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
2841	2025-11-26	Severity Classification of Pediatric Spinal Cord Injuries Using Structural MRI Measures and Deep Learning: A Comprehensive Analysis across All Vertebral Levels 2025-Oct-01, AJNR. American journal of neuroradiology DOI:10.3174/ajnr.A8770 PMID:40194851	研究论文	本研究利用结构MRI测量和深度学习技术对儿童脊髓损伤进行分类和严重程度评估	首次在儿科人群中系统比较所有椎体水平的脊髓结构参数，并开发基于深度学习的自动分类模型	样本量相对较小(61名参与者)，仅包含慢性SCI患者	评估儿童脊髓损伤的结构特征并开发自动分类系统	儿童脊髓损伤患者和典型发育儿童	医学影像分析	脊髓损伤	3T MRI扫描, T2加权成像	CNN	MRI图像	61名儿科参与者(20名SCI患者, 41名典型发育儿童)	NA	深度卷积神经网络	准确率	NA
2842	2025-11-26	Deep Learning-Based Generation of DSC MRI Parameter Maps Using Dynamic Contrast-Enhanced MRI Data 2025-Oct-01, AJNR. American journal of neuroradiology DOI:10.3174/ajnr.A8768 PMID:40194853	研究论文	开发基于条件生成对抗网络的深度学习方法，从动态对比增强MRI数据合成DSC MRI参数图	首次使用cGAN从DCE MRI数据生成DSC衍生参数图，可避免重复注射造影剂并可视化磁敏感伪影区域	样本量较小（64名参与者），需在更大数据集上验证	开发从DCE MRI数据合成DSC MRI参数图的深度学习方法，减少造影剂使用剂量	脑肿瘤患者和无脑肿瘤对照者的MRI数据	医学影像分析	脑肿瘤	DSC MRI, DCE MRI	cGAN	MRI图像	64名参与者（包括脑肿瘤患者和对照者）	NA	条件生成对抗网络	线性回归, Bland-Altman图	NA
2843	2025-11-26	Automated Diffusion Analysis for Noninvasive Prediction of Isocitrate Dehydrogenase Genotype in WHO Grade 2-3 Gliomas 2025-Oct-01, AJNR. American journal of neuroradiology DOI:10.3174/ajnr.A8776 PMID:40494626	研究论文	本研究开发了一种基于T2加权成像的自动ADC提取流程，用于无创预测WHO 2-3级胶质瘤的IDH基因型	首次建立基于单序列(T2加权)的自动ADC提取流程，使用nnUNet深度学习算法实现胶质瘤自动分割，避免了传统手动分割的耗时和操作者依赖性	nnUNet在6%病例中出现肿瘤远端脑组织过分割，在0.8%胶质瘤中遗漏了肿瘤成分	开发自动化方法预测胶质瘤IDH基因型，支持风险分层和治疗规划	WHO 2-3级胶质瘤患者	数字病理	胶质瘤	MRI, ADC成像, 深度学习分割	nnUNet	医学影像	UCLH数据集247例，BraTS 2021数据集500例	Python, FSL	nnUNet	Dice系数, AUC, 95%置信区间	NA
2844	2025-11-26	Deep Learning Can Accurately Predict the Prognosis of Gynecologic Smooth Muscle Tumors of Uncertain Malignant Potential: A Multicenter Pilot Study 2025-Oct, Laboratory investigation; a journal of technical methods and pathology DOI:10.1016/j.labinv.2025.104211 PMID:40602459	研究论文	本研究探索使用深度学习模型直接从组织学切片预测妇科不确定恶性潜能平滑肌肿瘤(STUMP)的无进展生存期	首次将深度学习技术应用于STUMP预后预测，直接从组织学切片提取特征进行风险分层	样本量相对较小，需要进一步研究通过分子标记物验证高风险组	预测STUMP患者的无进展生存期并识别高风险患者	妇科不确定恶性潜能平滑肌肿瘤(STUMP)患者	数字病理学	妇科肿瘤	组织学切片分析	深度学习模型	组织病理学图像	95例STUMP患者(79例训练，16例外部验证)，另包含160例平滑肌瘤和58例平滑肌肉瘤作为对照	scikit-learn, R	NA	C-index, Cox回归分析, 风险比	NA
