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
21	2026-09-18	PediMS: A Pediatric Multiple Sclerosis Lesion Segmentation Dataset 2025-07-10, Scientific data IF:5.8Q1 DOI:10.1038/s41597-025-05346-5 PMID:40640191	研究论文	本文介绍了首个公开的儿童多发性硬化症病变分割MRI数据集，包含9名患者的28次纵向扫描，并评估了两种深度学习模型	首个专门用于儿童多发性硬化症病变分割的公开MRI数据集，提供纵向扫描、临床数据和专家标注	样本量小（9名患者），可能限制模型的泛化能力	推动儿童多发性硬化症研究，改进病变分割模型，并促进联邦学习方法	儿童多发性硬化症患者	医学图像分割	多发性硬化症	MRI	深度学习	图像	9名儿童患者，28次MRI扫描	NA	NA	分割性能指标	NA
22	2026-09-16	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	该文章开发了一个名为mamp-ml的机器学习框架，用于预测植物受体-配体相互作用，以解决实验瓶颈问题。	利用二十多年的功能数据和大规模蛋白质语言模型ESM-2构建管道和模型，结合受体-配体特征预测免疫原性结果，在缺乏实验结构的情况下实现高精度预测。	预测准确率为73%，可能受限于数据质量和模型泛化能力，未提及具体限制。	预测植物受体-配体相互作用，以加速植物免疫系统的研究和工程化。	植物受体和配体蛋白质。	机器学习	NA	蛋白质语言模型ESM-2	机器学习模型	蛋白质序列数据	NA	NA	ESM-2	准确率	NA
23	2026-09-13	BaSbBS4: a record-high-performance birefringent crystal identified by a target-driven closed-loop strategy 2025-Jul-10, Chemical science IF:7.6Q1 DOI:10.1039/d5sc01983d PMID:40510313	研究论文	本文通过目标驱动的闭环策略，结合深度学习辅助高通量计算与实验验证，发现了一种创纪录高性能的双折射晶体BaSbBS4	开发了目标驱动的闭环框架，耦合功能基元与晶体结构筛选、深度学习辅助高通量光学性质计算、靶向实验和机理研究，实现了高效发现潜在双折射材料；发现了BaSbBS4在宽禁带范围内具有创纪录的双折射率	未明确提及	探索同时具有大双折射和宽禁带的红外双折射材料，以用于高功率光电子应用	含平面[BS3]和/或立体化学活性孤对电子基团（[SbS3]、[SnS3]等）的红外双折射晶体	材料科学	NA	深度学习辅助高通量光学性质计算、第一性原理计算、实验合成与表征	深度学习模型	晶体结构数据、光学性质数据	鉴定了一批（具体数量未明确）含有[BS3]和/或SCALP基团的晶体，其中6种具有巨大双折射（Δ > 1.0），3种同时具有大双折射（Δ > 0.5）和宽禁带（Eg > 3.5 eV）	NA	NA	双折射率（Δ）、禁带宽度（Eg）	NA
24	2026-09-13	Machine learning explainability for survival outcome in head and neck squamous cell carcinoma 2025-07, International journal of medical informatics IF:3.7Q2 DOI:10.1016/j.ijmedinf.2025.105873 PMID:40121767	研究论文	该研究结合临床病理参数、治疗相关因素和社会人口学因素，利用机器学习模型预测头颈部鳞状细胞癌患者的总生存期，并通过LIME和SHAP技术提供可解释性	将临床病理参数、治疗相关因素和社会人口学因素整合作为机器学习模型的输入，并应用LIME和SHAP技术进行可解释性分析，比较TabNet、XGBoost和投票集成在预测头颈部鳞状细胞癌总生存期方面的性能	样本量相对较小（419例），仅来自瑞典的三所大学医院，需要在多机构数据集和临床试验中进一步验证以实现安全的临床实施	构建一个结合临床病理参数、治疗相关因素和社会人口学因素的预后系统，利用机器学习模型估计头颈部鳞状细胞癌患者的总生存期，并探索这些输入参数的互补预后潜力	头颈部鳞状细胞癌患者	机器学习	头颈部鳞状细胞癌	NA	TabNet, XGBoost, 投票集成	表格数据	419例头颈部鳞状细胞癌患者	NA	TabNet, XGBoost, 投票集成	准确率	NA
