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
81	2025-12-09	Optimized T1-weighted MP-RAGE MRI of the brain at 0.55 T using variable flip angle coherent gradient echo imaging and deep learning reconstruction 2026-Feb, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.70109 PMID:41024478	研究论文	本文提出并评估了一种在0.55 T磁场下用于快速脑部T1加权成像的优化MP-RAGE协议，结合可变翻转角相干梯度回波成像和深度学习重建技术	采用可变翻转角SSFP-FID内核的MP-RAGE序列，在0.55 T低场强下实现了白质信噪比平均提升21%和灰白质信号差异平均改善47%，并结合深度学习重建将扫描时间从5分17秒缩短至2分46秒	可变翻转角SSFP-FID的微分点扩散函数比标准序列略宽8%，可能影响边缘清晰度	开发在低场强（0.55 T）磁共振下快速获取高分辨率脑部T1加权图像的方法	人脑组织（重点关注白质和灰质）	医学影像分析	NA	磁共振成像（MRI），具体为MP-RAGE序列，SSFP-FID内核，可变翻转角成像	深度学习模型	磁共振图像	NA	NA	NA	白质信噪比（SNR），白质-灰质信号差异，微分点扩散函数宽度，扫描时间	NA
82	2025-12-09	A High-resolution dataset for AI-driven segmentation and analysis of drug-treated breast tumor spheroids 2026-Feb-01, Computer methods and programs in biomedicine IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.cmpb.2025.109141 PMID:41207172	研究论文	本研究介绍了一个用于AI驱动分割和分析药物处理乳腺癌肿瘤球体的高分辨率公开数据集	创建了首个公开可用的高分辨率异型肿瘤球体图像数据集，并评估了多种深度学习分割模型在药物响应量化中的应用	数据集样本量相对较小（95张图像），且仅针对一种乳腺癌细胞系和一种药物处理，可能限制模型的泛化能力	促进AI驱动的分割和分析，以更准确地评估药物对3D肿瘤球体模型的效果	由MDA-MB-231乳腺癌细胞和人成纤维细胞组成的异型肿瘤球体	数字病理学	乳腺癌	显微成像	CNN	图像	95张高分辨率图像，进一步划分为2980个图像块（512×512像素）	未明确指定，但提及了深度学习分割模型	U-Net, Fully Convolutional Network (FCN), Mask R-CNN, YOLOv12-Seg, DeepLab	Jaccard指数, 准确率	NA
83	2025-12-09	Patients visits forecasting in emergency departments: Self-adapting LSTM models for evolving data distributions 2026-Feb-01, Computer methods and programs in biomedicine IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.cmpb.2025.109153 PMID:41218323	研究论文	本研究提出了一种基于自适应Seq2Seq LSTM的深度学习框架，用于急诊科患者就诊量的预测，以应对数据分布变化	结合了序列特定缩放和持续学习策略的自适应LSTM模型，能够在数据分布变化时自动调整，无需手动重新训练	在长期预测（如1个月）中，性能接近季节性朴素基准，且在COVID相关突变期间，ARIMA偶尔表现更优	设计一个在数据分布变化条件下保持准确性的急诊科患者就诊量预测框架，无需人工干预或完全重新训练	急诊科的历史每日就诊数据，涵盖COVID前、COVID期间和COVID后阶段	机器学习	NA	深度学习预测	LSTM, Seq2Seq	时间序列数据	覆盖COVID前、COVID期间和COVID后阶段的急诊科历史每日就诊数据	NA	Seq2Seq LSTM	MSE, MAE, MAPE, MASE	NA
84	2025-12-09	CellApop: A knowledge-guided decoupled distillation framework for label-efficient apoptotic cell segmentation and dynamic analysis in brightfield microscopy 2026-Feb-01, Computer methods and programs in biomedicine IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.cmpb.2025.109156 PMID:41223808	研究论文	本文提出了一种基于知识引导解耦蒸馏的深度学习框架CellApop，用于在明场显微镜图像中实现标签高效的凋亡细胞分割和动态分析	开发了知识引导解耦蒸馏框架，通过多个专家模型指导轻量级学生网络训练，显著减少手动标注需求约80%，并引入重参数化、深度可分离卷积和边缘感知模块以提升在细胞密集重叠和边界模糊等挑战条件下的分割精度	未明确说明模型在更广泛细胞类型或不同显微镜设置下的泛化能力，以及框架对计算资源的具体需求	实现无标记、实时的凋亡细胞检测，以克服传统荧光染色方法的局限性	明场显微镜图像中的凋亡细胞	数字病理学	NA	明场显微镜成像	深度学习分割模型	图像	16,472张明场细胞图像，来自三个公共数据集（BF-C2DL-MuSC、DICC2DHHeLa、LiveCell）和一个专有凋亡数据集	未明确指定，但基于深度学习框架	CellApop（轻量级学生网络，包含重参数化、深度可分离卷积和边缘感知模块）	Dice相似系数、Hausdorff距离、IoU、灵敏度、特异性	NA
