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
301	2026-02-07	Consequences of training data composition for deep learning models in single-cell biology 2025-Feb-24, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.02.19.639127 PMID:40060416	研究论文	本文系统研究了训练数据组成对单细胞转录组学深度学习模型行为的影响，重点关注人类造血系统作为模型系统	首次系统探讨训练数据组成对单细胞基础模型性能的影响，揭示了数据多样性对模型泛化能力的重要性	研究主要聚焦于人类造血系统，可能限制了结论在其他生物系统或疾病类型中的普适性	优化单细胞基础模型的训练数据组成以提高其性能	人类造血系统中的单细胞转录组数据	机器学习	NA	单细胞转录组学	深度学习模型	单细胞转录组数据	包含成人及发育组织、疾病状态和扰动图谱的细胞数据	NA	NA	NA	NA
302	2026-02-07	Ultrasound elastic modulus reconstruction using a deep learning model trained with simulated data 2025-Jan, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.12.1.017001 PMID:39916991	研究论文	本文开发并验证了一种基于深度学习的超声弹性成像逆问题求解方法，用于从超声测量的位移场中重建弹性模量的空间分布	提出了一种基于U-Net的深度学习神经网络，通过数据驱动模型解决超声弹性成像中的逆问题，利用模拟数据进行训练，避免了传统方法对大量真实测量数据的依赖	模拟数据的多样性和代表性对模型泛化能力至关重要，可能在实际应用中受到模拟与真实数据差异的限制	解决超声弹性成像中传统逆问题技术计算量大、对噪声敏感或依赖完整位移场数据的局限性	超声弹性成像中的位移场数据及对应的弹性模量分布	医学影像分析	NA	超声弹性成像	深度学习	模拟位移场数据、体模实验数据、临床数据	未明确具体样本数量，但包括模拟数据、体模实验和临床数据	未明确指定，但基于U-Net架构	U-Net	均方误差, 平均绝对百分比误差, 模量比, 对比噪声比	NA
303	2026-02-07	Vision transformer distillation for enhanced gastrointestinal abnormality recognition in wireless capsule endoscopy images 2025-Jan, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.12.1.014505 PMID:39916992	研究论文	本文提出了一种基于知识蒸馏的深度学习框架，利用CNN教师模型指导ViT学生模型，以增强无线胶囊内窥镜图像中胃肠道异常的识别能力	首次将知识蒸馏技术应用于CNN与ViT的结合，用于WCE图像分析，通过注意力机制和深度可分离卷积提升特征提取效率	研究仅基于公开数据集（Kvasir和KID），未在更大规模或更多样化的临床数据上进行验证	开发计算机视觉辅助系统，以自动化识别WCE图像中的胃肠道异常，减轻医生手动检查负担	无线胶囊内窥镜图像中的正常与异常区域，以及出血与非出血病例	计算机视觉	胃肠道疾病	无线胶囊内窥镜成像	CNN, ViT	图像	基于Kvasir和KID两个公共数据集的图像（具体数量未明确说明）	未明确指定，可能为PyTorch或TensorFlow	Vision Transformer, 结合注意力机制和深度可分离卷积的CNN	准确率	未明确说明
304	2026-02-07	Overcoming Limitations to Deep Learning in Domesticated Animals with TrioTrain 2024-Apr-20, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.04.15.589602 PMID:38659907	研究论文	本文提出了一种名为TrioTrain的新方法，用于扩展DeepVariant在非人类物种（如牛、牦牛和野牛）中的变异检测能力，以克服基于人类基因组训练的深度学习模型的局限性	提出了首个多物种DeepVariant模型，通过TrioTrain方法自动化扩展模型至缺乏GIAB参考资源的物种，并利用区域重排技术优化SLURM集群计算	受限于动物基因组中不完美的真实标签数据	评估基于人类基因组训练的深度学习模型在其他物种中的局限性，并开发适用于多物种的通用变异检测算法	牛、牦牛、野牛以及人类基因组（如HG002）	生物信息学	NA	变异检测，三代测序数据分析	深度学习模型	基因组测序数据	使用牛、牦牛和野牛的三联体（父母-子代）数据进行训练，共构建了30个模型迭代	TensorFlow	DeepVariant, DeepTrio	孟德尔遗传错误率, SNP F1分数	基于SLURM的集群
