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
1961	2026-01-05	Genome-wide association study reveals genetic architecture and evolution of human retinal pigmentation 2026-Jan-02, Science advances IF:11.7Q1 DOI:10.1126/sciadv.adw7768 PMID:41477839	研究论文	本研究开发了一个深度学习框架DeepGRP，用于从高分辨率眼底图像量化视网膜色素沉着，并通过全基因组关联研究揭示了其遗传结构和进化基础	首次开发了深度学习框架DeepGRP来量化视网膜色素沉着，并发现了26个新的遗传位点，揭示了视网膜色素上皮和光感受器细胞的关键作用，以及欧洲人群中的多基因适应证据	研究主要基于欧洲人群，可能限制了结果的普适性；深度学习模型的泛化能力未在多样化人群中充分验证	探究人类视网膜色素沉着的遗传结构和进化基础	人类视网膜色素沉着	计算机视觉	NA	全基因组关联研究（GWAS）、单核转座酶可及染色质测序（ATAC-seq）、RNA测序	深度学习	高分辨率眼底图像	NA	NA	DeepGRP	NA	NA
1962	2026-01-05	A structure-process hydrological connectivity framework for estuarine wetland management: Case study of a typical Estuary in Northern China 2026-Jan-02, Journal of environmental management IF:8.0Q1 DOI:10.1016/j.jenvman.2025.128477 PMID:41483761	研究论文	本文提出了一种适用于河口湿地管理的结构-过程水文连通性框架，并以中国北方典型河口为例进行了应用分析	开发了一种广泛适用的双结构-过程框架，首次将结构连通性（通过深度学习和多维地貌水文参数量化）与过程连通性（基于概率的“源-汇”模型评估）动态结合，揭示了二者在湿地恢复中的异步性	案例研究仅聚焦于中国北方辽河口，框架在其他地理和气候条件下的普适性有待进一步验证	建立一种综合评估河口湿地水文连通性的框架，以支持湿地生态系统的适应性管理	河口湿地生态系统，特别是潮汐河道网络的水文连通性	环境科学与生态学	NA	深度学习，多维地貌与水文参数分析，概率模型	深度学习模型	地理空间数据，水文数据	中国北方辽河口区域	NA	NA	结构连通性增加百分比（39%），过程连通性增加百分比（11.2%）	NA
1963	2026-01-05	MaizeGEP: A Maize Hybrids Dataset with Genotype, Phenotype, and Envirotype to Develop Genomic Selection Models 2026-Jan-02, Genomics, proteomics & bioinformatics DOI:10.1093/gpbjnl/qzaf140 PMID:41485082	研究论文	本研究介绍了MaizeGEP数据集，该数据集整合了260个杂交玉米品种的基因型、表型和环境型数据，用于开发基因组选择模型	提出了一个包含广泛试验地点、标准化管理协议和全面环境变量记录的新数据集，并应用了一种新颖的混合专家框架结合GE2P算法进行表型预测	数据集仅涵盖260个杂交玉米品种，可能无法代表所有玉米遗传多样性；环境变量记录可能受限于特定地理位置和时间范围	开发基因组选择模型，以精确预测玉米表型，并研究基因型、环境型和表型之间的关系	260个杂交玉米品种，包括其基因型、表型数据和2382个年-县地点的环境记录	机器学习	NA	单核苷酸多态性分析，全基因组关联研究，气象记录分析	贝叶斯方法，支持向量机，LightGBM，多层感知机，DeepGS，DEM，Cropformer	基因型数据，表型数据，环境数据	260个杂交玉米品种，2382个年-县地点	TensorFlow，PyTorch，Scikit-learn	多层感知机，DeepGS，DEM，Cropformer	最佳线性无偏估计值预测准确度，表型预测准确度	NA
1964	2026-01-05	DySurv: dynamic deep learning model for survival analysis with conditional variational inference 2026-Jan-01, Journal of the American Medical Informatics Association : JAMIA IF:4.7Q1 DOI:10.1093/jamia/ocae271 PMID:39569428	研究论文	本文提出了一种名为DySurv的新型条件变分自编码器方法，用于从电子健康记录中进行动态生存分析，以估计个体死亡风险	DySurv结合静态和纵向测量数据，无需对时间到事件的基础随机过程做出参数假设，直接估计累积风险发生率函数，在动态风险预测方面优于现有统计和深度学习方法	虽然方法利用了深度学习引导的生存分布估计的非参数扩展，但进一步的深度学习范式仍有待探索	开发一种基于深度学习的动态生存分析方法，用于从电子健康记录中预测个体死亡风险	电子健康记录数据，包括静态和纵向测量，来自ICU数据集（如eICU和MIMIC-IV）以及其他医疗时间到事件基准数据集	机器学习	重症监护相关疾病	条件变分自编码器	条件变分自编码器	电子健康记录数据，包括静态和纵向测量	多个数据集，包括6个医疗时间到事件基准数据集和2个真实世界ICU电子健康记录数据集（来自eICU和MIMIC-IV）	NA	条件变分自编码器	一致性，时间依赖性一致性，准确性，敏感性	NA
