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
661	2026-05-31	EEG-based dataset explicitly targets the transitions between sitting and standing for exploring neural activation patterns in Motor Imagery and execution 2026-May-29, GigaScience IF:11.8Q1 DOI:10.1093/gigascience/giag065 PMID:42214321	研究论文	该研究提出了首个公开可用的脑电图数据集，专门针对坐立和立坐转换过程中的运动执行和运动想象任务，并探索了相关神经激活模式	首次公开提供明确针对坐立转换任务的脑电图数据集，涵盖运动执行和运动想象两种条件，并同步记录了眼电图和肌电图信号	未明确提及限制	探索下肢运动相关的神经激活模式，支持基于脑电图的脑机接口算法开发，用于移动辅助和康复	22名健康参与者，进行了坐立和立坐转换实验	脑电图分析	不适用	脑电图、眼电图、肌电图	深度学习（CTNet、EEGNet、TCANet）	信号	22名健康参与者	NA	CTNet、EEGNet、TCANet	平均准确率（运动执行约81%，运动想象约73%）	NA
662	2026-05-31	A comprehensive review of deep learning applications in the segmentation and classification of skin cancer 2026-May-29, Biomedical physics & engineering express IF:1.3Q3 DOI:10.1088/2057-1976/ae74d6 PMID:42214390	综述	系统回顾2014至2024年间深度学习技术在皮肤癌分割与分类中的应用	对77项实验研究进行了规范化的偏倚风险分析，揭示了类别不平衡和数据泄露等关键问题，并指出了从独立CNN向混合框架和多源特征融合策略的范式转变	类别不平衡、数据集多样性有限以及临床验证不足等挑战依然存在	探索深度学习技术在皮肤病变分割与分类中的应用现状及其发展趋势	皮肤癌（包括黑色素瘤和非黑色素瘤类型）的分割与分类任务	计算机视觉	皮肤癌	深度学习	卷积神经网络、U-Net及其变体、混合框架、集成框架	图像	77项实验研究（来自540篇筛选文献）	NA	CNN, U-Net, 混合框架, 集成框架	准确率	NA
663	2026-05-31	Enhancing brain tumor classification with a simplified CNN through hyperparameter optimization 2026-May-29, Biomedical physics & engineering express IF:1.3Q3 DOI:10.1088/2057-1976/ae74d5 PMID:42214387	研究论文	该研究通过超参数优化策略（遗传算法、贝叶斯优化和HyperBand）提升一种轻量级卷积神经网络在脑肿瘤MRI图像分类中的性能，并在公开数据集上验证其有效性	首次系统比较三种超参数优化方法对轻量级CNN在脑肿瘤分类中的影响，采用十次独立重复实验保证统计可靠性，并注重计算效率与模型性能的平衡	未提及	探索不同超参数优化策略对简化CNN模型在脑肿瘤MRI分类任务中的性能影响，同时保持计算效率	脑肿瘤MRI图像（包含胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤及健康受试者）	计算机视觉	脑肿瘤	MRI	CNN	图像	公开脑MRI数据集（具体数量未提及）	NA	轻量级CNN	准确率、标准差	未提及
664	2026-05-31	Interlayer-aware postoperative facial appearance prediction in orthognathic surgery with bio-geometric guidance 2026-May-29, Physics in medicine and biology IF:3.3Q1 DOI:10.1088/1361-6560/ae752e PMID:42214412	research paper	提出一种生物几何引导的下颌骨手术后面部外观预测网络，通过层间混合专家机制模拟骨与软组织的非线性耦合变形	首次引入层间混合专家机制将骨骼-表面变形传播解耦为三个生物力学启发的代理表示，并通过门控路由网络自适应加权各层贡献，同时设计生物几何卷积模块捕捉区域骨骼影响	NA	实现正颌手术后面部外观的高精度预测以辅助手术规划	88名正颌手术患者的三维面部与骨骼数据	computer vision	oral and maxillofacial diseases	deep learning	混合专家网络与生物几何卷积模块	三维面部与骨骼图像	88名正颌手术患者	PyTorch	Interlayer Mixture-of-Experts, Bio-Geometric Convolution	mean whole-face error, clinician acceptance rate	NA
