深度学习在生物医药领域中的应用

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
1	2025-09-24	Leveraging Artificial Intelligence for Diabetic Retinopathy Screening and Management: History and Current Advances 2025-Nov, Seminars in ophthalmology IF:1.9Q2 DOI:10.1080/08820538.2024.2432902 PMID:39580713	综述	本文回顾了人工智能在糖尿病视网膜病变筛查与管理中的历史发展和当前进展	系统梳理了AI在DR筛查领域的关键算法发展历程，并重点介绍了获得美国FDA批准的三大自动化筛查算法	作为叙述性综述，缺乏对原始研究数据的定量分析和质量评估	评估人工智能在糖尿病视网膜病变筛查中的应用及现有自动化检测算法	糖尿病视网膜病变筛查算法及相关文献	数字病理	糖尿病视网膜病变	深度学习算法	深度学习算法（具体模型未明确说明）	视网膜图像（眼底摄影）	NA
2	2025-09-24	The potential role of machine learning and deep learning in differential diagnosis of Alzheimer's disease and FTD using imaging biomarkers: A review 2025-Oct, The neuroradiology journal DOI:10.1177/19714009251313511 PMID:39787363	综述	本文综述了机器学习和深度学习在利用影像生物标志物区分阿尔茨海默病与额颞叶痴呆鉴别诊断中的潜在作用	系统分析比较了机器学习与深度学习在AD和FTD鉴别诊断中的性能表现，并识别出SVM和ResNet分别为两类方法中最有效的模型	强调仍需结合临床检查和患者症状评估以确保诊断的全面准确性	探讨人工智能技术在神经退行性疾病鉴别诊断中的应用价值	阿尔茨海默病（AD）和额颞叶痴呆（FTD）患者	医学影像分析	神经退行性疾病	MRI、DTI、fMRI、PET、SPECT等影像技术	SVM、ResNet、CNN等机器学习与深度学习模型	医学影像数据	基于2012-2024年间发表的31篇相关文献的分析
3	2025-09-24	Evaluating the effect of noise reduction strategies in CT perfusion imaging for predicting infarct core with deep learning 2025-Oct, The neuroradiology journal DOI:10.1177/19714009251313517 PMID:39789894	研究论文	本研究评估深度学习模型在CT灌注成像中识别梗死核心的效能，重点分析不同降噪策略对模型性能的影响	首次系统比较多种降噪技术（PCA、小波、NLM）对深度学习模型在CTP图像中梗死核心预测性能的影响	样本量较小（60例患者），仅针对大血管闭塞型急性缺血性卒中患者	评估不同降噪策略对深度学习模型预测梗死核心准确性的影响	急性缺血性卒中患者的CT灌注扫描图像	医学影像分析	脑血管疾病	CT灌注成像、主成分分析、小波降噪、非局部均值降噪	U-Net、CNN	医学影像数据	60例接受机械取栓治疗的大血管闭塞型急性缺血性卒中患者
4	2025-09-24	Transitions in dynamical regime and neural mode underlie perceptual decision-making 2025-Apr-07, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.10.15.562427 PMID:37904994	研究论文	通过大规模神经元记录和深度学习技术揭示大鼠感知决策过程中神经动力学的双阶段转换机制	首次发现决策过程包含感觉输入主导和自主动力学主导的两个连续动态机制转换，并提出了神经推断承诺时间（nTc）的新概念	研究局限于啮齿类动物模型，需要进一步验证在灵长类或人类中的普适性	探究感知决策过程中神经动力学的动态机制和决策承诺的神经基础	大鼠前额叶皮层和纹状体的神经元活动	计算神经科学	NA	大规模神经元同步记录、深度学习无监督方法	简化动力学模型	神经电生理信号	数百个神经元的同时记录数据
5	2025-09-24	Artificial intelligence predicts multiclass molecular signatures and subtypes directly from breast cancer histology: a multicenter retrospective study 2025-Apr-01, International journal of surgery (London, England) DOI:10.1097/JS9.0000000000002220 PMID:39764584	研究论文	开发基于深度学习的算法BBMIL，直接从乳腺癌H&E染色组织病理图像预测分子标志物和亚型	首次实现直接从常规组织病理图像预测多种分子标志物和免疫治疗相关基因特征	回顾性研究，需要多中心验证	降低乳腺癌生物标志物检测的成本和组织负担	乳腺癌组织病理图像	数字病理	乳腺癌	深度学习	BBMIL（基于多实例学习的深度学习算法）	组织病理图像（H&E染色）	多中心回顾性数据集