1965	2026-01-05	Predicting mortality in hospitalized influenza patients: integration of deep learning-based chest X-ray severity score (FluDeep-XR) and clinical variables 2026-Jan-01, Journal of the American Medical Informatics Association : JAMIA IF:4.7Q1 DOI:10.1093/jamia/ocae286 PMID:39576664	研究论文	本研究开发了首个整合放射学和临床数据的人工智能系统FluDeep，用于早期预测流感住院患者的30天死亡率	首创整合放射学评分（FluDeep-XR）与临床数据的多模态AI系统，模拟临床推理过程，通过晚期融合设计提升预测性能	研究仅基于两家医院的队列数据，外部验证范围有限，未涵盖所有流感亚型或人群多样性	开发可解释的多模态AI系统，用于流感住院患者的早期死亡风险预测	流感住院患者的胸部X光影像和临床数据	数字病理学	流感	胸部X光影像分析	CNN, Random Forest	图像, 临床数据	来自台湾大学医院（开发集）和意大利Niguarda医院（外部验证集）的流感患者队列	TensorFlow, Scikit-learn	Xception	均方误差, AUC, 灵敏度	NA
1966	2026-01-05	Enhancing end-stage renal disease outcome prediction: a multisourced data-driven approach 2026-Jan-01, Journal of the American Medical Informatics Association : JAMIA IF:4.7Q1 DOI:10.1093/jamia/ocaf118 PMID:40795063	研究论文	本研究利用机器学习和深度学习模型，结合临床和索赔数据，预测慢性肾脏病进展为终末期肾病的风险，并通过可解释人工智能提高模型可解释性和减少偏差	采用多源数据集成方法，结合不同观察窗口，并应用SHAP分析增强模型可解释性，同时评估了2021年eGFR方程在减少种族偏见方面的效果	研究基于2009年至2018年的数据，未来需扩展数据集成范围并验证框架在其他慢性疾病中的适用性	提高慢性肾脏病进展为终末期肾病的预测准确性，支持临床决策和减少医疗差异	10,326名慢性肾脏病患者	机器学习	慢性肾脏病	临床数据和索赔数据集成分析	LSTM	临床数据和索赔数据	10,326名患者	NA	LSTM	AUROC, F1分数	NA
1967	2026-01-04	Structure-Guided Engineering of High-Affinity Antibodies Against Zika Virus Using Deep Learning and Molecular Dynamics 2026-Jan, Chemistry & biodiversity IF:2.3Q3 DOI:10.1002/cbdv.202502769 PMID:41205205	研究论文	本研究利用深度学习和分子动力学模拟，对靶向寨卡病毒包膜蛋白DIII区域的中和抗体进行结构引导的工程化改造，以优化其结合亲和力	结合高分辨率晶体结构、深度学习模型（DeepPurpose）和分子动力学模拟，系统性地对单克隆抗体进行双点突变库的设计与评估，以计算驱动的方式发现高亲和力抗体变体	研究结果基于计算预测，尚未进行实验验证；突变库的设计范围可能有限，未涵盖所有可能的突变组合	开发针对寨卡病毒的高亲和力抗体疗法	寨卡病毒包膜蛋白（ZIKV E）的DIII区域及其中和抗体ZV-64的突变变体	计算生物学，生物信息学	寨卡病毒感染	晶体结构分析，分子对接，分子动力学模拟，深度学习	深度学习模型（DeepPurpose）	蛋白质三维结构数据，序列数据	通过双点突变设计的抗体变体库（具体数量未明确说明），重点关注了Variant-213和Variant-206两个变体	DeepPurpose	NA	预测结合亲和力，预测溶解度，结构稳定性，结合能（-76.90 kcal/mol）	NA