665	2026-05-31	Deep learning-based prediction of trace silver concentrations in marine sediments from mid-infrared spectroscopy 2026-May-29, Marine pollution bulletin IF:5.3Q1 DOI:10.1016/j.marpolbul.2026.119930 PMID:42214983	研究论文	利用中红外光谱和深度学习模型预测海洋沉积物中痕量银浓度	首次将深度学习模型（RS-SE-ResNet-1D）应用于中红外光谱预测低银沉积物中的银浓度，并识别出与碳酸根离子相关的特征波数带	未明确提及	开发基于中红外光谱的机器学习模型实现海洋沉积物中银浓度的快速预测	南海低银沉积物中的中红外光谱与银浓度关系	机器学习	NA	中红外光谱	残差网络（ResNet）	光谱数据	南海低银沉积物样本（具体数量未提及）	NA	KS-CARS-PLSR, KS-RF, RS-SE-ResNet-1D	R, RMSE, RPD	NA
666	2026-05-31	A unified deep learning application framework for forensic shoeprint analysis under data-limited conditions 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-52505-8 PMID:42215506	研究论文	提出一个在数据有限条件下应用于法医足迹分析的统一深度学习框架	不提出新架构，而是系统研究如何调整现有深度学习组件（预训练表征选择、数据增强策略、领域自适应）以提升数据稀缺和领域偏移条件下的可靠性	不同增强机制的组合探索仍是一个开放问题，且实验仅在两个互补的足迹数据集上进行	为法医实践中数据有限和领域偏移条件下应用深度学习提供实用、基于证据的指导	法医足迹匹配中的深度学习应用	计算机视觉	NA	NA	卷积自动编码器	图像	两个互补的足迹数据集，具体数量未提及	NA	卷积自动编码器	性能（未明确指定指标）	NA
667	2026-05-31	MSML-DenseXmer: harnessing vision transformers through integration with novel dense networks for medical image fusion 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-52181-8 PMID:42215519	研究论文	提出一种结合改进DenseNet和Swin Transformer的深度学习框架，用于多模态医学图像融合	通过融合DenseNet的局部细粒度特征与Swin Transformer的全局结构信息，并采用基于L1、L2和无穷范数的混合注意力机制，实现更全面的特征表示	未明确讨论	提升多模态医学图像融合的质量，更好地保留结构、纹理和全局依赖信息	多模态医学图像（MRI-SPECT、MRI-PET、MRI-CT、肺PET-CT）	计算机视觉	多种疾病（未指定具体病种）	NA	深度学习	图像	Whole Brain Atlas数据集和Lung-PET-CT-Dx数据集（具体样本数未提及）	PyTorch	DenseNet, Swin Transformer	图像清晰度、结构完整性、特征保持、对比度改善、整体视觉精度	NA
668	2026-05-31	Leveraging large language models for gastrointestinal injury detection in athletes: a medical image analysis approach 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-42779-3 PMID:42215522	研究论文	提出一种基于大语言模型和深度学习技术的AI驱动框架，整合多模态运动医学数据，用于运动员胃肠道损伤检测与管理	首次将大语言模型与深度学习方法结合应用于运动员胃肠道损伤检测，提出BANNet和ARPOS两个创新组件，实现多模态数据融合和个性化康复优化	未在真实临床环境中验证，可能缺乏大规模多中心数据集的支持，且康复策略的长期效果和再损伤风险降低程度有待进一步研究	利用AI框架提升运动员胃肠道损伤检测准确性和康复效率	运动员的胃肠道损伤及其多模态数据（生物力学信号、医学影像、生理指标、运动表现指标）	自然语言处理, 医学影像分析	胃肠道损伤	NA	大语言模型, 深度学习, 强化学习	图像, 文本, 信号	NA	NA	BANNet（层次化深度学习架构）, ARPOS（强化学习、实时传感器反馈）	损伤分类准确率, 康复效率, 临床决策支持	NA