25	2026-09-13	Advances in cardiovascular signal analysis with future directions: a review of machine learning and deep learning models for cardiovascular disease classification based on ECG, PCG, and PPG signals 2025-Jul, Biomedical engineering letters IF:3.2Q2 DOI:10.1007/s13534-025-00473-9 PMID:40625553	综述	本文系统综述了机器学习和深度学习模型在基于ECG、PCG和PPG信号的心血管疾病分类中的进展与未来方向	全面比较了传统机器学习模型（KNN、SVM、RF）与深度学习架构（CNN、LSTM、迁移学习）在三种心血管信号上的应用，并强调了多模态信号融合和可解释AI的重要性	数据集异质性、预处理方法差异和计算复杂度等问题阻碍了临床采用	评估AI驱动的系统在心血管信号分析中的诊断准确性和预测分析能力，并探讨未来发展方向	心电图（ECG）、心音图（PCG）和光电容积脉搏波（PPG）信号	机器学习	心血管疾病	NA	CNN, LSTM, 迁移学习, KNN, SVM, 随机森林	信号	NA	NA	卷积神经网络, 长短期记忆网络, 迁移学习模型	诊断准确性	NA
26	2026-09-13	HECLIP: histology-enhanced contrastive learning for imputation of transcriptomics profiles 2025-07-01, Bioinformatics (Oxford, England) DOI:10.1093/bioinformatics/btaf363 PMID:40569046	研究论文	该文提出了HECLIP，一种基于组织学增强对比学习的深度学习框架，用于直接从H&E染色组织学图像推断空间基因表达谱	提出以图像为中心的对比学习策略来捕获与分子表达相关的形态学特征，通过最小化对空间转录组数据的依赖，实现准确且具有生物学意义的基因表达预测	未在摘要中明确说明	弥合组织学成像与转录组学之间的差距，开发可扩展的计算方法从H&E染色图像推断空间基因表达谱	H&E染色组织学图像及空间转录组数据	数字病理学	NA	H&E染色、空间转录组学	对比学习、深度学习	图像	NA	NA	NA	NA	NA
27	2026-09-13	SetBERT: the deep learning platform for contextualized embeddings and explainable predictions from high-throughput sequencing 2025-07-01, Bioinformatics (Oxford, England) DOI:10.1093/bioinformatics/btaf370 PMID:40563247	研究论文	本文提出了一种名为SetBERT的深度学习平台，用于处理高通量测序数据，生成上下文嵌入，并提供可解释的预测	利用序列间的相互作用，采用预训练方法生成上下文嵌入，并在下游任务中实现可解释的预测	摘要中未提及	解决高通量测序数据处理中计算模型忽略微生物间相互作用和引入协议偏差的问题	高通量测序数据中的微生物群落	机器学习	NA	高通量测序	BERT	文本	NA	NA	Transformer	属水平分类准确率	NA
28	2026-09-13	Unsupervised learning reveals landscape of local structural motifs across protein classes 2025-07-01, 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对蛋白质结构数据集进行表示学习，在蛋白质数据库中对超过1500万个局部结构环境进行聚类，构建了局部三维结构基序的“词汇表”，并验证其在蛋白质结构搜索、模型质量评估、药物脱靶预测和致病变异识别等方面的应用价值	首次利用自监督学习表示对蛋白质数据库中超过1500万个局部结构环境进行大规模聚类，构建了局部三维结构基序的“词汇表”，并提出了仅基于局部基序组成的全新蛋白质表示方法，在多项任务上达到最优性能	未明确提及	揭示蛋白质局部结构基序的全景图，并验证局部结构基序在蛋白质分析和功能预测中的价值	蛋白质数据库中的局部三维结构环境、蛋白质链、结合口袋、单个氨基酸、人类蛋白质组中的致病变异	机器学习	NA	自监督深度学习、蛋白质结构聚类分析	自监督深度学习模型	蛋白质三维结构数据（图像/坐标数据）	蛋白质数据库中超过1500万个局部结构环境，以及AlphaFold结构数据库中的预测结构	NA	NA	NA	NA
