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
1981	2026-02-03	sCellST predicts single-cell gene expression from H& E images 2026-Jan-09, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-67965-1 PMID:41513659	研究论文	本文提出了一种深度学习模型sCellST，用于从H&E染色图像预测单细胞基因表达	引入了一种能够从形态学直接预测单细胞基因表达的深度学习方法，相比现有基于图像块的方法，能捕捉更精细的形态变异	NA	从组织学图像预测基因表达，以研究组织空间结构和细胞多样性	H&E染色图像和单细胞基因表达数据	数字病理学	癌症	H&E染色，空间基因表达谱分析	深度学习	图像，基因表达数据	NA	NA	NA	NA	NA
1982	2026-02-03	Enhanced colorectal gland segmentation through multi-scale attention and contextual feature fusion 2026-Jan-07, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34548-5 PMID:41495415	研究论文	提出一种名为MAC-Net的深度学习模型，用于增强结直肠腺体分割，通过多尺度注意力和上下文特征融合提高分割精度	集成多尺度特征融合与注意力引导的上下文解码，通过通道注意力保留精细结构信息，增加编码器-解码器侧连接以增强判别特征学习，并在瓶颈处使用多尺度空间池化捕获全局上下文信息	未明确说明模型在更大规模或更多样化数据集上的泛化能力，也未详细讨论计算效率或实时应用的可能性	提高结直肠癌组织学图像中腺体分割的准确性和鲁棒性，以支持可靠的癌症分级、预后评估和治疗规划	结直肠癌组织学图像中的腺体结构	数字病理学	结直肠癌	组织学图像分析	深度学习模型	图像	训练数据：EBHI-Seg数据集（2228张图像）；交叉验证数据：GIaS数据集（165张图像）	未明确指定，可能为PyTorch或TensorFlow	MAC-Net（自定义架构，基于编码器-解码器结构，集成注意力机制和多尺度特征融合）	Dice系数, IoU, 精确率, 召回率	未明确指定
1983	2026-02-03	An intelligent hybrid deep learning-machine learning model for monthly groundwater level prediction 2026-Jan-07, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34292-w PMID:41501104	研究论文	本研究提出了一种结合粒子群优化、浣熊优化、门控循环单元和自适应神经模糊推理系统的混合人工智能模型，用于预测伊朗阿尔达比勒平原的月地下水水位	提出了一种名为PCGA的新型混合模型，首次将PSO-COO优化算法与GRU和ANFIS结合，用于优化参数并提取数据中的隐藏模式，从而提高了地下水水位预测的精度	NA	开发一种高精度的混合人工智能模型，用于预测月地下水水位，以支持环境保护	伊朗阿尔达比勒平原的月地下水水位数据	机器学习	NA	NA	GRU, ANFIS	时间序列数据	NA	NA	GRU, ANFIS	平均绝对误差, 纳什-萨特克利夫效率	NA
1984	2026-02-03	A hybrid CNN-transformer model with adaptive activation function for potato leaf disease classification 2026-Jan-06, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34406-4 PMID:41495315	研究论文	本文提出了一种结合CNN与Transformer的混合深度学习架构PLDNet，用于马铃薯叶片病害的自动分类	提出了一种混合CNN-Transformer架构PLDNet，并设计了自适应参数激活函数AFpM，通过可学习参数实现自适应非线性，在动态梯度控制方面优于现有激活函数	未明确说明模型在复杂田间环境或多种作物间的泛化能力，也未讨论计算复杂度与实时性	开发自动化植物病害识别方法，提高马铃薯叶片病害分类的准确性与效率	马铃薯叶片病害图像	计算机视觉	植物病害	深度学习图像分类	CNN, Transformer	图像	PlantVillage和Mendeley两个公开数据集	未明确说明	DenseNet, Transformer注意力模块	准确率	NA