1968	2026-01-04	Histopathology Images-Based Deep Learning Prediction of Histological Types in Endometrial Cancer 2026-Jan, Cancer medicine IF:2.9Q2 DOI:10.1002/cam4.71509 PMID:41469815	研究论文	本研究开发并验证了一个名为EC-AIHIS的深度卷积神经网络，用于基于子宫内膜癌H&E染色图像预测其组织学类型	开发了EC-AIHIS模型，首次利用深度学习从H&E染色图像中预测子宫内膜癌的侵袭性与非侵袭性组织学类型，并在多队列中验证了其泛化能力和临床实用性	未明确说明模型在更广泛或多样化人群中的性能，以及可能存在的样本选择偏差	开发并验证一个深度学习模型，以准确预测子宫内膜癌的组织学类型，辅助病理学家诊断	子宫内膜癌标本的H&E染色图像	数字病理学	子宫内膜癌	H&E染色	CNN	图像	1187个子宫内膜癌标本	NA	EC-AIHIS	AUC, 灵敏度, 特异性	NA
1969	2026-01-03	Deep learning-based prediction of dynamic blood dose estimates for head-and-neck cancer 2026-Jan-02, Physics in medicine and biology IF:3.3Q1 DOI:10.1088/1361-6560/ae3047 PMID:41429110	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的模型，用于准即时预测头颈癌放疗中动态血液剂量模拟结果	首次提出结合全连接层和Transformer编码器的深度神经网络，实现动态血液剂量模拟的快速预测，克服了传统模拟在治疗计划迭代中时间不可行的限制	研究仅基于157名头颈癌患者的数据，样本量相对较小，且模型尚未在其他癌症类型或更大规模数据集中验证	开发一种准即时预测动态血液剂量模拟结果的方法，以促进放疗治疗计划中纳入血液剂量考虑	157名头颈癌患者的治疗计划CT图像和剂量体积直方图	数字病理学	头颈癌	动态血液剂量模拟（HEDOS）	深度神经网络	图像（CT）、剂量体积直方图	157名患者（126名用于训练和内部验证，31名用于测试）	NA	全连接层, Transformer编码器	Kullback-Leibler散度, 平均绝对百分比误差	NA
1970	2026-01-03	MI-CSBO: a hybrid system for myocardial infarction classification using deep learning and Bayesian optimization 2026-Jan, Computer methods in biomechanics and biomedical engineering IF:1.7Q3 DOI:10.1080/10255842.2024.2382817 PMID:39049553	研究论文	本文提出了一种名为MI-CSBO的混合系统，用于通过深度学习与贝叶斯优化对心肌梗死进行分类	结合了深度残差CNN、贝叶斯优化和NCA特征选择，构建了一个新的混合分类系统，并在ECG数据上实现了100%的诊断准确率	NA	实现对心肌梗死的早期检测和分类	心电图（ECG）信号	机器学习	心血管疾病	谱图方法	CNN	图像（由ECG信号转换的谱图）	来自PTB数据库（PTBDB）的ECG信号数据集	NA	深度残差CNN	正确诊断率	NA
1971	2026-01-03	Arrhythmia detection in inter-patient ECG signals using entropy rate features and RR intervals with CNN architecture 2026-Jan, Computer methods in biomechanics and biomedical engineering IF:1.7Q3 DOI:10.1080/10255842.2024.2378105 PMID:39021157	研究论文	本文提出了一种结合熵率特征、RR间期和1D CNN架构的心律失常检测方法，用于处理患者间ECG信号分类	创新性地将熵率特征提取技术应用于ECG信号分类，并融合形态学特征（通过1D CNN自动捕获）与时间特征（RR间期），提升了患者间ECG分类性能	未明确说明模型在更广泛或更复杂临床数据集上的泛化能力限制，以及计算资源需求的具体分析	开发一种高性能的心律失常自动检测方法，以解决患者间ECG信号分类的挑战	心电图（ECG）信号，特别是MIT-BIH心律失常数据集和INCART数据集中的信号	机器学习	心血管疾病	ECG信号分析，特征提取（包括熵率计算和RR间期测量）	CNN	信号数据（ECG波形）	使用MIT-BIH心律失常数据集（具体样本数未明确，但涉及患者内和患者间范式）和INCART数据集进行验证	未明确指定，可能为TensorFlow或PyTorch等深度学习框架	1D CNN	准确率	NA