29	2026-09-10	Deep learning-based real-time detection of head and neck tumors during radiation therapy 2025-07-31, Physics in medicine and biology IF:3.3Q1 DOI:10.1088/1361-6560/adf40e PMID:40706626	研究论文	本文研究基于深度学习的实时头颈肿瘤分割方法，以在放射治疗期间通过千伏级X射线图像追踪肿瘤位置	采用个性化条件生成对抗网络分割千伏级X射线图像中的头颈肿瘤，实现无标记追踪，有望替代面罩以实现无面罩放射治疗	该研究为单中心小样本研究，且仅验证了首、中、末分次的图像，未涵盖全程实时追踪的全面验证	探索基于深度学习的方法，在千伏级X射线图像中分割头颈肿瘤，以实现放射治疗中的实时肿瘤追踪	17名接受常规头颈放射治疗的头颈癌患者	深度学习	头颈癌	千伏级X射线成像	条件生成对抗网络	图像	17例头颈癌患者	NA	条件生成对抗网络	质心误差, 平均表面距离	NA
30	2026-09-10	BaliMask3D dataset for 3D completion and reconstruction of traditional Balinese masks 2025-07-15, Scientific data IF:5.8Q1 DOI:10.1038/s41597-025-05505-8 PMID:40664699	研究论文	本文介绍了BaliMask3D数据集，该数据集提供传统巴厘岛面具的高质量3D模型，用于支持3D补全和重建任务，以促进文化遗产保护	首次提供专门针对传统巴厘岛面具的3D数据集，结合360度摄影测量技术和多种深度学习模型进行3D补全和重建，填补了文化遗产保护领域3D数据集的空白	摘要未提及具体局限性	开发并验证用于3D补全和重建的深度学习技术，以促进文化遗产保护和计算机视觉研究	传统巴厘岛面具的3D模型，涵盖27个类别，来自巴厘岛博物馆	计算机视觉	NA	360度摄影测量	VQ-VAE, SDFusion	3D模型	27类巴厘岛面具	NA	VQ-VAE, SDFusion	NA	NA
31	2026-09-10	Fundus Refraction Offset as an Individualized Myopia Biomarker 2025-07-01, JAMA ophthalmology IF:7.8Q1 DOI:10.1001/jamaophthalmol.2025.1513 PMID:40471629	研究论文	本研究提出眼底屈光偏移（FRO）作为个体化近视生物标志物，并评估其与眼部光学相干断层扫描参数的相关性。	首次提出眼底屈光偏移（FRO）作为个体化近视生物标志物，基于深度学习模型预测眼底照片的屈光度，反映个体后段解剖与屈光度的差异。	本研究为横断面设计，未评估FRO随时间变化及因果关系	探索FRO作为个体化近视生物标志物的潜力，并评估其与眼部解剖参数（如黄斑厚度、脉络膜厚度）的关联。	健康眼的眼底照片和OCT数据	计算机视觉	近视	OCT	深度学习模型	图像	45,180眼睛（内部数据集），152右眼（外部数据集）	NA	NA	β系数, 置信区间, P值	NA
32	2026-09-10	The power spectrum map of gyro-sulcal functional activity dissociation in macaque brains 2025-07-01, Cerebral cortex (New York, N.Y. : 1991) DOI:10.1093/cercor/bhaf160 PMID:40605313	研究论文	本研究利用一维卷积神经网络区分猕猴大脑中脑回与脑沟的静息态功能磁共振成像信号，并通过功率谱密度分析揭示了脑回与脑沟在频率上的功能分离特性	首次建立了猕猴大脑中脑回-脑沟功能活动分离的功率谱图谱，提出了脑回与脑沟可能分别作为全局枢纽和局部处理单元的新视角	未在摘要中明确提及研究局限性	探索猕猴大脑中脑回与脑沟在功能活动上的分离特征及其频率特异性	440只来自两个独立位点的猕猴大脑	机器学习, 神经影像	NA	静息态功能磁共振成像	一维卷积神经网络	图像（功能磁共振成像信号）	440只猕猴	NA	卷积神经网络	NA	NA
