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
3221	2025-04-25	An integrated AI knowledge graph framework of bacterial enzymology and metabolism 2025-Apr-15, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America IF:9.4Q1 DOI:10.1073/pnas.2425048122 PMID:40193601	研究论文	介绍了一个名为IBIS的集成AI知识图谱框架，用于促进快速、可扩展的细菌代谢推断	结合深度学习和知识图谱技术，利用Transformer模型生成高质量的酶、生物合成域和代谢途径的嵌入表示，实现大规模代谢蛋白和途径的快速比较	未明确提及具体局限性	改进细菌代谢研究，促进人类健康和农业实践的发展	细菌代谢、酶、生物合成域和代谢途径	机器学习	NA	深度学习、知识图谱	Transformer	基因组测序数据	NA
3222	2025-04-25	Privacy for free in the overparameterized regime 2025-Apr-15, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America IF:9.4Q1 DOI:10.1073/pnas.2423072122 PMID:40215275	研究论文	本文探讨了在过参数化情况下差分隐私梯度下降（DP-GD）算法的性能，证明了在此情况下隐私保护可以几乎无代价实现	挑战了过参数化会阻碍隐私学习性能的普遍观点，证明了在随机特征模型和二次损失下，隐私可以几乎无代价实现	研究仅限于随机特征模型和二次损失情况，未考虑更复杂的模型和损失函数	研究差分隐私梯度下降算法在过参数化情况下的性能表现	差分隐私梯度下降算法及其在过参数化情况下的表现	机器学习	NA	差分隐私梯度下降（DP-GD）	随机特征模型	NA	当参数数量m远大于训练样本数量n时的情况
3223	2025-04-25	WMH-DualTasker: A Weakly Supervised Deep Learning Model for Automated White Matter Hyperintensities Segmentation and Visual Rating Prediction 2025-Apr-15, Human brain mapping IF:3.5Q1 DOI:10.1002/hbm.70212 PMID:40260707	research paper	开发了一种名为WMH-DualTasker的深度学习模型，用于自动分割白质高信号（WMH）并预测视觉评分	该模型通过自监督学习和变换不变性一致性约束，仅使用临床视觉评分作为监督信号，同时进行体素级分割和视觉评分预测	模型性能依赖于临床视觉评分的质量，且在不同数据集上的表现可能存在差异	开发一种自动化深度学习模型，以最小监督提供WMH严重程度的准确和全面量化	白质高信号（WMH）及其与认知障碍和痴呆的关系	digital pathology	geriatric disease	self-supervised learning	deep learning model	neuroimaging data	MICCAI-WMH数据集（N=60）和SINGER数据集（N=64）
3224	2025-04-25	AutoGP: An intelligent breeding platform for enhancing maize genomic selection 2025-Apr-14, Plant communications IF:9.4Q1 DOI:10.1016/j.xplc.2025.101240 PMID:39789848	research paper	开发了一个名为AutoGP的智能育种平台，用于加速玉米基因组选择	AutoGP平台整合了基因型提取、表型提取和基因组选择模型，提供了一个用户友好的网络界面，并具有高效测序芯片、完整的植物表型提取流程和广泛的模型池	需要高密度的单核苷酸多态性（SNPs）和劳动密集型的表型数据收集	加速高产量作物品种的开发	玉米（Zea mays）	machine learning	NA	基因组选择（GS）	支持向量机、极端梯度提升、梯度提升决策树、多层感知机、随机森林、深度学习基因组选择、深度学习基因组关联研究、深度神经网络基因组预测、SoyDNGP	基因型和表型数据	玉米全双列设计加不平衡育种样交叉群体数据集
3225	2025-04-25	Fine-grained forecasting of COVID-19 trends at the county level in the United States 2025-Apr-11, NPJ digital medicine IF:12.4Q1 DOI:10.1038/s41746-025-01606-1 PMID:40216974	研究论文	本文提出了一种名为FIGI-Net的细粒度感染预测网络，用于预测美国县级COVID-19趋势	使用县级数据和双向LSTM结构进行细粒度预测，能够准确预测突发变化如新爆发或峰值	依赖于大数据集，而疫情数据的不断变化可能影响模型效果	提高COVID-19趋势预测的准确性和细粒度，以支持公共卫生响应和疫情准备	美国县级COVID-19数据	机器学习	COVID-19	时间序列预测	双向LSTM	时间序列数据	县级COVID-19数据