6	2025-09-24	RESPAN: A Deep Learning Pipeline for Accurate and Automated Restoration, Segmentation, and Quantification of Dendritic Spines 2025-Feb-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.06.06.597812 PMID:38895232	研究论文	开发了一个名为RESPAN的深度学习管道，用于自动化修复、分割和量化树突棘	集成最先进的深度学习技术，通过内容感知修复增强信号、对比度和各向同性分辨率，实现跨多种样本的鲁棒检测	NA	改进树突棘的量化分析方法，提高准确性和可重复性	树突棘、树突分支和神经元胞体	数字病理学	NA	深度学习、图像修复、图像分割	深度学习管道	显微图像	经过专家注释验证的多种成像模式数据集
7	2025-09-24	Parametrically guided design of beta barrels and transmembrane nanopores using deep learning 2025-Jan-06, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.07.22.604663 PMID:39091726	研究论文	本研究开发了一种结合参数化生成与深度学习的方法，用于设计β桶蛋白和跨膜纳米孔	将参数化表示与RoseTTAFold深度学习设计方法相结合，首次实现了对β桶蛋白几何形状的精确控制设计	NA	开发一种能够精确控制β桶蛋白全局形状的设计方法	β桶蛋白结构和跨膜纳米孔	蛋白质设计	NA	RoseTTAFold深度学习设计方法（RFjoint修复和RFdiffusion）	深度学习模型（RoseTTAFold）	蛋白质结构数据	设计了12、14和16链跨膜纳米孔，并通过X射线晶体结构验证
8	2025-09-24	Multiscale Cell-Cell Interactive Spatial Transcriptomics Analysis 2025-Jan-03, Research square DOI:10.21203/rs.3.rs-5743704/v1 PMID:39801521	研究论文	提出多尺度细胞交互空间转录组学（MCIST）分析方法，整合多尺度拓扑表示与空间深度学习技术	首次在空间转录组分析中系统考虑多尺度细胞间相互作用，提出融合拓扑表示与深度学习的新框架	NA	改进空间转录组数据分析方法，提升空间域检测性能	空间转录组数据	生物信息学	NA	空间转录组学	空间深度学习	基因表达空间数据	37个基准空间转录组数据集
9	2025-09-24	Single-nucleus transcriptome atlas of orbitofrontal cortex in amyotrophic lateral sclerosis with a deep learning-based decoding of alternative polyadenylation mechanisms 2024-Dec-16, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.12.22.573083 PMID:38187588	研究论文	通过单核RNA测序构建肌萎缩侧索硬化症眶额叶皮层转录组图谱，并利用深度学习解析选择性多聚腺苷酸化机制	开发APA-Net深度学习模型整合转录本序列与RNA结合蛋白表达谱，首次揭示ALS/FTLD中细胞类型特异性的APA调控模式	研究聚焦于特定脑区（眶额叶皮层）和C9orf72相关病例，结果在其他脑区或ALS亚型的普适性需进一步验证	解析ALS/FTLD神经退行性疾病中细胞类型特异性转录调控机制	C9orf72相关ALS（伴/不伴FTLD）和散发性ALS患者的眶额叶皮层组织	数字病理	肌萎缩侧索硬化症	单核RNA测序、深度学习	APA-Net（定制深度学习模型）	单细胞转录组数据、基因组序列	包含C9orf72相关ALS（伴/不伴FTLD）和散发性ALS的多例人脑组织样本
10	2025-09-24	International Validation of Echocardiographic AI Amyloid Detection Algorithm 2024-Dec-16, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.12.14.24319049 PMID:39763545	研究论文	本研究通过国际多中心验证了一种基于计算机视觉的深度学习算法EchoNet-LVH在心脏淀粉样变性超声诊断中的性能	开发了首个基于胸骨旁长轴和心尖四腔心切面视频的计算机视觉算法，并在国际多中心验证其诊断性能	回顾性病例对照研究设计，需进一步验证早期诊断对治疗启动的影响	验证人工智能算法在心脏淀粉样变性超声诊断中的准确性和泛化能力	心脏淀粉样变性患者和对照组的超声心动图研究	计算机视觉	心脏淀粉样变性	深度学习	计算机视觉深度学习算法	超声视频	多中心回顾性病例对照研究（具体样本量未明确说明）