33	2026-09-08	Deformable image registration with strategic integration pyramid framework for brain MRI 2025-07, Magnetic resonance imaging IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.mri.2025.110386 PMID:40122188	研究论文	提出一种基于策略性整合金字塔框架的脑部MRI可变形图像配准网络，以提升大形变下的配准精度和鲁棒性	提出基于金字塔结构的策略性整合配准网络，包括不同尺度特征融合和不同神经网络结构整合，并引入最低尺度渐进优化迭代以解决金字塔结构的误差累积问题	摘要中未明确说明，可能未详细讨论计算资源或更广泛数据集上的泛化性	提升脑部MRI图像在大形变条件下的配准精度和鲁棒性	脑部MRI图像	计算机视觉、数字病理学	不适用	不适用（基于图像配准技术）	CNN和Transformer混合模型	图像	多个脑部MRI数据集，具体样本量未提及	不适用	CNN编码器、Transformer解码器、金字塔结构	配准精度、鲁棒性	不适用
34	2026-09-07	Accurate and real-time brain tumour detection and classification using optimized YOLOv5 architecture 2025-Jul-12, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-07773-1 PMID:40651993	研究论文	提出一种结合FCNN和YOLOv5的优化架构，用于脑肿瘤的实时检测与分类，实现高准确率	将全卷积神经网络与YOLOv5结合，并采用改进的RMSProp优化器，实现分类与检测的联合框架，提高脑肿瘤识别准确率	未提及具体局限性	提高脑肿瘤在MRI图像中的检测和分类准确性，并实现实时性能	MRI图像中的脑肿瘤，包括良性胶质瘤、腺瘤、垂体瘤和脑膜瘤	计算机视觉	脑肿瘤	MRI成像	全卷积神经网络（FCNN）和YOLOv5	MRI图像	未提及	未提及	FCNN和YOLOv5	精确度、召回率、F1系数、特异性、准确率	未提及
35	2026-09-07	Embryonic cranial cartilage defects in the Fgfr3Y367C /+ mouse model of achondroplasia 2025-07, Anatomical record (Hoboken, N.J. : 2007) DOI:10.1002/ar.25327 PMID:37747411	研究论文	本研究利用Fgfr3Y367C/+小鼠模型，结合深度学习三维分割技术，分析了软骨发育不全症相关的胚胎颅面软骨发育缺陷	首次应用深度学习方法对磷钨酸增强的三维微CT图像进行自动分割，量化了胚胎期颅软骨和梅克尔软骨的差异	摘要未提及研究局限	探究软骨发育不全症小鼠模型中胚胎期颅部软骨和咽部软骨的发育异常	Fgfr3Y367C/+小鼠的胚胎颅软骨（软颅）和梅克尔软骨	数字病理学	软骨发育不全症	微CT成像	深度学习三维分割模型	三维图像	Fgfr3Y367C/+小鼠及未受影响的同窝对照，胚胎期E14.5和E16.5	未指定	未指定	统计显著差异	未指定
36	2026-09-07	Generalizable, sequence-invariant deep learning image reconstruction for subspace-constrained quantitative MRI 2025-07, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.30433 PMID:39834093	研究论文	本文提出了一种对比度不变的分量级联网络结构，用于实现跨不同脉冲序列的定量MRI图像重建，并与传统的时空多分量网络进行了比较。	提出了一种对比度不变的逐分量（CBC）网络结构，该结构能够泛化到不同的脉冲序列，支持通用监督深度子空间学习，解决了数据稀缺问题。	未提及明确的局限性。	开发一种能够跨越不同脉冲序列工作的深度子空间学习网络，并评估其性能、泛化能力和数据稀缺处理的优势。	使用T1、T1-T2和T1-T2-T2*-脂肪分数（FF）映射序列进行MR多任务成像，涉及130、167和16名受试者。	磁共振成像重建，深度学习	不适用于特定疾病	定量MRI（MR多任务成像）	深度学习网络（CBC和MC结构）	图像（MRI图像）	共313名受试者（130名T1序列、167名T1-T2序列、16名T1-T2-T2*-FF序列）	未明确指定	对比度不变的逐分量（CBC）网络和时空多分量（MC）网络	归一化均方根误差（NRMSE），Bland-Altman分析	未明确指定