3226	2025-04-25	Neural network analysis as a novel skin outcome in a trial of belumosudil in patients with systemic sclerosis 2025-Apr-11, Arthritis research & therapy IF:4.4Q1 DOI:10.1186/s13075-025-03508-9 PMID:40217251	研究论文	本研究利用深度学习和组织学分析，探索人工智能在系统性硬化症（SSc）皮肤活检中的应用，以量化皮肤病理特征	首次将神经网络分析应用于SSc皮肤活检，作为定量评估皮肤病理特征的新方法	研究样本量小（仅5例患者有可用活检数据），且研究早期终止	评估belumosudil对SSc患者皮肤病理特征的影响，并探索AI在量化这些特征中的应用	成人弥漫性皮肤SSc患者	数字病理学	系统性硬化症	深度学习	神经网络	图像	10名患者（其中5名有可用活检数据）
3227	2025-04-25	Insights into transportation CO2 emissions with big data and artificial intelligence 2025-Apr-11, Patterns (New York, N.Y.) DOI:10.1016/j.patter.2025.101186 PMID:40264962	review	本文探讨了大数据和人工智能在理解和减少交通运输领域二氧化碳排放中的应用	提出了结合机器学习和深度学习模型来处理和分析交通大数据的创新方法，以提高碳排放预测的准确性	面临算法、数据和计算方面的挑战，需要跨学科合作来解决	研究交通运输领域的二氧化碳排放，以实现深度脱碳	交通运输领域的大数据和二氧化碳排放	machine learning	NA	machine learning (ML), deep learning (DL)	ML, DL	big data	NA
3228	2025-04-25	Analysis of RNA translation with a deep learning architecture provides new insight into translation control 2025-Apr-10, Nucleic acids research IF:16.6Q1 DOI:10.1093/nar/gkaf277 PMID:40219965	研究论文	开发了一个深度神经网络模型TranslationAI，用于直接从RNA序列预测和分析翻译起始和终止位点，揭示了翻译控制的新规则	模型揭示了密码子使用在调节翻译终止中的新作用，并发现了数千个新的开放阅读框	模型主要基于人类转录本训练，在其他生物中的预测准确性可能有限	理解和预测RNA翻译的起始和终止位点	人类转录本、真核生物、原核生物和RNA病毒的多顺反子转录本	自然语言处理	NA	深度神经网络	深度神经网络	RNA序列	整个人类转录组
3229	2025-04-25	Investigating Bubble Formation and Evolution in Vanadium Redox Flow Batteries via Synchrotron X-Ray Imaging 2025-Apr-09, ChemSusChem IF:7.5Q1 DOI:10.1002/cssc.202500282 PMID:40202080	研究论文	通过同步辐射X射线成像技术研究钒氧化还原液流电池中气泡的形成与演变	结合深度学习模型与形态学分析工具，对同步辐射X射线断层扫描图像中的气泡进行识别和表征，揭示了气泡在不同电极电位下的形成与演变规律	研究仅针对钒氧化还原液流电池的负半电池，未涉及正半电池或其他类型液流电池	探究钒氧化还原液流电池中氢气泡的形成与演变机制，以提高电池效率	钒氧化还原液流电池负半电池中的氢气泡	能源存储	NA	同步辐射X射线断层扫描、深度学习模型、形态学分析	深度学习模型	X射线图像	NA
3230	2025-04-25	Natural language processing models reveal neural dynamics of human conversation 2025-Apr-09, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-58620-w PMID:40204693	研究论文	该研究利用预训练的深度学习自然语言处理模型结合颅内神经元记录，揭示了人类自然对话中语言产生和理解的神经动态	首次结合预训练NLP模型与颅内神经元记录技术，揭示了自然对话中语言产生与理解的神经信号动态特征	研究依赖于颅内记录技术，样本量有限且具有侵入性	探索人类自然对话中语言产生与理解的神经机制	人类自然对话过程中的神经活动	自然语言处理	NA	深度学习自然语言处理模型, 颅内神经元记录	预训练NLP模型	神经电生理信号, 语言数据	未明确说明受试者数量
3231	2025-04-25	Autonomous learning of pathologists' cancer grading rules 2025-Apr-07, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.03.18.643999 PMID:40166226	research paper	开发了一种可解释的深度学习算法，揭示组织形态学与癌症生物学之间的联系	提出了一种可解释的深度学习（IDL）算法，能够自主形式化疾病组织病理学表现与潜在组织架构驱动因素之间的联系	深度学习模型的‘黑箱’性质可能仍然存在一定的解释难度	探索组织形态学与癌症生物学之间的联系，并开发可解释的深度学习算法	透明细胞肾细胞癌（ccRCC）组织图像	digital pathology	renal cell carcinoma	deep learning	generative model, DL model	image	NA