305	2026-02-07	A CNN-CBAM-BIGRU model for protein function prediction 2024-01-01, Statistical applications in genetics and molecular biology IF:0.8Q3 DOI:10.1515/sagmb-2024-0004 PMID:38943434	研究论文	本文提出了一种结合CNN、CBAM和BiGRU的深度学习模型，用于从蛋白质氨基酸序列预测其功能	创新性地将卷积注意力模块（CBAM）与双向门控循环单元（BiGRU）结合，以增强特征提取和长程依赖捕获能力	未明确说明模型在更广泛物种或更大规模数据集上的泛化能力，以及计算效率的详细分析	提高基于蛋白质序列的功能预测准确性	人类和酵母的蛋白质序列	生物信息学	NA	深度学习	CNN, BiGRU	蛋白质氨基酸序列	NA	NA	CNN-CBAM-BiGRU	准确率	NA
306	2026-02-07	Deep learning models to map osteocyte networks can successfully distinguish between young and aged bone 2023-Dec-21, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.12.20.572567 PMID:38187546	研究论文	本研究探索应用深度学习和计算机视觉技术，自动分割和测量骨细胞连接组学，以区分年轻和衰老小鼠的骨骼	首次将深度学习模型（特别是Attention U-Net）应用于骨细胞网络（LCN）的自动化分割与测量，实现了比传统手动方法更高效、客观的分析	模型对骨细胞树突状突起的分割准确率（42.1%）仍有待提高，需要进一步开发以提升性能	开发自动化工具以研究骨细胞网络的形态变化，并区分年轻与衰老骨骼的差异	小鼠骨骼中的骨细胞及其在骨陷窝-小管网络（LCN）中的连接结构	计算机视觉	老年性疾病	高分辨率显微镜成像	CNN, Transformer	图像	年轻（2月龄）和衰老（36月龄）小鼠的骨骼样本	NA	U-Net, Vision Transformer, Attention U-Net	分割准确率（骨细胞81.8%，树突状突起42.1%）	NA
307	2026-02-07	Joint EANM/SNMMI guideline on radiomics in nuclear medicine : Jointly supported by the EANM Physics Committee and the SNMMI Physics, Instrumentation and Data Sciences Council 2023-01, European journal of nuclear medicine and molecular imaging IF:8.6Q1 DOI:10.1007/s00259-022-06001-6 PMID:36326868	指南	本指南提供了核医学中稳健放射组学分析的最佳实践信息，涵盖手工和基于深度学习的方法	作为首个由EANM和SNMMI联合支持的核医学放射组学指南，它整合了当前最佳实践，并特别关注手工方法，同时为未来深度学习应用预留更新空间	指南主要基于现有共识，对深度学习方法覆盖有限，需待更多研究达成共识后更新，且虽适用于多数医学影像模态，但重点在核医学	为核医学中的放射组学分析提供标准化指南，促进研究质量和可重复性	核医学影像数据，包括PET/CT、PET/MR和定量SPECT	放射组学	NA	放射组学分析	NA	医学影像	NA	NA	NA	NA	NA