11	2025-09-24	Discovering New Metallo-Deubiquitinase CSN5 Inhibitors by a Non-Catalytic Activity Assay Platform 2024-08-22, Journal of medicinal chemistry IF:6.8Q1 DOI:10.1021/acs.jmedchem.4c01514 PMID:39129245	研究论文	本研究建立了一种非催化活性检测平台用于发现新型CSN5金属去泛素化酶抑制剂	开发了基于新型荧光探针的非催化活性检测平台，结合深度学习虚拟筛选发现了纳摩尔级CSN5抑制剂	抑制剂在癌细胞中对PD-L1的调控效果存在差异（2-氨基噻唑-4-羧酸轻微下调，紫草素可上调）	发现新型CSN5金属去泛素化酶抑制剂	COP9信号体催化亚基CSN5	药物发现	癌症	荧光偏振检测、深度学习虚拟筛选、微秒级分子动力学模拟、色氨酸淬灭实验	深度学习模型	化学化合物数据	HCT116癌细胞系
12	2025-09-24	Single-sequence protein-RNA complex structure prediction by geometric attention-enabled pairing of biological language models 2024-Jul-28, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.07.27.605468 PMID:39091736	研究论文	提出仅需单序列输入的蛋白质-RNA复合物结构预测深度学习框架ProRNA3D-single	首次通过几何注意力机制配对生物语言模型，实现无需进化信息的单序列蛋白质-RNA复合物结构预测	未明确说明模型对特定类型蛋白质-RNA复合物的预测局限性	开发不依赖进化信息的蛋白质-RNA复合物三维结构预测方法	蛋白质-RNA复合物	计算生物学	NA	几何注意力机制、生物语言模型、几何优化	深度学习框架（几何注意力配对网络）	蛋白质和RNA单序列数据	基准测试数据集（具体数量未说明）
13	2025-09-24	Mediodorsal thalamus and ventral pallidum contribute to subcortical regulation of the default mode network 2024-07-23, Communications biology IF:5.2Q1 DOI:10.1038/s42003-024-06531-9 PMID:39039239	研究论文	本研究通过树鼩模型揭示了腹侧苍白球和背内侧丘脑在默认模式网络调控中的重要作用	首次在灵长类近亲树鼩中发现腹侧苍白球和背内侧丘脑通过伽马振荡参与默认模式网络的调控，并证实了跨频耦合的增强	研究局限于树鼩模型，需要在其他哺乳动物中进一步验证	探究默认模式网络的皮层下调控机制	树鼩的腹侧苍白球、背内侧丘脑和前扣带皮层	神经科学	NA	电生理记录、深度学习行为状态分类	深度学习分类模型	神经电生理信号	树鼩动物模型（具体数量未明确说明）
14	2025-09-24	A flexible, stretchable and wearable strain sensor based on physical eutectogels for deep learning-assisted motion identification 2024-06-27, Journal of materials chemistry. B DOI:10.1039/d4tb00809j PMID:38836422	研究论文	本研究开发了一种基于木质素增强物理共晶凝胶的可穿戴应变传感器，并结合深度学习技术实现手势识别	首次将木质素作为绿色填料和多功能氢键供体溶解于低共熔溶剂，制备出具有透明度、紫外屏蔽、自愈合和高导电性等多功能集成的物理共晶凝胶	NA	开发高性能可穿戴应变传感器并实现精准运动识别	物理共晶凝胶材料及人体运动信号	可穿戴电子设备	NA	深度学习	NA	传感器运动数据	1000次循环耐久性测试
15	2025-09-24	Histopathological evaluation of abdominal aortic aneurysms with deep learning 2024-Apr-24, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.04.23.24306178 PMID:38712033	研究论文	本研究首次对深度学习在腹主动脉瘤组织病理学评估中的应用进行全面评估	首次在血管病理学领域系统评估深度学习技术，并发现其在预测炎症特征和纤维化分级方面的稳健性能	研究样本仅来自三个欧洲中心，可能存在地域局限性	探索深度学习在血管疾病计算病理学中的应用价值	369名腹主动脉瘤患者的组织样本	数字病理学	心血管疾病	深度学习	深度学习模型	数字全玻片图像	来自三个欧洲中心的369名患者样本