3232	2025-04-25	Virtual lung screening trial (VLST): An in silico study inspired by the national lung screening trial for lung cancer detection 2025-Apr-05, Medical image analysis IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.media.2025.103576 PMID:40209556	研究论文	本文介绍了一项名为虚拟肺癌筛查试验（VLST）的计算机模拟研究，旨在通过虚拟成像试验（VITs）加速临床试验并优化影像技术在医疗中的应用	利用虚拟成像试验平台模拟主要临床试验的关键元素，如国家肺癌筛查试验（NLST），以无风险环境加速医学创新	研究基于模拟数据，可能无法完全反映真实临床环境的复杂性	探索虚拟成像试验在复制临床试验关键元素方面的潜力，特别是比较CT和CXR在肺癌筛查中的诊断性能	模拟的294名虚拟患者，包含模拟的癌性肺结节	数字病理学	肺癌	CT和CXR成像	AI CT-Reader和AI CXR-Reader（深度学习模型）	影像数据	294名虚拟患者
3233	2025-04-25	An Open-Source Deep Learning-Based GUI Toolbox for Automated Auditory Brainstem Response Analyses (ABRA) 2025-Apr-02, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.06.20.599815 PMID:38948763	research paper	介绍了一种基于深度学习的开源图形用户界面工具ABRA，用于自动化分析听觉脑干反应(ABR)	ABRA利用卷积神经网络(CNN)自动化和标准化ABR波形分析，显著减少分析时间并提高跨实验室数据集的重复性	NA	开发一个自动化工具以改进听觉脑干反应(ABR)的分析方法	听觉脑干反应(ABR)波形	machine learning	hearing loss	deep learning	CNN	electrophysiological recordings	diverse datasets collected from multiple experimental settings
3234	2025-04-25	PixelPrint4D: A 3D Printing Method of Fabricating Patient-Specific Deformable CT Phantoms for Respiratory Motion Applications 2025-Apr-02, Investigative radiology IF:7.0Q1 DOI:10.1097/RLI.0000000000001182 PMID:40173424	research paper	介绍了一种名为PixelPrint4D的3D打印方法，用于制造患者特异性的可变形CT体模，以模拟呼吸运动	提出了一种新型3D打印方法PixelPrint4D，能够制造具有真实组织结构和变形模式的呼吸运动体模，超越了现有模型的简化设计	研究仅基于单一肺癌患者的4DCT数据集，样本量较小，可能影响结果的普遍性	开发更真实的呼吸运动体模，以支持CT成像和放射治疗中新兴技术的测试和评估	肺癌患者的肺部结构和呼吸运动模式	digital pathology	lung cancer	3D打印技术，4DCT成像	NA	CT图像数据	1例肺癌患者的4DCT数据集
3235	2025-04-25	Integrative network analysis reveals novel moderators of Aβ-Tau interaction in Alzheimer's disease 2025-Apr-02, Alzheimer's research & therapy DOI:10.1186/s13195-025-01705-x PMID:40176187	研究论文	本研究利用深度学习整合蛋白质组学和蛋白质相互作用数据，揭示Aβ-Tau相互作用在阿尔茨海默病中的新型调节因子	首次应用深度学习整合网络分析方法，发现GPNMB+小胶质细胞对Aβ-Tau相互作用的调节作用	研究结果主要基于ROSMAP队列数据，需要进一步在其他队列中验证	探索Aβ-Tau相互作用在阿尔茨海默病进展中的调节机制	阿尔茨海默病患者（轻度认知障碍和早期阶段）的蛋白质组学和蛋白质相互作用数据	数字病理学	阿尔茨海默病	蛋白质组学分析、蛋白质相互作用网络分析	深度学习模型（BIONIC）	蛋白质组学数据、基因表达数据	ROSMAP队列数据（具体样本数量未明确说明）