308	2026-02-06	An enhanced diabetes prediction using an improved hybrid deep learning algorithm with mountain gazelle optimizer 2026-Jun, Journal of diabetes and metabolic disorders IF:1.8Q4 DOI:10.1007/s40200-025-01844-w PMID:41641400	研究论文	提出了一种基于改进混合深度学习算法和山地瞪羚优化器的糖尿病预测框架	结合CatBoost算法、CNN和Bi-LSTM的混合深度学习架构，并利用山地瞪羚优化器进行超参数调优	仅使用Pima印度糖尿病数据集，样本规模有限，未在更广泛或多样化的数据集上验证	提高糖尿病预测的准确性和诊断效率	糖尿病患者的医疗数据	机器学习	糖尿病	深度学习	CNN, Bi-LSTM	结构化医疗数据	Pima印度糖尿病数据集（具体样本数未明确）	NA	CNN, Bi-LSTM	准确率, 精确率, 召回率, F1分数	NA
309	2026-02-06	SERS-based deep learning approach for early detection of gestational diabetes mellitus 2026-Apr-15, Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy DOI:10.1016/j.saa.2026.127472 PMID:41547262	研究论文	本研究提出了一种结合表面增强拉曼光谱（SERS）与深度学习的新策略，用于妊娠期糖尿病（GDM）的早期快速筛查	首次将SERS技术与融合PCA-CNN的深度学习模型相结合，用于GDM的早期诊断，实现了高精度、快速且样本需求量小的检测	未明确说明研究样本的具体来源、多样性或潜在的批次效应，也未提及模型在外部验证集上的泛化性能	开发一种快速、准确且临床适用的早期妊娠期糖尿病筛查方法	孕妇血清样本	机器学习	妊娠期糖尿病	表面增强拉曼光谱（SERS），基于银纳米颗粒（Ag NPs）的基底	CNN	光谱数据（一维SERS光谱）	未在摘要中明确说明具体样本数量	NA	融合PCA-CNN模型（主成分分析结合一维卷积神经网络）	准确率，灵敏度，特异性	NA
310	2026-02-06	A research on applying the diffusion model algorithm for Infrared and Raman spectroscopy data augmentation to improve the accuracy of diseases 2026-Apr-15, Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy DOI:10.1016/j.saa.2026.127466 PMID:41558273	研究论文	本研究提出了一种基于扩散模型的光谱数据生成方法，用于增强红外和拉曼光谱数据，以提高疾病诊断的准确性	通过分别编码时间和类别标签信息，并结合多头注意力机制，在多尺度上提取光谱的整体形态和局部细微特征，在反向重建阶段基于隐式建模估计噪声分布，并利用交叉注意力在不同标签下生成不同类别的光谱，实现了条件约束下的精确去噪和特征谱峰位置等信息的渐进重建	NA	克服光谱数据样本量有限、噪声干扰和设备变异性等挑战，提高深度学习模型在疾病诊断中的泛化性能和准确性	甲状腺疾病和系统性红斑狼疮（SLE）的红外和拉曼光谱数据	机器学习	甲状腺癌, 系统性红斑狼疮	红外光谱, 拉曼光谱	扩散模型	光谱数据	NA	NA	EfficientNet, MLP, Transformer	皮尔逊相关系数, 准确率	NA
311	2026-02-06	Passive data do not improve prediction or detection of alcohol consumption beyond temporal patterns in major depression: A 90-day cross-validated study 2026-Apr, Addictive behaviors IF:3.7Q1 DOI:10.1016/j.addbeh.2026.108624 PMID:41610630	研究论文	本研究探讨了利用被动收集数据（如加速度计、心率、呼吸频率、屏幕使用和GPS数据）通过深度学习模型预测或检测重度抑郁症患者酒精使用的效果	首次在重度抑郁症患者中，结合被动收集的多模态数据，评估深度学习模型对酒精使用的预测能力，并对比了时间模式基线	模型性能与仅使用星期几作为预测因子的基线模型相当，表明被动数据的附加价值有限，且样本仅来自特定抑郁症研究队列	评估被动数据在预测或检测重度抑郁症患者酒精使用方面的有效性	300名临床诊断为重度抑郁症的个体	机器学习	重度抑郁症	被动数据收集（加速度计、心率、呼吸频率、屏幕使用、GPS）	深度学习模型	时间序列传感器数据	300名重度抑郁症患者，为期90天的纵向研究	未明确指定	未明确指定	AUC	未明确指定