1985	2026-02-03	Interpretable deep learning reveals distinct spectral and temporal drivers of perceived musical emotion 2026-Jan-05, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34238-2 PMID:41491208	研究论文	本研究开发了一种可解释的深度学习模型，用于识别预测音乐情感感知（效价和唤醒度）的特定动态声学特征	提出了一种结合卷积路径（局部频谱分析）和Transformer路径（长程时间依赖）的新型理论引导神经网络，并通过注意力机制揭示了不同声学模式对情感维度的驱动作用	模型性能依赖于DEAM数据集的标注质量，且理论约束可能限制了模型发现未知特征的能力	开发可解释的计算模型以测试和推进音乐认知理论，识别预测人类情感反应的动态声学特征	音乐片段及其对应的连续效价-唤醒度评分	自然语言处理	NA	深度学习	CNN, Transformer	音频	1,802段音乐片段	NA	卷积神经网络与Transformer的混合架构	一致性相关系数	NA
1986	2026-02-03	Deep learning and superoscillatory speckles empowered multimode fiber probe for in situ nano-displacement detection and micro-imaging 2026-Jan-05, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-67942-8 PMID:41491775	研究论文	本文提出了一种基于深度学习和超振荡散斑的多模光纤探针，用于原位纳米位移检测和显微成像	利用深度学习从超振荡散斑中高效提取精细特征信息，实现单端检测，具有10纳米分辨率和99.95%的准确率，并建立了位移与光纤高阶模式比例的物理模型	未明确说明在极端环境或长期稳定性方面的限制	开发一种灵活的原位非接触纳米位移测量方法，用于复杂设备内部探测	不同结构的微米级目标，在受限空间内进行检测	计算机视觉	NA	超振荡散斑成像，多模光纤传感	深度学习	图像	未明确指定具体样本数量	未明确指定	未明确指定	准确率，分辨率	未明确指定
1987	2026-02-03	Optimized CNN framework with VGG19, EfficientNet, and Bayesian optimization for early colon cancer detection 2026-Jan-05, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34262-2 PMID:41492074	研究论文	本文提出了一种结合VGG19、EfficientNet和贝叶斯优化的优化CNN框架，用于通过组织病理学图像分析实现结肠癌的早期自动检测	将卷积神经网络与贝叶斯优化相结合以高效微调超参数，并采用有效的数据增强和染色归一化技术，提升了模型的鲁棒性和泛化能力	框架在数据集内部表现出色，但临床部署前需要在独立、多机构的队列上进行外部验证	开发一种可靠的早期结肠癌自动检测方法，以辅助病理学家的临床决策	结肠癌组织病理学图像	计算机视觉	结肠癌	组织病理学图像分析	CNN	图像	来自Kaggle和Kaggle癌症数据门户的公开数据集，涵盖正常、肿瘤、基质等九种组织类型	TensorFlow, PyTorch, Keras	VGG19, EfficientNet	准确率, 精确率, 召回率, F1分数, AUC	NA
1988	2026-02-03	Preoperative assessment of axillary lymph node tumor burden in cT1-2N0 breast cancer patients with a modality-adaptive network based on sentinel lymph node ultrasound images 2026-Jan-04, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34371-y PMID:41486270	研究论文	本研究开发并验证了一种基于前哨淋巴结超声图像的深度学习模型，用于术前评估cT1-2N0乳腺癌患者的腋窝淋巴结肿瘤负荷	提出了一种结合灰阶或彩色多普勒超声图像及临床病理信息的模态自适应网络（MAN+C），其适用性比现有AI模型扩展了30%，可涵盖多灶性病变或已接受原发性乳腺癌病灶治疗的患者	研究样本来自两家医院，可能存在选择偏倚；外部验证数据集的AUC（0.84）低于其他数据集，表明模型泛化能力有待进一步验证	为cT1-2N0乳腺癌患者术前评估腋窝淋巴结肿瘤负荷提供一种直接、高效的诊断方法	cT1-2N0乳腺癌患者的前哨淋巴结超声图像	数字病理学	乳腺癌	超声成像，对比增强淋巴超声	深度学习模型	超声图像（灰阶、彩色多普勒）	374名患者的595个前哨淋巴结	未明确说明	模态自适应网络	AUC	未明确说明