3236	2025-04-25	Decoding pathology: the role of computational pathology in research and diagnostics 2025-Apr, Pflugers Archiv : European journal of physiology DOI:10.1007/s00424-024-03002-2 PMID:39095655	综述	本文介绍了计算病理学在研究和诊断中的作用及其进展	探讨了基于深度学习的计算病理学方法在突变预测、大规模病理组学分析和预后预测等多任务中的卓越表现，以及多模态数据源和多用途基础模型的新方法	NA	介绍计算病理学的进展并讨论其对组织病理学在研究和诊断中未来的影响	组织病理学标本	数字病理学	NA	深度学习	DL-based models	组织病理学图像	NA
3237	2025-04-25	The Usefulness of Low-Kiloelectron Volt Virtual Monochromatic Contrast-Enhanced Computed Tomography with Deep Learning Image Reconstruction Technique in Improving the Delineation of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma 2025-Apr, Journal of imaging informatics in medicine DOI:10.1007/s10278-024-01214-7 PMID:39136827	研究论文	评估低keV多相CT结合深度学习图像重建技术在改善胰腺导管腺癌（PDAC）描绘中的效果	首次比较了深度学习图像重建（DLIR）与传统混合迭代重建（HIR）在低keV虚拟单色成像（VMI）中对PDAC描绘的改进	研究样本量较小（35例患者），且为回顾性研究	提高胰腺导管腺癌（PDAC）在CT图像中的描绘质量	胰腺导管腺癌（PDAC）患者	医学影像	胰腺癌	多相CT、虚拟单色成像（VMI）、深度学习图像重建（DLIR）	DLIR（TrueFidelity-H）	CT图像	35例PDAC患者
3238	2025-04-25	Optimizing Acute Stroke Segmentation on MRI Using Deep Learning: Self-Configuring Neural Networks Provide High Performance Using Only DWI Sequences 2025-Apr, Journal of imaging informatics in medicine DOI:10.1007/s10278-024-00994-2 PMID:39138749	研究论文	本研究评估了使用DWI、ADC和FLAIR序列在缺血性卒中分割中的效用，并比较了自配置nnU-Net模型与传统U-Net模型的性能	自配置nnU-Net模型在仅使用DWI序列时表现出色，且无需手动优化，显著优于标准U-Net模型	在外部数据集上，假阳性率较高，特别是在颅内出血病例中	优化急性卒中MRI分割，评估不同MRI序列对深度学习分割的影响	缺血性卒中患者的MRI图像	数字病理	心血管疾病	MRI（DWI、ADC、FLAIR序列）	nnU-Net, U-Net	图像	200例梗死病例用于训练，50例用于测试，50例MRI用于外部验证
3239	2025-04-25	Ensemble of Deep Learning Architectures with Machine Learning for Pneumonia Classification Using Chest X-rays 2025-Apr, Journal of imaging informatics in medicine DOI:10.1007/s10278-024-01201-y PMID:39138748	research paper	该研究探讨了深度学习与机器学习分类器结合用于胸部X光图像肺炎分类的应用	提出了结合改进的VGG19、ResNet50V2和DenseNet121模型进行特征提取，并采用五种机器学习分类器的方法，显著提高了肺炎分类的准确率	未来研究需要优化模型并探索其在其他医学影像任务中的应用，同时增加可解释性方法以增强临床信任度	提高肺炎分类的准确性和效率，以优化治疗方案	胸部X光图像	digital pathology	lung cancer	deep learning, machine learning	VGG19, ResNet50V2, DenseNet121, logistic regression, SVM, decision tree, random forest, ANN	image	NA
3240	2025-04-25	A Non-Invasive Blood Glucose Detection System Based on Photoplethysmogram With Multiple Near-Infrared Sensors 2025-Apr, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2024.3443317 PMID:39141451	研究论文	本文开发了一种基于光电容积图和多重近红外传感器的无创血糖检测系统	结合光电容积图和多重近红外方法，开发了一种新型指尖血糖检测系统，使用多重光传感器和轻量级深度学习模型	研究样本量较小，仅涉及10名参与者，可能影响结果的普遍性	开发一种更准确的无创血糖检测方法	人体血糖水平	生物医学工程	糖尿病	光电容积图(PPG)和多重近红外传感器技术	轻量级深度学习模型	生物信号数据	10名参与者，每人提供约700段10秒左右的数据