37	2026-09-07	EUP: Enhanced cross-species prediction of ubiquitination sites via a conditional variational autoencoder network based on ESM2 2025-07, PLoS computational biology IF:3.8Q1 DOI:10.1371/journal.pcbi.1013268 PMID:40668800	研究论文	介绍了一种基于条件变分自动编码器和预训练语言模型ESM2的泛素化位点预测在线服务器EUP，实现了跨物种的高效预测和模型解释。	利用条件变分推理降低ESM2特征的维度，构建跨物种泛素化位点预测模型，提高了预测性能和推断速度，并识别跨物种共享的关键特征以增强模型可解释性。	未明确提及具体限制，可能依赖于预训练模型和特征维度压缩，对少量标签场景的适应性待进一步验证。	开发一种能够跨物种预测泛素化位点并具有高可解释性的深度学习模型，解决传统监督模型在标签稀缺场景下的局限性。	动物、植物和微生物的泛素化位点。	机器学习	NA	预训练语言模型ESM2	条件变分自动编码器（CVAE）	氨基酸序列数据	未明确提及样本数量，涉及动物、植物和微生物的多物种数据	NA	CVAE, ESM2	性能指标未在摘要中明确，但可能包括AUC、准确率等	未明确提及，但提供在线服务器（https://eup.aibtit.com/）
38	2025-10-06	A variational deep-learning approach to modeling memory T cell dynamics 2025-07, PLoS computational biology IF:3.8Q1 DOI:10.1371/journal.pcbi.1013242 PMID:40705818	研究论文	提出一种结合深度学习和随机变分推断的方法，用于建模肺组织中记忆T细胞的动态变化	同时推断动态模型参数和群体结构，直接基于单细胞流式细胞术数据训练，而非预定义细胞簇的动力学	研究仅限于小鼠流感病毒感染模型，尚未验证在其他生物系统的适用性	开发能够处理高维数据的可解释数学模型，研究免疫记忆的动态机制	小鼠肺组织驻留记忆CD4和CD8 T细胞	机器学习	流感病毒感染	单细胞流式细胞术	深度学习, 变分推断	流式细胞术数据	NA	NA	NA	NA	NA
39	2026-09-07	Multitask deep learning for the emulation and calibration of an agent-based malaria transmission model 2025-07, PLoS computational biology IF:3.8Q1 DOI:10.1371/journal.pcbi.1013330 PMID:40743314	研究论文	本文提出了一种多任务深度学习方法，用于模拟和校准基于个体的疟疾传播模型，通过训练神经网络模拟器来捕捉免疫参数与流行病学结果之间的关系，并结合参数估计技术进行模型校准。	首次将多任务深度学习应用于复杂的基于个体的疟疾传播模型的模拟和校准，展现了机器学习指导复杂科学过程模拟器设计的潜力。	摘要中未明确提及局限性。	利用多任务深度学习高效模拟和校准复杂的基于个体的疟疾传播模型，以便更好地理解疾病动态和规划干预措施。	EMOD疟疾模型，一种基于个体的疟疾传播动力学模型，以及八个撒哈拉以南非洲研究地点的年龄分层发病率和患病率。	机器学习	疟疾	NA	神经网络	模拟数据	来自EMOD模型的大量模拟数据集，覆盖八个撒哈拉以南非洲研究地点。	NA	多任务神经网络，具体架构未在摘要中指定。	未在摘要中明确指定。	NA
40	2026-09-06	Identifying Cocoa Flower Visitors: A Deep Learning Dataset 2025-07-28, Scientific data IF:5.8Q1 DOI:10.1038/s41597-025-05631-3 PMID:40721425	研究论文	介绍首个可可花访客图像数据集，并用不同规模的YOLOv8模型进行性能评估	首次提供可可花访客的深度学习数据集，包含5792张访客图像和1082张背景图像，并系统研究了不同背景图像比例对模型性能的影响	数据集仅来自中国海南一个地区，且访客类别有限，模型在低对比度图像上的检测性能仍有提升空间	支持可可花访客监测，以促进可持续可可生产	可可花访客图像，包括蠓科、蚁科、蚜科、蜘蛛目和跳小蜂科	计算机视觉	不适用	嵌入式相机图像采集	YOLOv8	图像	5792张访客图像（含5类）和1082张背景图像，数据从2300万张中筛选得出	YOLOv8	YOLOv8（小型、中型、大型）	F1分数、mAP50	未提及