2845	2025-11-26	Development and validation of deep learning model for detection of obstructive coronary artery disease in patients with acute chest pain: a multi-center study 2025-Oct, La Radiologia medica DOI:10.1007/s11547-025-02064-1 PMID:40810889	研究论文	开发并验证用于检测急性胸痛患者阻塞性冠状动脉疾病的深度学习模型	首次基于YOLOv4开发专门用于急诊科急性胸痛患者冠状动脉CTA图像中阻塞性CAD检测的深度学习模型	需要手动预处理进行曲面MPR提取，模型训练依赖有限的手动预处理数据	开发并验证深度学习模型在冠状动脉CTA中检测阻塞性冠状动脉疾病的能力	急诊科就诊的急性胸痛患者	计算机视觉	心血管疾病	冠状动脉CT血管成像	CNN	医学图像	训练集378名患者(10,060张曲面MPR图像)，外部验证集298名患者	NA	YOLOv4	灵敏度, 特异度, 阳性预测值, 阴性预测值, AUC	NA
2846	2025-11-26	Deep Learning-Based Death Prediction Model for Chronic Kidney Disease 2025-Oct, Healthcare informatics research IF:2.3Q3 DOI:10.4258/hir.2025.31.4.396 PMID:41265425	研究论文	开发基于深度学习的慢性肾脏病患者死亡预测模型	结合LASSO回归筛选特征和深度学习建模，识别出影响CKD患者死亡的关键因素	数据来源于单一国家（韩国）的医疗机构，可能影响模型在其他人群的泛化能力	预测慢性肾脏病患者的死亡风险	慢性肾脏病患者	机器学习	慢性肾脏病	LASSO回归, 深度学习	深度学习模型	医疗记录数据	2016-2021年韩国疾病管理厅出院患者调查数据	NA	NA	损失值, 准确率	NA
2847	2025-11-26	Real-Time Prediction of Helicobacter pylori Infection Using a Deep Learning Model During Esophagogastroduodenoscopy: A Prospective Multicenter Study 2025 Sep-Oct, Helicobacter IF:4.3Q2 DOI:10.1111/hel.70078 PMID:41077634	研究论文	开发基于深度学习的实时预测系统，通过胃镜检查视频检测幽门螺杆菌感染	首个基于深度学习实时分析胃镜视频预测幽门螺杆菌感染的多中心前瞻性研究	黏膜萎缩会增加诊断错误率，检查质量影响模型性能	提高胃镜检查中幽门螺杆菌感染的实时诊断效率和一致性	接受胃镜检查的患者	计算机视觉	幽门螺杆菌感染	14C-尿素呼气试验，胃镜检查	深度学习模型	视频	701名患者（来自三家医院的前瞻性多中心研究）	NA	NA	准确率，灵敏度，特异性，阳性预测值，阴性预测值，AUC	NA
2848	2025-11-26	Anatomy-aware, label-informed approach improves image registration for challenging datasets 2025-Aug-12, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.08.11.669599 PMID:40832189	研究论文	提出一种基于标签信息的图像配准方法，用于处理具有显著形态差异的生物医学图像	开发了在ANTsX生态系统中的标签知情图像配准函数，通过分割标签提供区域对应关系来引导配准	需要预先获取图像分割标签，这可能增加额外的工作量	改进具有显著形态表型数据集的图像配准精度	基因敲除小鼠胚胎的神经影像数据	数字病理	发育异常	图像配准，体积形态计量学	NA	生物医学图像	E15.5小鼠胚胎	ANTsX	NA	配准对应性，统计分析的效能和敏感性	NA
2849	2025-11-26	Dynamic frame-by-frame motion correction for 18F-flurpiridaz PET-MPI using convolution neural network 2025-Jul-01, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2025.06.27.25330436 PMID:40630596	研究论文	提出基于卷积神经网络的深度学习框架，用于18F-flurpiridaz PET心肌灌注成像的自动逐帧运动校正	首次将3D ResNet架构应用于PET图像的运动校正，实现自动化处理以减少人工操作变异性和时间消耗	研究基于单一临床试验数据，需要进一步外部验证	开发自动运动校正方法以改善心肌血流定量分析的准确性和效率	18F-flurpiridaz PET心肌灌注成像数据	医学影像分析	心血管疾病	PET成像	CNN	3D医学影像	来自32个中心的III期临床试验数据（NCT01347710）	NA	3D ResNet	AUC, 一致性限, 平均差异	NA
2850	2025-11-26	Boosting Reservoir Computing with Brain-inspired Adaptive Dynamics 2025-Apr-16, ArXiv PMID:40321946	研究论文	本研究通过引入受大脑启发的自适应机制来提升储层计算的性能	提出局部自适应调节兴奋-抑制平衡的机制，并引入神经元发放率的异质性设计	未明确说明实验数据的具体规模和复杂度	改进储层计算的性能与鲁棒性，减少超参数调优需求	储层计算系统	机器学习	NA	储层计算	储层计算网络	时间序列数据	NA	NA	具有随机固定连接的储层网络	记忆容量，时间序列预测精度	NA
