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
1481	2025-12-10	Federated Pseudo-Labeling: A Data-Centric, Privacy-Preserving Framework for Medical Image Segmentation 2025-Dec, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3622934 PMID:41359701	研究论文	本文提出了一种数据中心的、隐私保护的联邦伪标签框架，用于医学图像分割	通过伪标签和不确定性估计，避免共享私有数据和模型参数，解决了联邦学习中模型架构统一、隐私风险和协调挑战的问题	未明确说明框架在更广泛疾病类型或更大规模数据集上的泛化能力	开发一个可扩展且隐私保护的医学图像分割解决方案	医学图像分割任务，具体针对乳腺癌超声数据集和皮肤癌皮肤镜数据集	计算机视觉	乳腺癌, 皮肤癌	伪标签, 不确定性估计	CNN	图像	NA	NA	改进的U-Net（包含残差块、空洞空间金字塔池化和卷积块注意力模块）	NA	NA
1482	2025-12-10	Adaptive Multi-Scale Dynamic Graph Representation Learning With Overlapping Community-Awareness for ASD Classification 2025-Dec, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3622540 PMID:41359708	研究论文	提出一种用于自闭症谱系障碍分类的自适应多尺度动态图表示学习模型	构建了适应个体时间特性的个性化多尺度动态功能连接图，并引入了新颖的重叠社区感知读出模块，以纳入脑区在多个功能网络中的参与	未明确说明模型的计算复杂度或对大规模数据集的扩展性	利用动态功能连接进行脑部疾病诊断	自闭症谱系障碍患者	机器学习	自闭症谱系障碍	动态功能连接分析	图神经网络	脑功能连接图	ABIDE-I 和 ABIDE-II 数据集	NA	Ada-MST	NA	NA
1483	2025-12-10	Accurate Cobb Angle Estimation via SVD-Based Curve Detection and Vertebral Wedging Quantification 2025-Dec, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3600647 PMID:41359722	研究论文	提出一种基于深度学习的框架，用于通过SVD曲线检测和椎体楔形量化来精确估计青少年特发性脊柱侧凸的Cobb角	结合HRNet骨干网络与Swin-Transformer模块，并引入生物力学约束以增强特征提取；使用奇异值分解直接分析椎体形态的角度预测，无需预定义曲线假设即可灵活检测多种脊柱侧凸模式；提出椎体楔形指数这一新指标来量化椎体变形	研究样本仅包含10-18岁患者的630张全脊柱前后位X光片，可能无法完全代表所有年龄组或更广泛的脊柱畸形类型	开发一种自动化、高精度的青少年特发性脊柱侧凸评估方法，以克服传统手动测量中观察者变异性的问题	青少年特发性脊柱侧凸患者的全脊柱前后位X光片	计算机视觉	青少年特发性脊柱侧凸	X光成像	深度学习	图像	630张来自10-18岁患者的全脊柱前后位X光片	PyTorch	HRNet, Swin-Transformer	诊断准确率, 平均绝对误差	NA
1484	2025-12-10	Gated-STGFormer: Spatiotemporal Fusion Network for Reconstructing Aortic Valve Motion Within Coronary Presence 2025-Dec, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3611504 PMID:41359724	研究论文	本文提出了一种结合时空图卷积和Transformer的门控深度学习框架，用于重建冠状动脉影响下的主动脉瓣运动	提出Gated-STGFormer框架，首次通过深度学习模型在无显式冠状动脉建模的情况下，学习并重建受冠状动脉调制的瓣叶运动，解决了传统流体-结构相互作用模型因忽略冠状动脉而导致的模拟偏差	模型依赖于模拟数据，可能未完全覆盖真实生理变异；未明确提及在广泛临床数据集上的验证	开发一个物理信息驱动且计算高效的替代模型，以更准确地预测冠状动脉影响下的主动脉瓣运动，用于个性化心脏干预和虚拟手术规划	主动脉瓣瓣叶在冠状动脉影响下的时空运动	机器学习	心血管疾病	深度学习，流体-结构相互作用模拟	GCN, Transformer	模拟的时空运动数据	NA	NA	Gated-STGFormer（结合图卷积网络和Transformer）	保真度（定量评估）	NA
1485	2025-12-10	Unsupervised Machine Learning for Vascular Mesh Compression 2025-Dec, International journal for numerical methods in biomedical engineering IF:2.2Q2 DOI:10.1002/cnm.70124 PMID:41360499	研究论文	本文提出并比较了用于腹主动脉瘤网格压缩的无监督机器学习方法，包括统计模型和深度学习模型	创新点在于将无监督学习技术应用于血管网格压缩，并比较了PCA与多种深度学习模型（如自编码器、CNN、GNN）的性能	NA	研究目标是在保持网格几何保真度的同时优化参数效率，以减少内存使用、计算资源和执行时间	研究对象是腹主动脉瘤的血管网格	机器学习	心血管疾病	无监督学习	PCA, 自编码器, CNN, GNN	网格数据	NA	NA	自编码器, 卷积神经网络, 图神经网络	重建误差	NA