1972	2026-01-03	Protein-Ligand Structure and Affinity Prediction in CASP16 Using a Geometric Deep Learning Ensemble and Flow Matching 2026-Jan, Proteins IF:3.2Q2 DOI:10.1002/prot.26827 PMID:40195868	研究论文	本文介绍了MULTICOM_ligand，一种基于深度学习的蛋白质-配体结构与结合亲和力预测集成方法，在CASP16中表现优异	提出了结合结构共识排序的无监督姿态排序方法，以及用于联合结构与结合亲和力预测的新型深度生成流匹配模型	未在摘要中明确说明	解决蛋白质-配体结构预测与结合亲和力准确估计的基础性问题	蛋白质-配体复合物	机器学习	NA	几何深度学习，流匹配	深度学习集成模型，生成模型	蛋白质-配体结构数据	NA	NA	流匹配模型	CASP16排名（前5名）	NA
1973	2026-01-03	Improving AlphaFold2- and AlphaFold3-Based Protein Complex Structure Prediction With MULTICOM4 in CASP16 2026-Jan, Proteins IF:3.2Q2 DOI:10.1002/prot.26850 PMID:40452318	研究论文	本文介绍了MULTICOM4系统，通过整合AlphaFold2、AlphaFold3及内部技术，提升了蛋白质复合物结构预测的准确性，并在CASP16中进行了盲测评估	整合了基于Transformer的AlphaFold2和基于扩散模型的AlphaFold3，结合了蛋白质复合物化学计量比预测、多样化的多序列比对生成、建模异常处理以及基于深度学习的蛋白质模型质量评估等内部技术	未明确提及具体局限性	提高蛋白质复合物结构预测的准确性	多链蛋白质复合物（多聚体）	机器学习	NA	多序列比对（MSA）、蛋白质模型质量评估	Transformer, 扩散模型	蛋白质序列和结构数据	NA	NA	AlphaFold2, AlphaFold3	TM-score, DockQ score	NA
1974	2026-01-03	Ultrasound Displacement Tracking Techniques for Post-Stroke Myofascial Shear Strain Quantification 2026-Jan, IEEE transactions on bio-medical engineering DOI:10.1109/TBME.2025.3582275 PMID:40553666	研究论文	本文评估了四种超声位移跟踪技术在量化中风后肌筋膜剪切应变中的可靠性，以验证临床假设	提出了一种新的临床假设，即中风后肌筋膜疼痛患者的患侧肩部肌肉间剪切应变低于健侧，并系统比较了四种位移估计算法（包括基于L1和L2范数正则化的优化方法）的可靠性	L1-SOUL-Search方法运行时间较慢，可能影响实时应用	评估超声位移跟踪技术在中风后肌筋膜剪切应变量化中的可靠性，以支持肌筋膜功能障碍的诊断和治疗	十名患有中风后肩部肌筋膜疼痛的研究参与者	医学影像分析	中风后肌筋膜疼痛	超声位移跟踪、T1ρ磁共振成像	NA	超声图像、磁共振图像	10名研究参与者	NA	NA	位移导数均值和方差、视觉检查、定量T1ρ磁共振成像验证	NA
1975	2026-01-03	Contrastive virtual staining enhances deep learning-based PDAC subtyping from H&E-stained tissue cores 2026-Jan, The Journal of pathology IF:5.6Q1 DOI:10.1002/path.6491 PMID:41188199	研究论文	本研究提出了一种基于对比学习启发的CycleGAN框架，用于从H&E染色组织切片生成虚拟IHC图像，以增强胰腺导管腺癌（PDAC）亚型分型的准确性	引入了一种新颖的、利用对比学习启发的cycleGAN框架，并在源自连续组织切片的半配对数据集上进行训练，显著提升了基于合成IHC图像的PDAC亚型分型性能	未明确提及具体的研究局限性	开发一种虚拟染色方法，以替代传统劳动密集型的IHC染色，用于PDAC亚型分型，旨在简化诊断流程并提高其稳健性	胰腺导管腺癌（PDAC）组织	数字病理学	胰腺癌	虚拟染色，免疫组织化学（IHC）染色，苏木精和伊红（H&E）染色	GAN	图像	NA	CycleGAN	CycleGAN	F1分数	NA
1976	2026-01-03	Deep learning identifies TP-41 for methylglyoxal scavenging in Alzheimer's treatment 2026, Theranostics IF:12.4Q1 DOI:10.7150/thno.111550 PMID:41355970	研究论文	本研究开发了一种名为DeepMGO的深度学习模型，用于预测化合物的甲基乙二醛清除活性，并成功鉴定出候选化合物TP-41，在小鼠模型中验证了其对阿尔茨海默病相关症状的改善作用	首次利用深度学习技术针对甲基乙二醛清除剂进行阿尔茨海默病治疗药物的开发	研究仅在小鼠模型中进行验证，尚未进行人体临床试验	开发深度学习模型以识别具有甲基乙二醛清除活性的化合物，用于阿尔茨海默病治疗	甲基乙二醛清除活性化合物	机器学习	阿尔茨海默病	深度学习	深度学习模型	化学活性数据	660个化合物的2,262个甲基乙二醛清除活性测定数据	NA	DeepMGO	预测性能	NA