85	2025-12-09	Explainable multimodal fusion for breast carcinoma diagnosis: A systematic review, open problems, and future directions 2026-Feb-01, Computer methods and programs in biomedicine IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.cmpb.2025.109152 PMID:41232399	系统综述	本文系统综述了2015年至2025年间发表的49项关于可解释多模态融合在乳腺癌诊断与预后中的应用研究	首次系统性地梳理了乳腺癌诊断中多模态学习与可解释人工智能（XAI）的研究现状、融合策略及开放性问题	纳入研究存在数据集可用性有限、基准测试不一致、真实世界可解释模型稀缺等普遍问题	分析多模态融合与可解释人工智能在乳腺癌诊断和预后中的应用现状、挑战及未来方向	乳腺癌（BC）	数字病理学	乳腺癌	多模态数据融合（影像、临床记录、组织病理学、基因组数据）	Transformer, GNN, Autoencoder, 集成学习	影像、文本、基因组数据	NA	NA	注意力机制、门控架构、混合架构	NA	NA
86	2025-12-09	MRomicsNet: A morphomics-radiomics-driven adaptive topological model for AD diagnosis on clinically routine T1-weighted images 2026-Feb-01, Computer methods and programs in biomedicine IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.cmpb.2025.109160 PMID:41260107	研究论文	本研究提出了一种基于形态组学和影像组学的自适应拓扑模型（MRomicsNet），用于在临床常规T1加权图像上进行阿尔茨海默病诊断	首次将形态组学和影像组学特征整合到一个自适应拓扑模型中，通过深度学习框架强化重要脑区间连接并抑制无关连接，以优化脑网络构建	研究主要依赖于特定数据集（ADNI和EDSD），未在更广泛或多样化临床数据上进行验证，且模型复杂度可能较高	开发一种结合形态组学和影像组学优势的自适应拓扑模型，以提升基于T1加权图像的阿尔茨海默病诊断准确性	阿尔茨海默病患者及健康对照者的脑部T1加权图像	数字病理学	阿尔茨海默病	T1加权磁共振成像	图卷积网络	图像	ADNI和EDSD数据集，具体样本数量未在摘要中明确说明	深度学习框架（具体未指定，可能为PyTorch或TensorFlow）	MRomicsNet（包含morphGCN通道和mrGCN通道）	诊断准确率	NA
87	2025-12-09	GICAF-Net: A cross-attentional graph-image fusion network for hyperspectral pathological diagnosis of FNH and HCC 2026-Feb-01, Computer methods and programs in biomedicine IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.cmpb.2025.109171 PMID:41289808	研究论文	本研究提出了一种名为GICAF-Net的图-图像交叉注意力融合网络，用于肝局灶性结节性增生（FNH）和肝细胞癌（HCC）的高光谱病理诊断	提出了一种新颖的双分支网络架构，结合了残差卷积和残差图卷积，并引入了拓扑感知交叉注意力融合模块（TACA）以及结合交叉熵、预测置信度和跨模态注意力一致性的多约束融合损失函数，以增强跨模态信息融合和分类稳定性	研究样本量相对较小（共120例），且未在更广泛的外部数据集上进行验证	提高肝肿瘤（FNH与HCC）术中高光谱病理诊断的准确性和效率	肝局灶性结节性增生（FNH）和肝细胞癌（HCC）的病理样本	数字病理	肝癌	高光谱成像	CNN, GCN	高光谱图像	包含60例HCC和60例FNH的平衡高光谱肝肿瘤数据集，共120例	NA	GICAF-Net, 残差卷积, 残差图卷积	AUC, 准确率, F1分数	NA
