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
2041	2026-05-01	MEF2C controls segment-specific gene regulatory networks that direct heart tube morphogenesis 2025-12-01, Genes & development IF:7.5Q1 DOI:10.1101/gad.352889.125 PMID:40883017	研究论文	利用单核RNA测序和ATAC测序的时序数据，结合深度学习模型，研究MEF2C转录因子控制的心脏管形态发生中的节段特异性基因调控网络	整合多组学数据和深度学习模型，构建了流出道、心室和流入道每个节段的发育轨迹，并鉴定了节段特异性的MEF2C依赖性增强子，揭示了核激素受体NR2F2在心脏畸形中的部分驱动作用	NA	解析早期心脏管中的谱系特异性基因调控网络及其在形态发生中的作用	MEF2C转录因子及其控制的心脏管节段特异性基因调控网络	机器学习	心血管疾病	单核RNA测序, ATAC测序	深度学习模型	基因表达数据, 染色质可及性数据	野生型和MEF2C缺失胚胎的时序单核样本	NA	NA	NA	NA
2042	2026-05-01	Glasses-free 3D display with ultrawide viewing range using deep learning 2025-12, Nature IF:50.5Q1 DOI:10.1038/s41586-025-09752-y PMID:41299166	研究论文	利用深度学习实现超宽视角的无眼镜3D显示	通过精确建模双眼视觉并结合深度学习实时优化，突破了空间带宽积的限制，实现了低成本光场传输设备上的大规模全视差3D显示，视角超过100度	文中未明确提及局限性	实现兼具大尺寸和宽视角的无眼镜3D显示	光场显示系统和双眼视觉模型	计算机视觉	NA	立体显示、光场技术	深度学习模型	图像	NA	NA	NA	分辨率、刷新率、视角	NA
2043	2026-05-01	A novel approach integrating topological deep learning from EEG Data in Alzheimer's disease 2025-Nov-14, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-23686-5 PMID:41238639	研究论文	提出了一种结合拓扑深度学习与机器学习模型的方法，用于基于脑电图数据的阿尔茨海默病分类	首次将拓扑深度学习与多种机器学习模型（SVM、RF、NN、LR）结合用于脑电图数据，通过提取拓扑和神经特征增强对阿尔茨海默病特有模式的识别	样本量较小（仅88人），需要多中心大型多样化队列验证泛化性	开发一种融合拓扑深度学习的混合方法，提高基于脑电图数据的阿尔茨海默病分类准确性	88名个体的脑电图记录，分为阿尔茨海默病患者、额颞叶痴呆患者和认知正常对照	机器学习	阿尔茨海默病	脑电图	支持向量机、随机森林、神经网络、逻辑回归	脑电图信号	88名个体	NA	NA	分类准确率	NA
2044	2026-05-01	Artificial intelligence in airway management: A systematic review and meta-analysis 2025-11, Anaesthesia, critical care & pain medicine DOI:10.1016/j.accpm.2025.101589 PMID:40645499	系统综述与元分析	总结人工智能在气道管理中的预测困难气道能力	首次通过元分析综合评估多种AI模型在困难气道预测中的判别能力	纳入研究数量有限，部分模型（如SVM和NB）的异质性高（I²>99%）	评估AI模型在困难气道预测中的表现	13项研究，涉及ED患者和全身麻醉手术患者	机器学习	困难气道	NA	深度学习模型（VGG）、传统机器学习模型（SVM、NB）	NA	13项研究（未具体说明样本数量）	NA	VGG、支持向量机（SVM）、朴素贝叶斯（NB）	AUROC	NA