1989	2026-02-03	Deterministic nowcasting of geostationary satellite infrared brightness temperature using 3D U-Net diffusion model 2026-Jan-03, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34207-9 PMID:41484451	研究论文	本文提出了一种结合去噪扩散概率模型与3D U-Net的生成建模方法，用于从地球静止卫星观测中确定性预报红外亮度温度	首次将去噪扩散概率模型与3D U-Net架构耦合，用于卫星红外亮度温度的确定性临近预报，相比传统外推和深度学习基线，在预测精度和结构保真度方面均有显著提升	在较长预报时效（超过2小时）上的增益有所减少，尽管仍明显优于基线	开发一种用于地球静止卫星红外亮度温度临近预报的生成建模方法，以提高预测精度和结构保真度	SEVIRI观测的红外亮度温度数据	计算机视觉	NA	卫星红外观测（约10.8 μm）	去噪扩散概率模型, 3D U-Net	图像（红外亮度温度序列）	使用独立测试集（2022年7月至9月）进行评估	NA	3D U-Net	SSIM, CRPS, MAE, 相关性	NA
1990	2026-02-03	Deep learning-driven optimization and predictive modeling of LASER beam machining for XG3 steel 2026-Jan-02, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34323-6 PMID:41484160	研究论文	本文通过实验研究和多目标优化，结合深度学习驱动的预测模型，探索了激光束加工XG3钢的工艺参数优化	结合遗传算法进行多目标优化生成帕累托前沿，并开发了响应曲面法和反向传播人工神经网络两种预测模型，其中BPANN模型表现出更高的预测精度	研究仅针对XG3钢和三种特定孔几何形状，未涉及其他材料或更复杂的几何形状	优化激光束加工XG3钢的工艺参数，以实现表面粗糙度、加工时间、表面硬度和毛刺厚度的多目标改善	XG3钢（一种用于航空航天和国防应用的高性能合金）	机器学习	NA	激光束加工	人工神经网络	实验数据	基于田口L正交阵列的实验设计，涉及三种孔几何形状（圆形、三角形、方形）	NA	反向传播人工神经网络	回归系数, 平均绝对百分比误差	NA
1991	2026-02-02	Absence of dehydration due to superionic transition at Earth's core-mantle boundary 2026-Jan-30, Science advances IF:11.7Q1 DOI:10.1126/sciadv.aeb3006 PMID:41604493	研究论文	本文通过分子动力学模拟揭示了δ-AlOOH在深部下地幔条件下的双超离子转变，并发现超离子态水在核幔边界处不易脱水，可能形成长期储水层	首次发现δ-AlOOH中氢和铝离子的双超离子转变，并证明超离子态能稳定结构，使脱水过程在核幔边界条件下变得能量和动力学上不利	模拟基于特定条件（140 GPa和3800 K），实际地幔环境的复杂性和长期地质过程的影响仍需进一步验证	探究深部下地幔中水合相的超离子转变对其稳定性和脱水行为的影响	δ-AlOOH水合相在深部下地幔和核幔边界条件下的行为	地球物理学	NA	从头算分子动力学模拟,深度学习势分子动力学模拟	NA	模拟数据	NA	NA	NA	NA	NA
1992	2026-02-02	Interpretable Diagnosis of Pulmonary Emphysema on Low-Dose CT Using ResNet Embeddings 2026-Jan-21, Journal of imaging IF:2.7Q3 DOI:10.3390/jimaging12010051 PMID:41590936	研究论文	本文提出了一种基于ResNet嵌入的质量控制和可解释深度学习流程，用于在低剂量CT上诊断肺气肿	利用预训练的ResNet-152嵌入，结合自动化肺部分割、质量控制过滤以及与传统定量CT标志物融合，无需重新训练即可实现高性能且可解释的肺气肿诊断	未明确提及研究的外部验证队列或跨中心泛化能力评估	开发一种准确且可解释的肺气肿检测方法，以支持大规模筛查和人群健康研究	低剂量CT图像中的肺气肿	计算机视觉	肺气肿	低剂量CT	CNN	图像	NA	NA	ResNet-152	ROC-AUC, PR-AUC, 平衡准确度	NA