88	2025-12-08	Deep learning-assisted metabolic fingerprint profiling based on V-groove and wrinkle-shaped 3D surface-enhanced Raman scattering substrate for early colorectal cancer diagnosis 2026-Feb-15, Biosensors & bioelectronics IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.bios.2025.118183 PMID:41223500	研究论文	本研究开发了一种基于三维表面增强拉曼散射基底和深度学习的代谢指纹图谱分析方法，用于结直肠癌的早期诊断	提出了一种结合微V型槽阵列、皱纹图案和银纳米颗粒的新型三维SERS基底，并首次将CNN模型应用于该平台获得的早期结直肠癌代谢指纹图谱分析	未明确说明样本来源的多样性、模型在独立外部验证集上的性能以及长期临床应用的可行性	开发一种高灵敏度的早期结直肠癌诊断平台	早期结直肠癌患者的血清代谢物	机器学习	结直肠癌	表面增强拉曼散射	CNN	拉曼光谱数据	未明确说明具体样本数量	NA	NA	AUC, 准确率, 特异性	NA
89	2025-12-08	Rapid whole-brain T2* and susceptibility mapping using 3D multiple overlapping-echo detachment acquisition and missing modality synthesis embedded simulation 2026-Feb, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.70108 PMID:41040040	研究论文	本文开发了一种3D多重重叠回波分离成像技术，结合数据生成和重建策略，用于快速全脑T2*和磁化率定量成像	将MOLED编码扩展至3D多激发采集，结合双回波反向EPI序列，同时获取T2*和QSM信号并减少图像畸变；采用基于深度学习的缺失模态合成方法生成配准的多参数模板，并提出了伪3D Bloch模拟以加速网络训练数据生成	NA	开发快速全脑T2*和磁化率定量成像技术	健康志愿者和临床参与者	医学影像处理	NA	3D多重重叠回波分离成像，双回波反向EPI序列，Bloch模拟	深度学习	3D磁共振图像	健康志愿者和临床参与者队列	NA	NA	图像质量评分	NA
90	2025-12-08	Deep learning approach for DCE-MRI parameter estimation: Evaluating signal intensity and concentration-time curve-based convolution-neural-networks 2026-Feb, Magnetic resonance imaging IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.mri.2025.110559 PMID:41207450	研究论文	本文提出了一种基于浓度-时间曲线的卷积神经网络方法，用于动态对比增强MRI参数估计，旨在适应不同扫描协议并提高计算效率	采用浓度曲线而非信号强度作为输入，设计能适应多种DCE-MRI协议的CNN模型，在外部验证中展示了跨扫描仪和机构的鲁棒性	研究主要针对脑胶质瘤患者，样本量相对有限（训练集72例，测试集18例），且依赖于合成数据进行初始训练	开发一种快速、鲁棒的深度学习方法，用于估计DCE-MRI中的广义示踪动力学参数，以克服传统非线性最小二乘法计算成本高、对噪声和协议变化敏感的问题	脑胶质瘤患者（2-4级）的DCE-MRI数据	医学影像分析	脑胶质瘤	动态对比增强MRI	CNN	医学影像数据	训练集：72例胶质瘤患者；测试集：18例患者；外部验证集：跨扫描仪9例（1.5T），跨机构6例（不同医院）	NA	卷积神经网络	平均绝对误差，AUC，相关性系数	NA
91	2025-12-08	Transformer-based multi-scale feature fusion for real-time CT bone metastasis detection 2026-Feb, Bone IF:3.5Q2 DOI:10.1016/j.bone.2025.117729 PMID:41241185	研究论文	本文提出了一种基于Transformer的实时CT骨转移检测模型BM-DETR，通过多尺度特征融合提升小尺寸、低对比度病变的检测精度	提出了集成空间上下文增强模块（SCEM）、双分支上采样的AttentionUpsample以及扩张Transformer注意力块（DTAB）的新型Transformer架构，有效解决了局部细节捕获与计算效率的平衡问题	未明确说明模型在更广泛临床数据上的泛化能力，以及在实际边缘设备部署中的具体性能表现	开发高精度、实时的CT骨转移自动检测系统，以支持早期筛查和智能诊断	CT影像中的骨转移病变	计算机视觉	骨转移癌	CT影像分析	Transformer	医学影像（CT）	OsteoScan和BMSeg两个公开数据集	未明确说明	BM-DETR（自定义Transformer架构，包含SCEM、AttentionUpsample、DTAB模块）	mAP50	未明确说明，但提及支持边缘部署