2045	2026-05-01	Memorization Bias Impacts Modeling of Alternative Conformational States of Symmetric Solute Carrier Membrane Proteins with Methods from Deep Learning 2025-Apr-26, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.07.15.603529 PMID:39071413	研究论文	评估记忆偏差对AlphaFold建模SLC膜蛋白替代构象状态的影响，并提出结合ESM与模板建模的方法以持续生成多构象模型	首次系统评估记忆偏差对AlphaFold建模SLC蛋白多构象状态的影响，并提出一种结合ESM与模板建模的简单快速方法，能可靠生成内外开放两种构象，并通过进化协方差数据进行实验验证	NA	开发一种能够克服记忆偏差、稳定建模SLC膜蛋白替代构象状态的方法	SLC超家族整合膜蛋白（包括SLC35F2等转运体）的替代构象状态	机器学习	NA	AlphaFold、ESM（进化规模建模）、模板建模、序列进化协方差分析	AlphaFold2、AlphaFold3、ESM	蛋白质序列、结构模板	多种SLC膜蛋白（具体数量未提及）	NA	AlphaFold2, AlphaFold3, ESM	由进化协方差数据实验验证（具体指标未提及）	NA
2046	2026-05-01	OrganoIDNet: a deep learning tool for identification of therapeutic effects in PDAC organoid-PBMC co-cultures from time-resolved imaging data 2025-Feb, Cellular oncology (Dordrecht, Netherlands) DOI:10.1007/s13402-024-00958-2 PMID:38805131	研究论文	提出OrganoIDNet深度学习工具，用于从时序成像数据中识别PDAC类器官与PBMC共培养的治疗效果	首次将深度学习应用于PDAC类器官与免疫细胞共培养的实时成像分析，能够区分类器官大小和健康状态，并纵向监测免疫治疗反应	NA	开发和验证基于深度学习的工具，用于实时监测PDAC类器官对化疗和免疫治疗的反应	小鼠和人源PDAC类器官、PBMCs共培养模型	数字病理学	胰腺导管腺癌（PDAC）	活细胞成像	深度学习	明场图像	小鼠和人源PDAC类器官样本	NA	OrganoIDNet	准确率、CellTiter-Glo终点增殖试验验证	NA
2047	2026-05-01	AI Applications in Transfusion Medicine: Opportunities, Challenges, and Future Directions 2025, Acta haematologica IF:1.7Q3 DOI:10.1159/000546303 PMID:40349705	综述	探讨人工智能在输血医学中的应用，包括机器学习、深度学习、自然语言处理和预测分析，覆盖捐赠者管理、血液产品质量优化、输血需求预测和出血风险评估等	系统总结了AI在输血医学各个领域的潜在应用，强调其在提升运营效率、患者安全和资源分配方面的优势，并为未来精准医疗和负责任整合提供了方向	综述提及早期研究多为探索性，面临临床工作流变异性、算法透明度、公平获取以及数据隐私和偏差等伦理挑战	评估人工智能在输血医学中的整合机会、挑战和未来发展方向	输血医学中的AI驱动工具，包括机器学习、深度学习、自然语言处理和预测分析	机器学习	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
2048	2026-05-01	Deep Learning Applications in Lymphoma Imaging 2025, Acta haematologica IF:1.7Q3 DOI:10.1159/000547427 PMID:40659002	综述	综述了深度学习在淋巴瘤影像学中的应用，包括自动检测、分割和分类	首次系统总结深度学习在PET/CT、CT和MRI三种模态中淋巴瘤自动检测、分割和分类的应用现状	成像协议差异影响模型泛化性、依赖小型回顾性数据集、模型可解释性不足以及AI工具与临床工作流集成困难	探索深度学习在淋巴瘤影像学诊断与管理中的应用潜力和挑战	淋巴瘤患者的PET/CT、CT和MRI影像数据	计算机视觉	淋巴瘤	NA	深度学习模型（如卷积神经网络CNN等）	医学影像（PET/CT、CT、MRI）	小型回顾性数据集（未明确具体数量）	NA	NA	NA	NA
