动力学数据（包括压力/体积记录和荧光透视图像）	训练队列354名患者，验证队列200名患者	NA	随机生存森林	C统计量, 特异性	NA
19	2026-03-15	Potential of artificial intelligence for radiation dose reduction in computed tomography -A scoping review 2025-07, Radiography (London, England : 1995) DOI:10.1016/j.radi.2025.102968 PMID:40339443	综述	本文通过范围综述，评估和总结了人工智能在CT扫描中患者定位、扫描范围确定和图像重建三个关键领域对辐射剂量优化的作用	系统性地聚焦于AI在CT辐射剂量优化中的三个核心应用领域，并提供了当前技术状态的简明概述，强调了其益处、局限性和对剂量减少变革的影响	作为一篇范围综述，它主要总结现有研究，未进行新的实验验证，且纳入文献时间范围可能限制了对最新进展的覆盖	回顾、评估和总结人工智能在计算机断层扫描（CT）辐射剂量优化中的作用	涉及CT扫描的文献研究，重点关注腹部、胸部、头部、颈部和骨盆以及CT血管造影等扫描部位	医学影像	NA	计算机断层扫描（CT）	深度学习	CT图像	90篇符合选择标准的文章	NA	NA	辐射剂量、相关评估指标（基于应用AI的CT参数）	NA
20	2026-03-14	Application of deep learning-based facial pain recognition model for postoperative pain assessment 2025-07, Journal of clinical anesthesia IF:5.0Q1 DOI:10.1016/j.jclinane.2025.111898 PMID:40516197	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的面部疼痛识别模型，用于术后疼痛评估	构建了包含临床和模拟场景的数据集，并基于预训练VGG16模型开发了面部疼痛识别软件，为临床疼痛识别提供了新选项	高质量临床数据集有限，且缺乏针对真实世界模型部署的研究，实验室研究与临床应用之间存在差距	利用深度学习技术进行自动疼痛评估，特别是针对术后患者	术后患者的面部疼痛图像	计算机视觉	术后疼痛	深度学习	CNN	图像	临床疼痛数据集包含503名术后患者的3411张图像，模拟疼痛数据集包含51名志愿者的1038张图像	NA	VGG16	AUROC, F1分数	NA