1977	2026-01-03	DeepLuAd: Semantic-guided virtual histopathology of lung adenocarcinoma via stimulated Raman scattering 2026, Theranostics IF:12.4Q1 DOI:10.7150/thno.125443 PMID:41424851	研究论文	本文开发了一个名为DeepLuAd的AI平台，结合无标记刺激拉曼散射显微镜和语义引导深度学习，用于肺腺癌的自动分级、分割、细胞水平形态化学量化及无监督虚拟H&E染色	通过整合无标记刺激拉曼散射显微镜与语义引导深度学习，实现了肺腺癌组织亚型的形态与生化信息统一分析，无需染色即可进行虚拟H&E染色和定量生化映射	与病理学家诊断的一致性率为76.2%（16/21例），样本量较小，可能限制统计普适性	开发一个AI平台以改进肺腺癌的组织学分级和分析，统一形态和生化信息	肺腺癌组织样本	数字病理学	肺腺癌	刺激拉曼散射显微镜	深度学习	显微镜图像	21例肺腺癌病例	NA	NA	平均交并比, 分级一致性率	NA
1978	2026-01-03	Modeling Protein-Protein and Protein-Ligand Interactions by the ClusPro Team in CASP16 2026-Jan, Proteins IF:3.2Q2 DOI:10.1002/prot.70066 PMID:41115690	研究论文	本文介绍了在CASP16实验中，团队采用混合计算策略预测蛋白质-蛋白质和蛋白质-配体复合物结构的方法	结合基于物理的采样（如ClusPro FFT对接和分子动力学）与基于AlphaFold的采样和精修，以及将模板方法与机器学习置信度模型集成用于蛋白质-配体对接	NA	提高蛋白质-蛋白质和蛋白质-配体复合物结构预测的准确性	蛋白质-蛋白质和蛋白质-配体复合物	计算生物学	NA	蛋白质对接、分子动力学、深度学习	AlphaFold, 机器学习置信度模型, 扩散模型	蛋白质结构数据	233个目标蛋白质-配体复合物	NA	AlphaFold, ClusPro FFT	lDDT-PLI	NA
1979	2026-01-03	DL-QC-fNIRS: a deep learning tool for automated quality control in functional near-infrared spectroscopy signals 2026-Jan, Neurophotonics IF:4.8Q1 DOI:10.1117/1.NPh.13.1.015001 PMID:41472700	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的自动化工具DL-QC-fNIRS，用于功能近红外光谱信号的通道级质量控制	利用连续小波变换时频谱图和受试者特异性心搏频率提取来提高生理特异性，并首次在fNIRS领域应用CNN进行自动化信号质量评估	研究依赖于特定数据集，且工具基于MATLAB平台，可能限制其在其他编程环境中的集成	开发一个自动化、标准化的工具来提升功能近红外光谱信号的质量控制流程	功能近红外光谱信号	机器学习	NA	功能近红外光谱	CNN	图像	两个独立数据集和一个组合异质数据集	NA	GoogLeNet, ResNet-50, SqueezeNet, EfficientNet-B0	准确率, F1分数, 灵敏度, 特异性	NA
1980	2026-01-03	ToothSeg: Robust Tooth Instance Segmentation and Numbering in CBCT using Deep Learning and Self-Correction 2026-Jan-01, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3650444 PMID:41477803	研究论文	本文提出了一种名为ToothSeg的、结合深度学习和自校正技术的全自动方法，用于CBCT图像中的牙齿实例分割与编号	将语义分割与实例分割结合为统一方法，并引入自校正机制以解决牙齿合并或分裂问题，优化牙弓编号序列	未明确说明方法在极端成像伪影或罕见解剖变异上的泛化能力限制	开发一种鲁棒的、全自动的CBCT牙齿实例分割与编号方法，以提升口腔诊断与治疗规划的自动化水平	锥束计算机断层扫描（CBCT）图像中的牙齿	计算机视觉	口腔疾病	锥束计算机断层扫描（CBCT）	深度学习模型	医学影像（CBCT图像）	内部数据集（n=1282，来自25+台设备）和公开数据集ToothFairy2（n=480，来自1台设备）	未明确指定	未明确指定具体架构，但涉及语义分割与实例分割的集成	真阳性Dice系数, 多类实例F1分数	未明确指定