2049	2026-05-01	A Cross-Modal Mutual Knowledge Distillation Framework for Alzheimer's Disease Diagnosis: Addressing Incomplete Modalities 2025, IEEE transactions on automation science and engineering : a publication of the IEEE Robotics and Automation Society IF:5.9Q1 DOI:10.1109/tase.2025.3556290 PMID:40893870	research paper	提出一种跨模态互知识蒸馏框架，用于处理不完整多模态数据以实现阿尔茨海默病的早期诊断	首次提出不完整跨模态互知识蒸馏方法，通过模态解缠教师模型和学生模型的双向知识迁移，有效利用多模态和单模态数据子队列	NA	开发能够应对实际临床中多模态数据缺失的深度学习框架，提升阿尔茨海默病早期诊断性能	阿尔茨海默病神经影像数据（MRI和PET模态）的不完整多模态子队列	computer vision	阿尔茨海默病	MRI, PET	CNN	image	阿尔茨海默病神经影像倡议数据集，具体样本量未提及	PyTorch	NA	NA	NA
2050	2026-05-01	A two-stage deep learning prediction system for colon cancer microsatellite instability status using CT images 2025, Frontiers in oncology IF:3.5Q2 DOI:10.3389/fonc.2025.1699430 PMID:41602410	研究论文	构建两阶段深度学习系统，使用CT图像预测结肠癌微卫星不稳定性状态	提出无需手动分割的两阶段深度学习系统，结合MSI-SAM分割模型和MSI状态诊断模型，实现自动预测	样本量较小（108例），仅包含增强CT扫描，需进一步验证泛化能力	开发基于CT图像的结肠癌微卫星不稳定性状态自动预测方法	结肠癌患者CT扫描图像及对应MSI状态（MSI-H和MSS）	计算机视觉	结肠癌	CT扫描	深度学习（两阶段：分割模型和诊断模型）	图像（CT扫描）	108例增强CT扫描（68例升结肠、14例横结肠、18例降结肠、8例乙状结肠；56例MSI-H和52例MSS）	NA	MSI-SAM（分割模型）和MSI状态诊断模型	DSC, IoU, AUC, 准确率(ACC), 灵敏度, 特异度	NA
2051	2026-05-01	Deep Learning of Multimodal Ultrasound: Stratifying the Response to Neoadjuvant Chemotherapy in Breast Cancer Before Treatment 2024-02-02, The oncologist DOI:10.1093/oncolo/oyad227 PMID:37669223	研究论文	开发两种多模态超声深度学习模型，在治疗前预测乳腺癌对新辅助化疗的耐药和病理完全缓解	首次利用多模态超声（灰阶二维超声和超声弹性成像）结合临床病理信息，构建两个深度学习模型分别预测耐药和病理完全缓解，并联合进行分层预测	NA	非侵入性预测乳腺癌患者对新辅助化疗的耐药和病理完全缓解，实现治疗前分层预测	乳腺癌患者	机器学习, 医学影像	乳腺癌	多模态超声（灰阶二维超声和超声弹性成像）	深度学习模型	图像（超声图像）	170名乳腺癌患者	NA	NA	AUC, 敏感性, 阴性预测值	NA
2052	2026-05-01	Prognostic significance of collagen signatures at breast tumor boundary obtained by combining multiphoton imaging and imaging analysis 2024-Feb, Cellular oncology (Dordrecht, Netherlands) DOI:10.1007/s13402-023-00851-4 PMID:37606817	研究论文	通过结合多光子成像和影像分析，探索乳腺肿瘤边界胶原特征对患者预后的意义	首次利用深度学习自动分类模型从多光子图像中识别肿瘤边界胶原特征，并结合岭回归分析构建CSTB评分，展示其优于传统临床模型的预后性能	样本量较小，仅涉及小规模数据，外部验证数据集可能有限	探索乳腺肿瘤边界胶原特征的预后意义，构建自动化预后预测工具	人类乳腺肿瘤样本	数字病理学	乳腺癌	多光子显微镜（MPM）	深度学习模型	多光子图像	NA	NA	NA	AUC，Cox比例风险回归分析，Kaplan-Meier生存分析	NA