2851	2025-11-26	Artificial Intelligence Prediction of Age from Echocardiography as a Marker for Cardiovascular Disease 2025-Mar-26, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2025.03.25.25324627 PMID:40196275	研究论文	利用深度学习从超声心动图视频预测年龄，并评估心血管疾病风险	首次使用大规模超声心动图视频数据开发AI年龄预测模型，揭示加速/延迟衰老与心血管疾病的关联	NA	通过AI预测生物年龄来评估心血管疾病风险	90,738名患者的超声心动图视频	计算机视觉	心血管疾病	超声心动图	深度学习	视频	2,610,266个视频，来自166,508项研究，涉及90,738名患者	NA	NA	平均绝对误差(MAE), 决定系数(R)	NA
2852	2025-11-26	Deep generative modeling of temperature-dependent structural ensembles of proteins 2025-Mar-13, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.03.09.642148 PMID:40161645	研究论文	开发了一种基于深度生成模型的蛋白质结构集成生成方法，能够模拟温度依赖的结构变化	提出了首个可迁移的温度条件生成器aSAMt，在隐空间建模原子细节，能够准确采样侧链和主链扭转角分布	基于分子动力学模拟数据进行训练，计算成本仍然较高，且模型泛化能力有待进一步验证	开发能够捕捉蛋白质构象集成和结构可变性的深度生成模型	蛋白质重原子结构集成	机器学习	NA	分子动力学模拟	扩散模型, 自编码器	分子结构数据	大型开放的mdCATH数据集	NA	隐扩散模型	与长时MD模拟比较，实验观测热行为验证	NA
2853	2025-11-26	Synthetic Diffusion Tensor Imaging Maps Generated by 2D and 3D Probabilistic Diffusion Models: Evaluation and Applications 2025-Feb-25, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.02.21.639511 PMID:40060678	研究论文	评估2D和3D概率扩散模型生成的合成扩散张量成像图像质量及其在下游任务中的应用价值	首次系统比较2D切片级和3D体积级DDPM在合成DTI数据中的性能，并评估其在下游分类任务中的增强效果	仅评估了平均扩散率图，未涵盖所有DTI参数；研究范围限于性别和痴呆分类任务	开发高质量的合成DTI数据生成方法以解决数据稀缺和隐私问题	脑部扩散张量成像数据	医学影像分析	神经系统疾病	扩散张量成像	DDPM, CNN	医学影像	NA	NA	2D CNN, 3D CNN	图像质量, 多样性, 计算效率, 下游任务性能	NA
2854	2025-11-26	Piscis: a novel loss estimator of the F1 score enables accurate spot detection in fluorescence microscopy images via deep learning 2025-Jan-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.01.31.578123 PMID:38352551	研究论文	提出一种基于新型损失函数SmoothF1的深度学习算法Piscis，用于荧光显微镜图像中的斑点检测	开发了可近似F1分数的SmoothF1损失函数，能直接惩罚假阳性和假阴性，同时保持可微性适用于深度学习训练	NA	实现荧光显微镜图像中RNA转录本斑点的自动准确检测	RNA FISH图像中的单分子RNA转录本斑点	计算机视觉	NA	RNA FISH, 空间转录组学	深度学习	荧光显微镜图像	358张手动标注的实验RNA FISH图像和240张合成图像	NA	NA	F1分数	NA
2855	2025-11-26	DNALongBench: A Benchmark Suite for Long-Range DNA Prediction Tasks 2025-Jan-08, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.01.06.631595 PMID:39829833	研究论文	本文介绍了DNALongBench，一个用于评估长距离DNA依赖关系预测任务的综合基准套件	首次构建了专门针对长距离DNA依赖关系（可达100万碱基对）的综合基准数据集，涵盖五个重要基因组学任务	基准数据集可能无法覆盖所有类型的长距离DNA相互作用，且评估的方法数量有限	解决长距离DNA依赖关系建模的评估标准缺失问题，促进DNA序列深度学习模型的比较和发展	基因组序列中的长距离依赖关系，包括增强子-靶基因相互作用、表达数量性状位点等	生物信息学	NA	DNA测序，深度学习	CNN, 基础模型	DNA序列数据	涵盖五个基因组学任务的数据集	NA	HyenaDNA, Caduceus-Ph, Caduceus-PS	NA	NA