669	2026-05-31	An explainable spatio-temporal deep learning framework for crop yield prediction and recommendation 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-54439-7 PMID:42215534	研究论文	提出一种可解释的时空深度学习框架，用于作物产量预测与推荐，综合集成数据预处理、混合特征选择、深度学习和注意力机制	创新性地结合了混合特征选择、注意力增强型混合核极限学习机、时空可解释组增强型Transformer网络以及黑豹眼镜蛇元启发式优化算法，并利用Grad-CAM和集成梯度实现模型可解释性	未明确提及局限性	实现精准作物产量预测和数据驱动的作物选择，以支持可持续高效的农业管理	农业数据集，包括土壤属性、地形、气候变量和历史产量记录	机器学习	NA	混合特征选择、深度学习	注意力增强型混合核极限学习机、时空可解释组增强型Transformer网络	表格数据（土壤、地形、气候、产量记录）	NA	NA	注意力增强型混合核极限学习机、时空可解释组增强型Transformer网络	均方根误差RMSE, 决定系数R², 准确率Accuracy, ROC-AUC	NA
670	2026-05-31	A deep learning-based model for automatic syntactic complexity assessment in L2 English writing: development and pedagogical application 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-53282-0 PMID:42215569	研究论文	提出一种基于深度学习的模型，用于自动评估二语英语写作中的句法复杂度，并验证其在教学中的应用效果	整合预训练BERT表示与图注意力网络捕捉层次化句法结构，采用多任务学习框架同时预测多个粗粒度和细粒度的复杂度维度	需要进一步研究以区分自动化模型与其他教学因素的具体贡献	开发自动句法复杂度评估模型以支持二语写作教学	中国大学生的二语英语写作文本	自然语言处理	NA	NA	深度学习模型（BERT、图注意力网络）	文本	学习者语料库（通过五折交叉验证），以及涉及186名中国大学生的学期准实验研究	PyTorch	BERT, 图注意力网络	皮尔逊相关系数（0.923）, 效应量（0.71-0.89）	NA
671	2026-05-31	VeNet: a lightweight neural network for efficient brain vessel segmentation in endovascular robotic surgery 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-54176-x PMID:42215575	研究论文	提出了一种名为VeNet的轻量级神经网络，用于高效地从磁共振血管造影图像中分割脑血管，并整合到机器人血管内手术平台中	使用基于矩阵的算子，仅约6000个可训练参数，实现标准CPU上的高效训练和推理，且在低数据场景下仍保持稳健分割性能	未明确提及，但可能受限于单中心IXI数据集和专家审核的依赖，以及未与更复杂架构进行全面对比	开发适用于资源受限或实时场景的轻量级脑血管分割模型，支持远程手术辅助和患者特定血管重建	脑血管及类似管状结构	计算机视觉	脑血管疾病	磁共振血管造影	神经网络	图像	IXI队列的磁共振血管造影数据集，具体数量未提及	NA	VeNet	分割性能（具体指标未提及）	标准CPU硬件
672	2026-05-31	Autism spectrum disorder identification using machine learning models on MRI data 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-55163-y PMID:42215668	research paper	本研究利用基于MRI数据的机器学习模型，通过分析多模态MRI质量指标，提出了一种客观的自闭症谱系障碍诊断方法，并实现了95.84%的诊断准确率	利用通常被视为噪声的MRI质量指标作为技术生物标志物，提出Quality Vector框架，结合集成学习方法实现高效自闭症检测，将技术噪声转化为有用诊断信息	NA	开发基于机器学习与深度学习的客观方法，利用MRI质量指标自动识别自闭症谱系障碍	自闭症谱系障碍患者的多模态MRI数据（sMRI、fMRI、DTI）	自然语言处理	自闭症谱系障碍	MRI	1D-ResNet、CNN、SVM、kNN、集成学习	MRI图像	ABIDE II数据库中的多模态MRI数据（结构、功能、弥散）	Scikit-learn	1D-ResNet、CNN、Voting Ensemble	准确率	NA