312	2026-02-06	Criteria for Keratoconus Progression: A Systematic Review of Diagnostic Test Accuracy 2026-Mar-01, Cornea IF:1.9Q2 DOI:10.1097/ICO.0000000000004020 PMID:41247279	系统综述	本文系统综述了用于定义圆锥角膜进展的诊断标准准确性	首次系统评估了多种圆锥角膜进展诊断标准的准确性，并比较了复合指标与单点测量的性能	纳入研究数量有限（15项），且主要为回顾性研究，可能存在偏倚风险	评估用于定义圆锥角膜进展的诊断标准的准确性	圆锥角膜患者	NA	圆锥角膜	NA	NA	NA	3547只眼睛（来自2654名患者）	NA	NA	灵敏度, 特异度, 诊断比值比	NA
313	2026-02-06	Comparative Analysis of Deep Learning-Based Algorithms for Peptide Structure Prediction 2026-Mar, Proteins IF:3.2Q2 DOI:10.1002/prot.70049 PMID:41047732	研究论文	本研究比较了AlphaFold2、RoseTTAFold2和ESMFold等深度学习算法在肽三维结构预测中的性能	首次系统性地将最新的深度学习蛋白质结构预测方法应用于肽结构预测，并识别了影响预测质量的结构特征	所有方法在肽结构预测上的整体性能低于蛋白质结构预测，且某些情况下生成的肽结构需谨慎使用	评估深度学习算法在肽三维结构预测中的有效性，并比较不同方法的性能	肽的三维结构预测	机器学习	NA	深度学习	深度学习模型	蛋白质序列数据	NA	NA	AlphaFold2, RoseTTAFold2, ESMFold	预测准确性	NA
314	2026-02-06	Development and application of an instrument for microstructure matrix inclusion distribution analysis in oversized metallic materials 2026-Feb-20, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.114620 PMID:41630922	研究论文	本研究开发了一种用于超大金属材料中微观结构基体夹杂物分布分析的自动化检测系统	集成高精度CNC平台、多单元显微成像、激光光谱和基于YOLOv11的深度学习模型，实现了米级样品的全区域快速扫描，检测效率比传统方法提高20倍以上	未明确说明系统对不同金属材料类型的适用性限制	解决洁净钢生产中夹杂物分析的迫切需求，开发自动化检测系统	超大金属材料（汽车板材样品）中的微观结构夹杂物	计算机视觉	NA	CNC平台控制、显微成像、激光光谱分析、深度学习	CNN	图像	汽车板材样品（具体数量未明确），共分析533,041个夹杂物	NA	YOLOv11	检测效率（与传统方法对比）	NA
315	2026-02-06	AI-driven routing and layered architectures for intelligent ICT in nanosensor networked systems 2026-Feb-20, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2026.114626 PMID:41630924	综述	本文综述了纳米传感器网络与现代信息通信技术（ICT）的融合，探讨了机器学习与人工智能在提升数据处理、能源管理、实时通信和系统协调方面的应用	提出了一个统一的框架，用于推进智能且资源高效的纳米传感器通信系统，并探索了受生物系统启发、可解释模型和基于量子学习等潜在解决方案	识别了涉及计算负载、数据隐私和系统互操作性等关键挑战	评估人工智能与机器学习技术如何改善纳米传感器网络环境中的数据路由、异常检测、安全性和预测性维护	纳米传感器网络系统	机器学习	NA	NA	监督学习, 无监督学习, 强化学习, 深度学习	传感器数据	NA	NA	NA	延迟, 吞吐量, 能源效率	NA