1993	2026-02-02	ADAM-Net: Anatomy-Guided Attentive Unsupervised Domain Adaptation for Joint MG Segmentation and MGD Grading 2026-Jan-21, Journal of imaging IF:2.7Q3 DOI:10.3390/jimaging12010050 PMID:41590935	研究论文	本文提出了一种名为ADAM-Net的注意力引导无监督域适应多任务框架，用于联合进行睑板腺分割和睑板腺功能障碍分级	引入了结构感知多任务学习和解剖学引导注意力机制，以增强特征共享、抑制背景噪声并改善腺体区域感知，从而联合处理分割和分类任务	NA	开发一个鲁棒且可解释的自动化框架，用于在多中心成像设备场景下联合进行睑板腺分割和睑板腺功能障碍分级	睑板腺图像	计算机视觉	干眼病	深度学习	CNN	图像	涉及多个数据集：MGD-1K、K5M、CR-2、LV II	NA	ADAM-Net	准确率, F1分数, 马修斯相关系数	NA
1994	2026-02-02	HASwinNet: A Swin Transformer-Based Denoising Framework with Hybrid Attention for mmWave MIMO Systems 2026-Jan-20, Entropy (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/e28010124 PMID:41594031	研究论文	本文提出了一种基于Swin Transformer的深度学习去噪框架HASwinNet，用于解决毫米波大规模MIMO系统中的信道估计难题	提出了一种结合分层Swin Transformer编码器、稀疏令牌提取和角度域细化的混合注意力去噪框架，并引入了角度域感知损失函数	基于Saleh-Valenzuela信道模型的仿真验证，尚未在实际部署环境中测试	提高毫米波大规模MIMO系统在有限导频资源和低信噪比条件下的信道估计精度	毫米波大规模MIMO系统的信道数据	机器学习	NA	深度学习	Transformer, CNN	信道数据	NA	PyTorch	Swin Transformer, U-Net	归一化均方误差, 误码率	NA
1995	2026-02-02	DeeppestNet: An end-to-end framework for high-performance crop pest recognition 2026-Jan-20, Computational biology and chemistry IF:2.6Q2 DOI:10.1016/j.compbiolchem.2026.108916 PMID:41619691	研究论文	提出一种名为DeeppestNet的端到端框架，用于高性能农作物害虫识别	结合了图金字塔注意力机制与双向长短期记忆网络（GPA-BiLSTM），并采用灰狼-樽海鞘群优化算法（GW-SSO）提升分类精度	未明确说明模型在复杂田间环境或不同光照条件下的泛化能力	开发高精度、高效率的农作物害虫自动识别系统	农作物害虫图像	计算机视觉	NA	图像增强技术（CLAHE）	CNN, BiLSTM, 优化算法	图像	IP-102数据集（具体数量未说明）	NA	自适应金字塔注意力模块与跨阶段部分网络（AP-CSP）, 图基双向长短期记忆网络（G-BiLSTM）	准确率, 精确率, 召回率, F1值	NA
1996	2026-02-02	Clinical validation of a unified data-driven respiratory motion correction technique in 18F-FDG PET/CT imaging of upper abdominal lesions: a real-world study 2026-Jan-18, EJNMMI physics IF:3.0Q2 DOI:10.1186/s40658-026-00833-z PMID:41547664	研究论文	本研究前瞻性评估了一种基于深度学习神经网络的统一数据驱动呼吸运动校正算法在18F-FDG PET/CT上腹部病变成像中的临床效用	提出并临床验证了一种利用深度学习神经网络的统一数据驱动呼吸运动校正算法，显著提升了图像质量和病变检测能力，特别是在低摄取和小体积病变方面	研究样本量为100名患者，需要在更大规模、多中心的研究中进一步验证算法的普适性和鲁棒性	评估数据驱动呼吸运动校正算法在PET/CT成像中的临床效用，以改善图像质量和诊断准确性	100名疑似上腹部病变并接受18F-FDG PET/CT检查的患者	数字病理学	NA	18F-FDG PET/CT成像	深度学习神经网络	医学图像	100名患者，共225个病灶	NA	NA	主观视觉评估（整体图像质量、PET-CT配准、病灶变形）、半定量指标（SUVmax, MTV, TBR, HV_ratio）、病灶检测数量	NA