673	2026-05-31	O²RDL-net for joint risk classification and delay forecasting in logistics systems using interaction amplified deep 2026-May-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-55703-6 PMID:42215691	研究论文	提出一种名为O²RDL-Net的负载感知与交互增强深度学习框架，用于物流系统中的联合风险分类和延误预测	提出了负载感知与交互增强的深度学习框架，创新性地集成了高阶运营指标（风险累积指数、延误敏感性指标、人机交互评分和物流系统表示），并采用时空注意力编码器与风险机制调控，实现联合风险分类与延误预测，优于传统方法	未明确提到局限性	实现物流系统中延误预测与风险分类的联合建模，提高预测精度和解释性	物流系统中的运营风险与延误模式	机器学习	NA	NA	深度学习（深度学习框架）	时间序列数据	NA	NA	O²RDL-Net（含时空注意力编码器）	平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）、决定系数（R²）、准确率、精确率、召回率、F1分数	NA
674	2026-05-31	A multimodal interpretable deep learning-radiomics framework for predicting lymph node metastasis following neoadjuvant chemoradiotherapy in locally advanced rectal cancer: a multicenter validation study 2026-May-29, NPJ precision oncology IF:6.8Q1 DOI:10.1038/s41698-026-01510-1 PMID:42215698	研究论文	开发并验证了一个整合临床、影像组学和深度学习特征的多模态MRI框架，用于预测局部晚期直肠癌新辅助放化疗后的淋巴结转移状态	提出融合临床人口统计学信息、手工影像组学特征和深度学习特征的多模态可解释框架，并利用SHAP和Grad-CAM增强模型可解释性	在外部测试数据集中AUC为0.771，性能仍有提升空间	非侵入性评估新辅助放化疗后的淋巴结转移状态，辅助治疗反应评估、预后判断和手术决策	局部晚期直肠癌患者	数字病理学	结直肠癌	MRI	深度学习融合网络与随机森林	影像数据	382例来自四个中心的局部晚期直肠癌患者	NA	深度学习融合网络，随机森林	AUC，决策曲线分析	NA
675	2026-05-31	A survey of deep learning techniques in detecting neurological disorders using MRI 2026-May-29, Biomedical engineering online IF:2.9Q3 DOI:10.1186/s12938-026-01587-6 PMID:42216001	综述	本文系统综述了利用深度学习技术基于MRI检测神经系统疾病的方法，涵盖CNN、Vision Transformer、混合模型等架构，并分析了性能、数据集特征及临床挑战	对2019-2025年间47篇研究进行系统分析，覆盖40余种深度学习架构和34个数据集，首次全面比较不同神经系统疾病的模型并突出跨领域泛化、可解释性等关键差距	跨机构验证有限、数据集异质性、解释性不足及临床部署挑战	全面评述深度学习在MRI检测神经系统疾病中的应用现状、挑战与未来方向	47篇研究文章中的深度学习模型与MRI数据集	机器学习	阿尔茨海默病、脑肿瘤、帕金森病、多发性硬化症、精神分裂症等神经系统疾病	MRI	CNN、Vision Transformer (ViT)、CNN-Transformer混合模型	MRI图像	34个公开及临床数据集	NA	CNN、Vision Transformer (ViT)、CNN-Transformer混合架构	准确率、AUC等（具体指标未明确列出，但文中提及模型性能比较）	NA
676	2026-05-31	A two-stage sperm holomorphological analysis method based on multi-output network construction 2026-May-29, BMC bioinformatics IF:2.9Q1 DOI:10.1186/s12859-026-06478-0 PMID:42216116	研究论文	提出一种基于多输出网络构建的两阶段精子全形态分析方法	首次采用多输出分类的Multi-Head Mobilevit Net模型实现单精子头部、中部和主部的同时检测，并整合Mixing Loss函数	未在更大规模或不同染色方法的数据集上验证泛化能力	实现精子形态的自动化、客观化检测以辅助男性不育诊断	精子的头部、中部和主部形态	计算机视觉	男性不育症	改进巴氏染色	CNN	图像	10802张改进巴氏染色的精子形态图像	NA	UNet++, Multi-Head Mobilevit Net	准确率	NA