316	2026-02-06	Diverse intracellular trafficking of insulin analogs by machine learning-based colocalization and diffusion analysis 2026-Feb-20, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.114516 PMID:41630923	研究论文	本研究开发了一种结合机器学习共定位指纹识别与深度学习辅助单粒子扩散分析（DeepSPT）的平台，用于实时比较胰岛素类似物在活细胞内的运输差异	首次将时间分辨共定位的机器学习框架与深度学习辅助单粒子扩散分析相结合，实现了对胰岛素类似物细胞内运输动态的精细解析	研究仅在活细胞模型中进行，未涉及完整的生理环境或动物模型验证	探究胰岛素类似物与内源性胰岛素在细胞内运输途径的差异	ATTO标记的重组人胰岛素（HI）和速效胰岛素类似物门冬胰岛素（IAsp）	机器学习	糖尿病	活细胞成像，单粒子追踪，共定位分析	机器学习，深度学习	活细胞成像视频，单粒子轨迹数据	未明确说明	未明确说明	未明确说明	未明确说明	未明确说明
317	2025-07-15	Auxiliary diagnosis of hyperpigmented skin diseases using multimodal deep learning 2026-Feb-05, Chinese medical journal IF:7.5Q1 DOI:10.1097/CM9.0000000000003637 PMID:40653928	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
318	2026-02-06	Disentangle-and-aggregate feature learning (DAFNet) for motor bearing fault diagnosis 2026-Feb-05, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-34490-6 PMID:41639110	研究论文	本文提出了一种用于电机轴承故障诊断的解耦与聚合特征学习网络（DAFNet），旨在解决传统CNN因网络深度增加导致的参数冗余和计算效率低下的问题	创新性地采用分层解耦与聚合机制，通过二次分割策略解耦浅层、中层和深层特征，并进行终端特征融合，以高效表征故障信息	NA	开发一种适用于资源受限边缘设备的高效轻量级深度学习模型，用于电机轴承故障诊断	电机轴承	机器学习	NA	NA	CNN	NA	基于CWRU数据集	NA	DAFNet	准确率	资源受限的边缘设备
319	2026-02-06	Cosynllm: predicting drug combination synergy with LLM-generated descriptions 2026-Feb-05, Journal of cheminformatics IF:7.1Q1 DOI:10.1186/s13321-026-01158-w PMID:41639911	研究论文	本文提出了一种名为CoSynLLM的LLM辅助预测框架，用于预测药物组合的协同作用	利用大型语言模型生成语义级化学信息，并结合药物指纹和细胞系基因表达谱，通过分层特征融合策略预测药物组合协同作用	NA	预测药物组合的协同作用，以辅助复杂疾病的治疗	药物组合	机器学习	NA	深度学习	NA	文本, 化学指纹, 基因表达谱	两个基准数据集：NCI-ALMANAC和O'Neil	NA	NA	NA	NA
320	2026-02-06	Learning the anatomical topology consistency driven by Wasserstein distance for weakly supervised 3D pancreas registration in multi-phase CT images 2026-Feb-04, Biomedical physics & engineering express IF:1.3Q3 DOI:10.1088/2057-1976/ae3966 PMID:41544269	研究论文	提出了一种基于Wasserstein距离的弱监督三维胰腺配准框架，用于多期相CT图像中胰腺的精确配准	引入Wasserstein距离来强制胰腺解剖拓扑结构的一致性，并采用距离变换来构建胰腺的小型、不确定和复杂的解剖拓扑分布，从而克服了传统基于强度或分割的相似性度量的局限性	研究仅针对胰腺这一特定器官，且方法在胰腺肿瘤类型（PDAC、IPMN、MCN、SCN、SPT、CP、PNET）上的泛化能力有待进一步验证	实现增强CT与非增强CT图像之间胰腺的准确自动配准，以辅助胰腺癌的诊断和治疗	胰腺	医学图像处理	胰腺癌	CT成像	深度学习模型	3D CT图像	975对配对的增强CT-非增强CT图像，来自七种胰腺肿瘤类型（PDAC、IPMN、MCN、SCN、SPT、CP、PNET）的患者	NA	NA	Dice分数，假阳性分割率，Hausdorff距离	NA