1997	2026-02-02	Variational Deep Alliance: A Generative Auto-Encoding Approach to Longitudinal Data Analysis 2026-Jan-18, Entropy (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/e28010113 PMID:41594020	研究论文	本文提出了一种名为变分深度联盟（VaDA）的新型生成式自编码方法，用于纵向数据分析，能够同时进行结果预测、主体聚类和表示学习	通过变分自编码器构建跨重复测量的“联盟”，为纵向数据建模提供统一且结构良好的潜在空间，支持混合类型变量处理	未明确提及方法在特定纵向数据场景（如医疗时间序列）中的验证限制或计算复杂度分析	利用深度神经网络学习纵向数据中的复杂关系，实现生成式建模与多任务分析	纵向数据，包括合成数据和CelebFaces Attributes数据集中的面部图像序列	机器学习	NA	变分自编码器（VAE）	生成式自编码模型	纵向数据，图像数据	未明确指定样本数量，但提及可扩展至大型数据集并使用CelebFaces Attributes数据集	随机自编码变分贝叶斯框架	变分自编码器（VAE）	未明确列出具体指标，但提及定量比较、鲁棒性和泛化能力评估	未明确指定，但提及方法可扩展至大型数据集
1998	2026-01-19	Research on deep learning-based lesion identification in optical coherence tomography 2026-Jan-17, BMC ophthalmology IF:1.7Q3 DOI:10.1186/s12886-025-04579-7 PMID:41547727	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
1999	2026-02-02	A Dual Stream Deep Learning Framework for Alzheimer's Disease Detection Using MRI Sonification 2026-Jan-15, Journal of imaging IF:2.7Q3 DOI:10.3390/jimaging12010046 PMID:41590931	研究论文	本研究提出了一种新颖的双流深度学习框架，通过结合MRI图像及其声化表示来检测阿尔茨海默病	首次将MRI声化技术引入AD诊断，通过多尺度、多方向的Gabor滤波和希尔伯特空间填充曲线生成音频表示，并与传统图像特征融合	未明确说明样本来源和数据集规模，也未讨论模型在外部验证集上的泛化能力	探索MRI声化技术是否能提供补充诊断信息，以改进阿尔茨海默病的检测	阿尔茨海默病患者、轻度认知障碍患者和认知正常受试者的MRI数据	医学影像分析	阿尔茨海默病	MRI声化技术、多尺度多方向Gabor滤波、希尔伯特空间填充曲线	CNN, YAMNet	MRI图像、音频信号	NA	NA	轻量级CNN, YAMNet	准确率	NA
2000	2026-02-02	Effectiveness of Machine Learning in Detecting Vessels Encapsulating Tumor Clusters in Hepatocellular Carcinoma: Systematic Review and Meta-Analysis 2026-Jan-14, Journal of medical Internet research IF:5.8Q1 DOI:10.2196/82839 PMID:41534080	荟萃分析	本文通过系统综述和荟萃分析，评估了机器学习模型在检测肝细胞癌中血管包绕肿瘤簇方面的诊断准确性	这是首个定量评估机器学习模型在HCC VETC诊断中效能的荟萃分析，填补了该领域的证据空白，并首次提供了机器学习检测潜力的定量证据	方法学存在异质性、验证有限、偏倚风险高，机器学习模型尚未达到临床转化所需的成熟度	系统评估机器学习模型检测肝细胞癌中血管包绕肿瘤簇的诊断准确性	肝细胞癌患者	机器学习	肝细胞癌	NA	传统机器学习, 深度学习	影像组学特征, 非影像组学特征	31项研究，共6755名HCC患者（其中2699名VETC阳性）	NA	NA	灵敏度, 特异度, 汇总受试者工作特征曲线下面积	NA