2053	2026-05-01	Deep Learning and Gastric Cancer: Systematic Review of AI-Assisted Endoscopy 2023-12-06, Diagnostics (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/diagnostics13243613 PMID:38132197	综述	系统评估深度学习在胃癌内镜辅助诊断中应用的研究现状	首次系统总结深度学习在胃癌分类、检测、肿瘤浸润深度评估、癌灶勾画、病变分割及早期和癌前病变识别中的多种应用，并对比AI与内镜医师的诊断性能	主要受限于单中心研究、未公开数据集、回顾性算法训练可能不代表真实临床表现、模型细节缺乏影响可重复性	评估深度学习在胃癌前病变、早期胃癌和胃肿瘤分析中的应用现状	深度学习算法用于胃肿瘤内镜图像检测的研究	计算机视觉	胃癌	内镜成像	CNN	图像	42项研究	NA	NA	诊断准确率	NA
2054	2026-05-01	Brain-Wide Projections and Differential Encoding of Prefrontal Neuronal Classes Underlying Learned and Innate Threat Avoidance 2023-08-09, The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience DOI:10.1523/JNEUROSCI.0697-23.2023 PMID:37491314	研究论文	通过全脑连接组图谱和光纤光度记录，揭示内侧前额叶皮层不同神经元类别在习得性和先天性威胁回避中的差异编码机制	开发了DeepTraCE和DeepCOUNT两种基于深度学习的定量分析方法，首次实现了对全脑范围内大量标记轴突和细胞体的高通量量化，并揭示了mPFC不同投射类别在威胁回避中的功能特化	未提及具体限制	阐明mPFC神经元连接与功能之间的关系，理解威胁回避行为的神经基础	雄性和雌性小鼠内侧前额叶皮层投射至伏隔核、腹侧被盖区或对侧mPFC的神经元类别	机器学习, 数字病理学	恐惧症, 焦虑症, 情绪障碍	组织透明化, 光片荧光显微镜, 纤维光度记录, TRAP2小鼠	CNN, U-Net	图像	雄性小鼠、雌性小鼠	PyTorch	U-Net, 深度学习追踪模型	NA	NA
2055	2026-05-01	Comparison between renal pelvic and ureteral tumors in muscle-invasive upper tract urothelial carcinoma 2023-Mar, Cancer science IF:4.5Q1 DOI:10.1111/cas.15634 PMID:36330561	研究论文	比较肌层浸润性上尿路上皮癌中肾盂与输尿管肿瘤的临床特征、分子亚型和肿瘤微环境差异	利用深度学习算法从H&E组织切片中分类分子亚型，揭示肾盂肿瘤倾向管腔型而输尿管肿瘤倾向基底型和P53样型，并首次对比肿瘤微环境异质性	NA	探究肌层浸润性上尿路上皮癌中肾盂与输尿管肿瘤在临床特征、分子亚型和肿瘤微环境方面的差异	肌层浸润性上尿路上皮癌患者	数字病理学	上尿路上皮癌	深度学习、H&E组织学	深度学习算法	临床数据、H&E组织切片图像	来自SEER数据库的多中心数据及单中心数据	NA	NA	NA	NA
2056	2026-05-01	Restaining-based annotation for cancer histology segmentation to overcome annotation-related limitations among pathologists 2023-Feb-10, Patterns (New York, N.Y.) DOI:10.1016/j.patter.2023.100688 PMID:36873900	研究论文	提出SegPath数据集用于癌症组织学分割，通过免疫荧光复染克服病理学家注释局限	开发了SegPath生成流程，利用脱色后免疫荧光复染获得大规模注释数据集（比公开注释大10倍以上），并能克服病理学家注释偏差	未讨论模型在不同癌症类型或染色条件下的泛化能力，也未提及计算资源消耗	解决深度学习中病理图像分割训练数据不足和注释偏差问题	H&E染色癌症组织切片中的八种主要细胞类型	数字病理学	癌症	H&E染色、免疫荧光染色	深度学习分割模型（未明确指定）	图像	SegPath数据集，规模为公开注释的10倍以上	NA	NA	分割准确性	NA