1486	2025-12-10	Comparing deep learning models for tuberculosis detection: A retrospective study of digital vs. analog chest radiographs 2025-Dec, The Indian journal of tuberculosis DOI:10.1016/j.ijtb.2024.05.008 PMID:41360591	研究论文	本研究比较了深度学习模型在数字和模拟胸片上检测肺结核的性能	在资源有限环境中评估深度学习设备在数字和模拟胸片上检测肺结核的鲁棒性	研究为回顾性设计，可能受限于数据收集的偏差和样本来源	评估深度学习设备在数字和模拟胸片上检测肺结核放射学征象的性能	来自印度的10,000张胸片DICOM数据及手机拍摄的胶片照片	数字病理学	肺结核	胸部X光成像	深度学习模型	图像	10,000张胸片	NA	qXR	AUC, 敏感度, 特异度	NA
1487	2025-12-09	Copolymer Sequence Regulation Enabled by Reactivity Ratio Fingerprints via Machine Learning 2025-Dec-08, Angewandte Chemie (International ed. in English) DOI:10.1002/anie.202513086 PMID:41147785	研究论文	本研究开发了一个基于机器学习的高效平台，利用“反应活性比指纹”来测定二元和三元共聚中的反应活性比，实现序列调控	提出了“反应活性比指纹”的新设计，并利用深度学习模型在稀疏实验数据下实现毫秒级的高效测定，扩展至三元共聚体系	未明确说明模型在极端反应条件或非常规单体组合下的泛化能力	开发高效测定共聚反应活性比的方法，实现聚合物序列的按需调控	二元和三元共聚反应体系	机器学习	NA	共聚反应动力学分析，玻璃化转变表征	深度学习模型	反应活性比指纹，实验数据	数百万个反应活性比指纹	NA	NA	测定效率（毫秒级），预测准确性（通过动力学实验验证）	NA
1488	2025-12-09	From Signal to Symphony: Exploring 2D Sequence Representations for Protein Function Prediction 2025-Dec-08, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.5c01768 PMID:41247925	研究论文	本研究探索了将蛋白质氨基酸序列转换为二维声谱图作为蛋白质功能预测任务的数据表示方法	提出蛋白质声谱化方法，将一维序列转换为二维声谱图，并证明这种表示结构本身是模型预测性能的关键来源	未明确说明模型在更广泛蛋白质类别或更大规模数据集上的泛化能力限制	探索蛋白质序列的最佳表示方法以提高功能预测性能	蛋白质氨基酸序列	计算生物学	NA	蛋白质声谱化	融合模型, 扩散模型	序列, 图像	18,000个序列，涵盖12个功能多样的蛋白质类别	NA	Transformer, ESM-2, ProtBERT	准确率	NA
1489	2025-12-09	MGCL-CAP: Masked Graph Contrastive Learning with Gated Cross-Attention for Chemical Allergenicity Prediction 2025-Dec-08, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.5c02222 PMID:41251678	研究论文	本文提出了一种名为MGCL-CAP的深度学习框架，用于化学致敏性预测，该框架结合了掩码图对比学习和门控交叉注意力融合技术	提出了一种结合掩码图对比学习和门控交叉注意力融合的深度学习框架，用于学习结构不变的图嵌入并整合一维分子指纹，从而提升对分子拓扑和跨模态依赖关系的捕捉能力	未明确提及具体的数据集规模限制或模型在极端噪声条件下的鲁棒性	开发一种计算工具，用于高效预测化学物质的致敏性，以支持化学安全评估和更安全的配方设计	化学致敏物（存在于消费品和工业产品中）	机器学习	过敏性疾病	深度学习	图神经网络, 注意力机制	图数据（分子结构）, 一维分子指纹	NA	NA	图同构网络, 多头门控交叉注意力	NA	NA
1490	2025-12-09	Automatic detection of urinary stones from non-contrast enhanced computed tomography images 2025-Dec-08, Urolithiasis IF:2.0Q2 DOI:10.1007/s00240-025-01902-1 PMID:41359136	研究论文	本研究利用深度学习技术，开发了名为UROAID的集成模型，用于从非增强CT图像中自动检测尿路结石	提出了UROAID集成模型，结合了基于分割的结石检测模块和结石分类模块，模拟放射科医生诊断尿路结石的流程，并针对不同位置的结石实现了高检测率	未明确提及模型在外部验证集上的泛化能力，也未讨论计算效率或实时性方面的限制	实现尿路结石的自动检测，以辅助急诊诊断	成年患者的非增强腹部盆腔CT图像	数字病理学	尿路结石	非增强计算机断层扫描（CT）	深度学习，集成模型	3D CT图像	6659名患者的CT扫描	NA	Uro-UNETR（改进版），UROAID	准确率，F1分数，检测率	NA