2856	2025-11-26	Deep Learning Based on Automated Breast Volume Scanner Images for the Diagnosis of Breast Lesions: A Multicenter Diagnostic Study 2025, International journal of medical sciences IF:3.2Q1 DOI:10.7150/ijms.118430 PMID:41049432	研究论文	开发基于自动乳腺容积扫描图像的深度学习模型用于乳腺癌诊断，并与放射科医生进行性能比较	首次在自动乳腺容积扫描图像上开发多中心验证的深度学习模型，并证明其能显著提升诊断性能并减少解读时间	研究样本量相对有限，仅包含三个医疗中心的数据	开发用于乳腺癌自动检测和诊断的深度学习模型	1368名乳腺病变患者	计算机视觉	乳腺癌	自动乳腺容积扫描	CNN	医学图像	1368名患者	NA	VGG19, DenseNet161, ResNet101, ResNet50	AUC, 敏感性, 特异性	NA
2857	2025-11-26	Exploratory analysis of predictive models in the field of myelitis: a systematic review and meta-analysis 2025, Frontiers in immunology IF:5.7Q1 DOI:10.3389/fimmu.2025.1669338 PMID:41112278	系统综述与荟萃分析	对脊髓炎预测模型进行系统性综述与荟萃分析，评估现有模型的方法学质量与临床应用价值	首次对脊髓炎预测模型进行全面方法学评估，使用PROBAST工具系统分析偏倚风险	纳入研究数量有限（11项），多数研究存在高偏倚风险，模型公开可用性差	评估现有脊髓炎预测模型的方法学质量、偏倚风险和临床应用价值	脊髓炎预测模型相关研究文献	医学预测模型	脊髓炎	系统综述、荟萃分析、PROBAST评估	逻辑回归,Cox回归,深度学习,联合建模,混合机器学习	临床研究数据	11项研究（6项诊断模型，5项预后模型）	NA	NA	AUC	NA
2858	2025-11-26	Non-coding genetic variants underlying higher prostate cancer risk in men of African ancestry 2024-Dec-05, Research square DOI:10.21203/rs.3.rs-5485172/v1 PMID:39678351	研究论文	通过深度学习模型识别非编码遗传变异，揭示非洲裔男性前列腺癌风险更高的遗传机制	首次使用基于序列的深度学习模型系统探索非编码调控多态性在祖先间前列腺癌风险差异中的作用	研究主要关注非洲裔男性群体，对其他祖先群体的适用性需要进一步验证	揭示非洲裔男性前列腺癌风险更高的遗传基础	非洲裔美国男性的前列腺癌相关遗传变异	计算生物学	前列腺癌	深度学习，基因组关联分析，实验验证	深度学习模型	基因组序列数据	NA	NA	NA	NA	NA
2859	2025-11-26	Automated Evaluation for Pericardial Effusion and Cardiac Tamponade with Echocardiographic Artificial Intelligence 2024-Dec-01, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.11.27.24318110 PMID:39649606	研究论文	开发并验证用于自动评估心包积液严重程度和心脏压塞的深度学习模型EchoNet-Pericardium	首次使用时序空间卷积神经网络自动化评估心包积液严重程度和心脏压塞，采用五标准视图集成预测方法	模型性能仍需在更广泛人群中验证，临床实施需要进一步研究	开发自动化工具减少心包积液和心脏压塞评估的操作者依赖性	超声心动图视频	医学人工智能	心血管疾病	超声心动图	CNN	视频	训练集：1,427,660个视频（85,380例超声心动图）；外部验证集：33,310个视频（1,806例超声心动图）	NA	时序空间卷积神经网络	AUC	NA
2860	2025-11-26	Non-coding genetic variants underlying higher prostate cancer risk in men of African ancestry 2024-Nov-15, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.11.14.24317278 PMID:39606387	研究论文	通过深度学习模型识别非编码遗传变异解释非洲裔男性前列腺癌高风险机制	首次系统探索非编码调控多态性在驱动前列腺癌种族差异中的作用，并发现约2000个与增强子功能相关的SNP	研究主要关注非洲裔男性群体，需要进一步验证在其他人群中的普适性	解析非洲裔男性前列腺癌高风险的非编码遗传机制	非洲裔和欧洲裔男性的前列腺癌遗传变异	计算生物学	前列腺癌	全基因组关联研究，深度学习，实验验证	深度学习	基因组序列数据	多祖先群体队列数据	NA	基于序列的深度学习模型	实验验证，风险评分评估	NA