92	2025-12-08	Deep learning-based perfusion quantification and large vessel exclusion for renal multi-TI arterial spin labelling MRI 2026-Feb, Magnetic resonance imaging IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.mri.2025.110573 PMID:41260277	研究论文	提出了一种基于BiLSTM的深度学习方法，用于肾脏多反转时间动脉自旋标记MRI的灌注量化、大血管排除以及血流到达时间和血流长度估计	首次将BiLSTM深度学习模型应用于多反转时间ASL数据的灌注参数量化，并实现了自动大血管排除，相比传统基于Buxton模型拟合的方法，在噪声环境下更准确、更鲁棒	模拟数据与体内数据的特性存在差异，导致部分观察到的量化差异无法完全由模拟结果解释；深度学习模型在血流长度估计上误差大于传统方法	改进肾脏多反转时间动脉自旋标记MRI的灌注参数量化方法，提高其准确性和鲁棒性	肾脏灌注参数（灌注量、血流到达时间、血流长度）及大血管区域	医学影像分析	肾脏疾病	多反转时间流动敏感交替反转恢复序列动脉自旋标记MRI	BiLSTM	MRI图像序列	模拟像素级多反转时间信号数据及体内数据	NA	BiLSTM	量化误差	NA
93	2025-12-08	GL-mamba-net: A magnetic resonance imaging restoration network with global-local mamba 2026-Feb, Magnetic resonance imaging IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.mri.2025.110574 PMID:41271086	研究论文	本文提出了一种名为GL-mamba-net的双路径Mamba网络，用于加速磁共振成像的采集过程，通过融合全局与局部特征来提升图像恢复的质量和效率	提出了多尺度局部Mamba块以捕获不同区域的局部信息；设计了新的特征融合块以增强全局与局部信息的融合；构建了双路径Mamba网络架构，提升了复杂动态数据环境下的特征提取能力和适应性	未明确说明模型在特定病理条件下的泛化能力，以及在实际临床部署中的计算效率限制	加速磁共振成像采集过程，提升欠采样图像恢复的质量	欠采样的单线圈图像域数据	计算机视觉	NA	磁共振成像	Mamba	图像	NA	NA	双路径Mamba网络	多种评估指标	NA
94	2025-12-08	Enhancing and accelerating brain MRI through deep learning reconstruction using prior subject-specific imaging 2026-Feb, Magnetic resonance imaging IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.mri.2025.110558 PMID:41274586	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的MRI重建框架，通过整合先验个体特异性成像信息来增强和加速脑部MRI扫描	提出了一种结合初始重建网络、深度配准模型和基于Transformer的增强网络的新型深度学习MRI重建框架，显著减少了总重建时间，并提高了下游脑部分割任务的准确性	研究仅基于T1加权MRI扫描的纵向数据集，样本量相对较小（18名受试者），且未在其他MRI序列或更大规模数据集中验证	旨在通过深度学习重建方法减少MRI采集时间，提高图像质量，并加速临床实时应用	脑部T1加权MRI扫描图像	计算机视觉	NA	MRI	CNN, Transformer	图像	2808张图像来自18名受试者	PyTorch	Transformer	准确性, 体积一致性	NA
95	2025-12-06	Deep learning enhanced quantitative debonding evaluation in tile panels using Lamb waves 2026-Feb, Ultrasonics IF:3.8Q1 DOI:10.1016/j.ultras.2025.107821 PMID:40945330	研究论文	本研究提出了一种利用Lamb波信号和数据驱动的深度学习方法定量评估外部陶瓷砖面板脱粘的新方法	结合Lamb波信号的时间-频率表示与二维卷积神经网络，通过混合数据集（模拟与实验数据）训练，生成全面的二维损伤指数图以识别脱粘缺陷的位置和大小	NA	开发一种可靠的定量评估陶瓷砖面板脱粘的非破坏性评估方法	外部陶瓷砖面板的脱粘缺陷	计算机视觉	NA	连续小波变换	CNN	图像	NA	NA	二维卷积神经网络	NA	NA
96	2025-12-06	Modified UNet-enhanced ultrasonic superb microvascular imaging feature extraction and grading of carpal tunnel syndrome 2026-Feb, Ultrasonics IF:3.8Q1 DOI:10.1016/j.ultras.2025.107834 PMID:41039691	研究论文	本研究结合超快超微血管成像与改进的UNet分割模型，通过定量图像分析客观提取微血管特征，用于腕管综合征的分级	采用分类引导的改进UNet分割模态，结合非线性二次回归模型，实现了对腕管综合征微血管特征的自动提取和分级，提高了分类准确性和AUC值	样本量相对较小（105名患者），且未提及模型在其他人群或设备上的泛化能力验证	开发一种基于超声超微血管成像和深度学习的非侵入性方法，用于腕管综合征的客观分级	腕管综合征患者（包括轻度、中度和重度）及健康对照者的腕部超微血管成像数据	计算机视觉	腕管综合征	超快超微血管成像	CNN	图像	105名患者（21名轻度、71名中度、13名重度）和21名健康对照者	NA	改进的UNet	分类准确率, AUC, Kappa系数	NA