1491	2025-12-09	Boosting brain tumor detection with an optimized ResNet and explainability via Grad-CAM and LIME 2025-Dec-05, Brain informatics DOI:10.1186/s40708-025-00279-6 PMID:41348154	研究论文	本研究通过优化ResNet架构并集成Grad-CAM和LIME等可解释性技术，提升脑肿瘤检测的准确性、泛化性和可解释性	结合动态学习率调整、架构增强（如解冻层、集成不同模块、池化和丢弃层）与可解释性AI技术，在提升模型性能的同时解决CNN在医学影像中缺乏可解释性的问题	研究依赖于公开的多类别肿瘤数据集，未在更广泛或临床实时数据上进行验证；虽然使用了三个数据集以确保泛化性，但可能仍存在特定数据分布的偏差	提高基于CNN的脑肿瘤检测模型的准确性、泛化性和临床可解释性	脑肿瘤的MRI影像	计算机视觉	脑肿瘤	MRI影像分析	CNN	图像	三个公开的多类别脑肿瘤数据集	未明确提及，推测为PyTorch或TensorFlow	ResNet	准确率	NA
1492	2025-12-09	T-SCAPE: T cell immunogenicity scoring via cross-domain aided predictive engine 2025-Dec-05, Science advances IF:11.7Q1 DOI:10.1126/sciadv.adz8759 PMID:41348893	研究论文	本文提出了一种名为T-SCAPE的新型多领域深度学习框架，用于预测T细胞免疫原性	利用对抗性领域适应整合多种免疫相关数据源，实现跨领域预测，无需MHC输入即可预测治疗性抗体的抗药抗体诱导潜力	NA	预测T细胞免疫原性以促进更安全有效的疫苗和蛋白质治疗剂的开发	肽片段、肽-MHC对、治疗性抗体	机器学习	NA	深度学习、对抗性领域适应	深度学习框架	免疫相关数据（MHC呈递、pMHC结合亲和力、T细胞受体-pMHC相互作用、来源生物信息、T细胞激活）	NA	NA	NA	NA	NA
1493	2025-12-09	Deep learning predicts real-world electric vehicle direct current charging profiles and durations 2025-Dec-05, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-65970-y PMID:41350260	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的框架，用于预测电动汽车直流快速充电的充电曲线和持续时间	利用真实世界的大规模充电会话数据（909,135个会话），仅需最少输入即可预测充电曲线和持续时间，并提供不确定性估计；模型能够从单个数据点开始预测，并随着新观测数据的到来进行增量式实时更新	未明确说明模型在不同气候条件、电池老化或极端充电场景下的泛化能力	准确预测电动汽车直流快速充电的充电曲线和持续时间，以支持充电基础设施的优化和能源规划	电动汽车的直流快速充电会话	机器学习	NA	深度学习	深度学习模型	时间序列数据（充电功率、荷电状态）	909,135个真实世界充电会话	未明确指定	未明确指定	准确率、绝对误差	未明确指定
1494	2025-12-09	Early detection of Alzheimer's disease progression: comparative evaluation of deep learning models 2025-Dec-05, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-27360-8 PMID:41350317	研究论文	本研究评估了两种3D卷积神经网络模型在基于脑部MRI进行阿尔茨海默病进展二元分类中的表现	比较了全体积处理与基于神经解剖学区域特征提取的两种CNN方法，后者利用特定脑区灰质体积差异提升性能	研究结果仅基于ADNI数据集，需要在更广泛的临床人群中进行验证	通过深度学习模型提高阿尔茨海默病进展的早期检测和监测精度	阿尔茨海默病患者的脑部MRI数据	计算机视觉	阿尔茨海默病	MRI神经影像生物标志物分析	CNN	3D MRI图像	NA	NA	3D CNN	准确率	NA
1495	2025-12-06	Spike train analysis in rehabilitation movement classification using deep learning approach 2025-Dec-04, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-25268-x PMID:41345141	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