677	2026-05-31	Optimizing preoperative planning for total hip arthroplasty using random forest models to predict stem size and compatibility 2026-May-29, BMC musculoskeletal disorders IF:2.2Q3 DOI:10.1186/s12891-026-10022-9 PMID:42216166	研究论文	利用随机森林模型优化全髋关节置换术前规划，预测假体柄尺寸与匹配度	首次提出结合特征工程（测量值比值）的随机森林模型，同时预测假体柄尺寸（七分类）与骨性匹配（二分类），突破了传统深度学习图像识别方法在尺寸与兼容性优化上的局限	仅针对单一假体系统（Accolade II）验证，需进一步验证其他植入系统的适用性；样本量有限（训练集320髋，测试集109髋）	开发监督式机器学习模型，辅助外科医生在术前规划中准确估计全髋关节置换术的假体柄尺寸与股骨几何兼容性	全髋关节置换术（THA）的术前规划，假体柄尺寸选择与股骨几何兼容性	机器学习	髋关节疾病	CT成像，模拟软件	随机森林	影像数据（CT图像）及衍生测量比值	训练集320髋，测试集109髋	Scikit-learn	随机森林	准确率，F1分数，精确率，召回率	NA
678	2026-05-31	Deep learning uncovers conserved regulatory logic and element dosage underlying stable gene expression in grasses 2026-May-29, Molecular plant IF:17.1Q1 DOI:10.1016/j.molp.2026.05.017 PMID:42216449	研究论文	利用深度学习揭示禾本科植物中维持基因表达稳定性的保守调控逻辑和元件剂量	开发了Basenji-HMM方法，结合深度学习突变效应谱和隐马尔可夫模型，在核苷酸分辨率下鉴定高影响候选顺式调控元件，并提出“调控等效性”模型解释保守基因表达	文中未明确提及局限性	理解禾本科植物中顺式调控元件的保守调控逻辑及其如何维持稳定的基因表达	五种禾本科植物（包括水稻）的五个直系同源组织	机器学习	NA	染色质可及性测序、转录组测序	深度学习模型（Basenji）、隐马尔可夫模型	序列数据、染色质可及性数据、转录组数据	五种禾本科植物的五个直系同源组织	NA	Basenji, HMM	相关性系数	NA
679	2026-05-31	Computational blueprints for cell fate programming 2026-May-28, Stem cell reports IF:5.9Q2 DOI:10.1016/j.stemcr.2026.102929 PMID:42208532	综述	综述了用于细胞命运编程的计算蓝图，将计算方法嵌入迭代设计-测试-学习流程中	将计算方法系统化地整合为实用的计算蓝图，并嵌入迭代设计-测试-学习流程，以推动细胞命运编程的协议设计	计算方法在协议设计中的前瞻性应用仍不均衡，存在领域偏移、可解释性和可重复性等挑战	总结细胞命运编程的计算方法，提出实用的计算蓝图以指导协议设计	细胞命运编程中的计算方法（如细胞注释、网络推理、轨迹分析）及单细胞组学、空间组学、扰动筛选和深度学习技术	机器学习	NA	单细胞组学、空间组学、扰动筛选	深度学习	单细胞数据、空间组学数据	NA	NA	NA	NA	NA
680	2026-05-31	Deep Learning-Accelerated 3D FLAIR Enables Reliable MS Lesion Detection 2026-May-28, AJNR. American journal of neuroradiology DOI:10.3174/ajnr.A9140 PMID:42209146	研究论文	评估深度学习重建的3D FLAIR序列在多发性硬化患者脱髓鞘病变检测中的诊断性能和图像质量	首次在临床环境中验证深度学习加速的3D FLAIR序列对MS病变检测的可靠性，并评估不同头线圈配置的影响	亚阈值病变（<3毫米）可能被遗漏，尤其是使用20通道线圈时；主观图像质量评分略低于标准序列	评估深度学习重建的3D FLAIR序列在检测MS脱髓鞘病变中的诊断性能和图像质量	76名多发性硬化患者	机器学习	多发性硬化	3D FLAIR MRI	深度学习重建模型	MRI图像	76名多发性硬化患者	NA	NA	SNR, 对比噪声比, Likert评分, 病变检测一致性	3T MRI扫描仪，20或64通道头线圈，经认证的人工智能设备