97	2025-12-06	Firearm brand classification using deep learning on cartridge case images 2026-Feb, Forensic science international IF:2.2Q1 DOI:10.1016/j.forsciint.2025.112671 PMID:41061388	研究论文	本研究提出了一种基于深度学习的枪械品牌分类方法，利用弹壳图像的归一化高度图和形状指数变换，以提高法医弹道学中的枪械识别准确性和效率	首次将深度学习方法应用于弹壳图像的枪械品牌分类，通过归一化高度图和形状指数变换提取特征，并利用过采样技术处理类别不平衡问题	研究主要基于土耳其的枪械品牌数据，可能在其他地区的适用性有限；且未详细讨论模型在真实犯罪场景中的泛化能力	开发一种自动化枪械品牌分类系统，以优化法医弹道学中的弹壳比较流程，减少检查时间并提高调查效率	弹壳图像，涵盖土耳其犯罪案件中常见的21种最流行枪械品牌，包括手工枪械和改装空包手枪	计算机视觉	NA	归一化高度图，形状指数变换，图像处理	CNN, Transformer	图像	超过35万弹壳样本，通过旋转过采样扩展至超过100万样本	NA	ResNet, Vision Transformer	准确率	NA
98	2025-12-06	Deep learning enhanced label-free cervical screening via stimulated Raman cytology 2026-Feb-01, Talanta IF:5.6Q1 DOI:10.1016/j.talanta.2025.128982 PMID:41109050	研究论文	本文提出了一种基于刺激拉曼细胞学的无标记宫颈筛查平台，结合深度学习实现宫颈细胞的快速筛查和诊断	开发了VAD-SRC平台，通过刺激拉曼散射显微镜获取细胞内在生物分子对比，结合深度卷积神经网络实现高精度诊断和细胞类型自动分割	未提及研究的具体局限性	提高宫颈癌筛查的诊断通量和灵敏度	宫颈细胞样本	数字病理学	宫颈癌	刺激拉曼散射显微镜	CNN	图像	未提及具体样本数量	NA	深度卷积神经网络	准确率, 灵敏度	NA
99	2025-12-06	SE-PDS enhanced NIR spectral transfer learning: A machine learning approach for cross-instrument jet fuel property quantification 2026-Feb-01, Talanta IF:5.6Q1 DOI:10.1016/j.talanta.2025.129005 PMID:41124770	研究论文	本研究提出了一种改进的共享嵌入增强分段直接标准化算法，结合随机森林模型，实现了跨仪器对喷气燃料16种理化性质的定量预测	提出了改进的SE-PDS算法，整合了所有光谱段的光谱矩阵和窗口索引，使单个模型能够利用不同特征间的共享信息，并自动识别和消除光谱数据中的不规则波动和突变	研究仅使用了86个喷气燃料样本进行验证，样本量相对较小	实现跨仪器近红外光谱的迁移学习，用于喷气燃料性质的定量预测	喷气燃料的理化性质	机器学习	NA	近红外光谱	随机森林	光谱数据	86个喷气燃料样本	NA	随机森林	相关系数, 决定系数, 相对误差率	NA
100	2025-12-05	Laser spectral enhancement and analysis based on blind-spot networks and Kolmogorov-Arnold networks 2026-Feb-01, Talanta IF:5.6Q1 DOI:10.1016/j.talanta.2025.128806 PMID:40934630	研究论文	本文提出了一种结合盲点网络和Kolmogorov-Arnold网络的自监督深度学习框架，用于增强激光诱导击穿光谱的分析性能	提出了一种无需干净参考数据的自监督光谱去噪网络（BSSDN），并首次将Kolmogorov-Arnold网络（KANs）架构应用于LIBS定量分析，通过自适应样条基函数和局部加权改进了传统多层感知机的局限性	研究仅在六种认证不锈钢参考材料上进行了验证，样本类型和数量有限，未在其他材料或更复杂基体中进行广泛测试	解决激光诱导击穿光谱技术中光谱噪声干扰和定量分析精度有限的问题，提升LIBS的分析性能	激光诱导击穿光谱数据，特别是来自六种认证不锈钢参考材料（JZG201-JZG206B）的光谱	机器学习	NA	激光诱导击穿光谱	盲点网络, Kolmogorov-Arnold网络	光谱数据	六种认证不锈钢参考材料（36 × 36 mm固体块）	NA	盲点光谱去噪网络, Kolmogorov-Arnold网络	平均光谱相对标准偏差, 特征峰保留率, 强度保真度, 决定系数, 预测均方根误差	NA