1496	2025-12-09	GoFlow: efficient transition state geometry prediction with flow matching and E(3)-equivariant neural networks 2025-Dec-03, Digital discovery IF:6.2Q1 DOI:10.1039/d5dd00283d PMID:41189760	研究论文	本文提出了一种名为GoFlow的新方法，利用流匹配和E(3)-等变神经网络高效预测化学反应过渡态几何结构	将过渡态生成建模为最优传输流问题，采用E(3)-等变流匹配与几何张量网络，相比现有方法实现了百倍以上的推理加速和几何精度提升	未明确说明方法在具体分子系统规模或反应类型上的限制	开发高效准确的机器学习方法，用于从二维反应图预测化学反应过渡态几何结构	化学反应的过渡态几何结构	机器学习	NA	NA	E(3)-等变神经网络	二维反应图	NA	NA	几何张量网络	几何精度, 推理速度	NA
1497	2025-12-09	MaskTerial: a foundation model for automated 2D material flake detection 2025-Dec-03, Digital discovery IF:6.2Q1 DOI:10.1039/d5dd00156k PMID:41220578	研究论文	本文提出了一种名为MaskTerial的基础模型，用于自动化检测和分类光学显微镜图像中的二维材料薄片	利用合成数据生成器进行广泛预训练，使模型能够仅用5到10张图像快速适应新材料，并采用不确定性估计模型基于光学对比度对预测进行最终分类	未明确说明模型在更广泛材料类型或复杂背景下的泛化能力	自动化检测和分类剥离的二维材料薄片，提高分类准确性、客观性和样品制备效率	光学显微镜图像中的二维材料薄片	计算机视觉	NA	光学显微镜成像	实例分割网络	图像	八个不同数据集，包含五种不同的二维材料	NA	NA	NA	NA
1498	2025-12-09	SOC Prediction of Li-Ion Battery Based on EKF and CNN-BiLSTM-Attention 2025-Dec-02, ACS omega IF:3.7Q2 DOI:10.1021/acsomega.5c06451 PMID:41358071	研究论文	本文提出了一种融合扩展卡尔曼滤波、卷积神经网络、双向长短期记忆网络和注意力机制的锂离子电池荷电状态预测模型	将物理模型驱动的扩展卡尔曼滤波算法与数据驱动的深度学习模型相结合，通过物理先验约束提升预测结果的物理一致性和鲁棒性	实验验证仅在10°C和25°C两种温度下的多种工况进行，未涵盖更宽的温度范围或更极端的工况	提高锂离子电池荷电状态估计的准确性、物理一致性和泛化能力	磷酸铁锂电池	机器学习	NA	NA	CNN, BiLSTM, Attention, EKF	电池运行数据	NA	NA	CNN-BiLSTM-Attention与EKF融合架构	平均估计误差	NA
1499	2025-12-09	Improving Robustness and Reliability in Medical Image Classification With Latent-Guided Diffusion and Nested-Ensembles 2025-Dec, IEEE transactions on medical imaging IF:8.9Q1 DOI:10.1109/TMI.2025.3583974 PMID:40587343	研究论文	本文提出了一种名为LaDiNE的新集成学习方法，结合视觉Transformer的鲁棒性和基于扩散的生成模型，以提高医学图像分类的可靠性	首次将视觉Transformer的鲁棒性与扩散模型作为灵活密度估计器结合，以同时应对未知噪声、对抗性扰动和分辨率退化，提升预测准确性和置信度校准	未明确说明方法在更广泛医学图像数据集或实际临床部署中的泛化能力	提高医学图像分类在面临意外图像损坏和噪声扰动时的鲁棒性和可靠性	肺结核胸部X光图像和黑色素瘤皮肤癌图像	计算机视觉	肺结核, 皮肤癌	NA	Vision Transformer, 扩散模型	图像	NA	NA	Transformer编码器块	预测准确性, 置信度校准	NA
1500	2025-12-09	In Vivo Laparoscopic Image De-Smoking Dataset, Evaluation, and Beyond 2025-Dec, IEEE transactions on medical imaging IF:8.9Q1 DOI:10.1109/TMI.2025.3584641 PMID:40601460	研究论文	本文提出了首个用于腹腔镜手术烟雾去除的真实配对数据集，并评估了现有去烟雾方法的性能	构建了首个来自真实腹腔镜手术记录的配对烟雾-无烟雾数据集，并开发了运动跟踪技术来补偿患者非自主运动，确保可靠的图像配对	数据集仅来自前列腺切除术和胆囊切除术两种手术类型，可能无法完全代表所有腹腔镜手术场景	开发有效的腹腔镜手术烟雾去除算法，并评估现有方法的性能	腹腔镜手术图像	计算机视觉	前列腺癌	腹腔镜手术记录	NA	图像	132例前列腺切除术记录（提取41个视频序列，2000对图像）和45例胆囊切除术记录（提取68个视频序列，1000对图像）	NA	NA	NA	NA