2057	2026-05-01	DeepciRGO: functional prediction of circular RNAs through hierarchical deep neural networks using heterogeneous network features 2020-Nov-12, BMC bioinformatics IF:2.9Q1 DOI:10.1186/s12859-020-03748-3 PMID:33183227	研究论文	提出一种基于层次深度神经网络的模型DeepciRGO，利用异构网络特征预测环状RNA的基因本体功能	首次利用异构网络中的拓扑特征和层次深度神经网络预测环状RNA功能，并通过HIN2Vec表示学习方法融合多源交互网络信息	仅基于人工构建的小规模数据集circRNA2GO-62，且预测性能指标较低（最高F值为0.412），未整合RNA结构和序列信息以获得更优性能	利用深度学习模型预测环状RNA的生物学功能，以降低实验成本并揭示其在疾病中的调控机制	62种环状RNA及其185个基因本体注释	自然语言处理	NA	NA	层次深度神经网络	异构网络数据	62个环状RNA样本	NA	层次深度神经网络	F值, 召回率, 准确率	NA
2058	2026-05-01	Artificial intelligence quantified tumour-stroma ratio is an independent predictor for overall survival in resectable colorectal cancer 2020-Nov, EBioMedicine IF:9.7Q1 DOI:10.1016/j.ebiom.2020.103054 PMID:33039706	研究论文	开发深度学习模型自动量化肿瘤间质比，验证其对可切除结直肠癌总生存期的独立预测价值	首次实现基于深度学习对结直肠癌HE染色全切片图像进行全自动化肿瘤间质比量化，并在独立队列中验证其预后价值，可减少病理学家工作负担	NA	评估深度学习量化的肿瘤间质比对结直肠癌患者总生存期的独立预测能力	结直肠癌患者的HE染色全切片图像	数字病理学	结直肠癌	HE染色	卷积神经网络	图像	发现队列 499 例，验证队列 315 例	NA	CNN	风险比，95%置信区间，P值	NA
2059	2026-04-30	Multiclass Arrhythmia Classification Using Multimodal Smartwatch Photoplethysmography Signals Collected in Real-Life Settings 2026-Apr, IEEE transactions on bio-medical engineering DOI:10.1109/TBME.2025.3613471 PMID:40986597	研究论文	利用真实环境中收集的多模态智能手表光电容积描记信号进行多类心律失常分类	采用轻量级双向门控循环单元深度学习模型，结合多模态输入（1D PPG、加速度计和心率数据），在真实环境下实现了对房颤与房性/室性早搏的高精度区分，尤其在PAC/PVC检测上达到83%的敏感性，且计算效率提升14倍	高密度脂蛋白相关分类（PAC/PVC）的敏感性仍有提升空间，且研究基于单一临床试验数据，外部数据集虽验证了泛化性但样本类型有限	开发一种能准确区分心房颤动与房性/室性早搏的轻量级深度学习方法，以减少假阳性检测	利用Pulsewatch临床试验中106名受试者超过两周的智能手表光电容积描记数据	机器学习	心律失常（心房颤动、房性/室性早搏）	光电容积描记（PPG）	双向门控循环单元（Bi-GRU）	信号数据（PPG、加速度计、心率）	106名受试者超过两周的监测数据	NA	1D双向GRU	敏感性、准确率、AUROC	NA
2060	2026-04-30	Colorectal mucosal exposure area assessment using artificial intelligence: a multicenter prospective observational study 2026-03, Endoscopy IF:11.5Q1 DOI:10.1055/a-2695-1832 PMID:40902624	研究论文	提出基于深度学习的累积结直肠黏膜暴露面积系统，并在多中心前瞻性观察研究中验证其作为结肠镜检查质量指标的有效性	首次提出累积结直肠黏膜暴露面积作为结肠镜检查质量指标，并结合深度学习技术构建自动化评估系统	研究未明确说明系统的泛化能力及在不同医疗环境中的适用性，且样本量相对有限	评估累积结直肠黏膜暴露面积作为结肠镜检查质量指标的有效性	510名接受结肠镜检查的参与者	计算机视觉	结直肠癌	深度学习	ResNet50, UNet++	图像	510名参与者的结肠镜检查图像	NA	ResNet50, UNet++	腺瘤检出率，息肉检出率，调整后比值比，调整后发生率比	NA