16	2025-09-24	Myocardial scar and left ventricular ejection fraction classification for electrocardiography image using multi-task deep learning 2024-03-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-58131-6 PMID:38553581	研究论文	开发基于计算机视觉的多任务深度学习模型，通过12导联心电图二维图像预测心肌瘢痕和左心室射血分数	首次将多任务深度学习应用于心电图图像分析，同时预测两个关键心血管参数，性能优于心脏病专家	研究基于特定数据集，在资源有限环境中的实际应用效果需进一步验证	开发低成本的心肌瘢痕和左心室射血分数分类方法，替代昂贵的心脏磁共振检查	心电图二维图像和对应的临床特征数据	计算机视觉	心血管疾病	深度学习	多任务深度学习模型	图像	14,052份心电图数据
17	2025-09-24	Accelerated Diffusion-Weighted Imaging in 3 T Breast MRI Using a Deep Learning Reconstruction Algorithm With Superresolution Processing: A Prospective Comparative Study 2023-12-01, Investigative radiology IF:7.0Q1 DOI:10.1097/RLI.0000000000000997 PMID:37428618	研究论文	评估深度学习重建算法在3T乳腺MRI中加速扩散加权成像的性能	首次在前瞻性临床研究中将具有超分辨率处理的深度学习加速DWI序列与标准成像进行对比	单中心研究，样本量相对有限（65名参与者）	比较深度学习加速DWI序列与标准DWI在采集时间和图像质量方面的差异	浸润性乳腺癌、良性病变和囊肿患者	医学影像分析	乳腺癌	扩散加权成像，深度学习重建算法，超分辨率处理	深度学习重建算法	MRI影像数据	65名参与者（64名女性，平均年龄54±13岁）
18	2025-09-24	Amplifying the Effects of Contrast Agents on Magnetic Resonance Images Using a Deep Learning Method Trained on Synthetic Data 2023-12-01, Investigative radiology IF:7.0Q1 DOI:10.1097/RLI.0000000000000998 PMID:37378418	研究论文	提出一种基于深度学习的方法，利用合成数据增强磁共振图像中对比剂的效果	首次使用物理模型生成合成对比剂数据来训练AI代理，实现超越标准剂量的虚拟对比增强	方法主要针对脑部疾病验证，在其他器官的适用性需进一步研究	开发一种能够放大磁共振图像中对比剂效果的AI方法	脑胶质瘤小鼠模型和1990例脑部疾病患者的临床数据	医学影像分析	脑胶质瘤、多发性硬化、转移癌等脑部疾病	磁共振成像、深度学习	神经网络	磁共振图像	临床研究包含1990例患者检查数据，外加临床前小鼠模型研究
19	2025-09-24	Deep Learning-Facilitated Study of the Rate of Change in Photoreceptor Outer Segment Metrics in RPGR-Related X-Linked Retinitis Pigmentosa 2023-11-01, Investigative ophthalmology & visual science IF:5.0Q1 DOI:10.1167/iovs.64.14.31 PMID:37988107	研究论文	本研究利用深度学习模型辅助测量RPGR相关X连锁视网膜色素变性患者的光感受器外节三维指标，并评估其纵向变化规律	首次结合深度学习模型对RPGR相关XLRP患者进行三维光感受器外节指标的纵向定量分析	样本量较小（34例患者），且为回顾性研究设计	评估X连锁视网膜色素变性疾病进展的生物标志物	RPGR基因相关的X连锁视网膜色素变性男性患者	数字病理	视网膜色素变性	光学相干断层扫描（OCT）	深度学习模型	医学影像	34例男性患者，随访时间约2年或更长
20	2025-09-24	Machine Learning-Based Prediction of Abdominal Subcutaneous Fat Thickness During Pregnancy 2023-11, Metabolic syndrome and related disorders IF:1.3Q4 DOI:10.1089/met.2023.0043 PMID:37669001	研究论文	开发基于机器学习的孕期腹部皮下脂肪厚度预测模型	首次结合三种机器学习算法（深度学习、随机森林、支持向量机）对孕期不同阶段腹部皮下脂肪厚度进行预测建模	样本量有限（354例），未说明模型的外部验证效果	预测孕妇腹部皮下脂肪厚度以评估皮下注射安全性	孕妇群体	机器学习	妊娠期糖尿病	机器学习算法（深度学习、随机森林、支持向量机）	深度学习、随机森林、支持向量机	临床测量数据	354例孕妇