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
3441	2026-01-03	Deep Learning in Modeling Tools for Structural Insights into Protein-RNA Complexes, Bridging Computational and Spectroscopic Approaches 2026, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) DOI:10.1007/978-1-0716-5084-4_17 PMID:41478913	综述	本章探讨了深度学习模型（特别是AlphaFold3）在蛋白质-RNA复合物结构建模中的应用，及其与光谱学方法的协同整合	阐述了AlphaFold3在建模蛋白质、核酸及其复合物方面达到的突破性精度，并重点介绍了其如何变革结构生物学中光谱技术的应用方式，通过计算模型与实验数据的相互验证与改进，形成强大的协同效应	对于长链或柔性RNA的建模精度较低，训练数据集中对多样化RNA家族的覆盖不足，且预测结果呈静态特性，未能充分考虑构象异质性	旨在弥合已知序列数量与实验解析结构数量之间的巨大差距，加速对蛋白质-RNA复合物的结构解析	蛋白质-RNA复合物	计算生物学	NA	深度学习建模，光谱学方法	深度学习模型	蛋白质与RNA序列数据，结构数据，光谱数据	NA	NA	AlphaFold3	建模精度	NA
3442	2026-01-03	Phenotypic Characterization Using Open-Source Deep Learning Tools 2026, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) DOI:10.1007/978-1-0716-4985-5_6 PMID:41479050	研究论文	本文介绍如何使用开源深度学习工具进行高通量显微镜成像的表型特征分析，包括细胞表型的自动分割与分类	利用开源深度学习工具简化表型特征分析流程，使非深度学习专家也能进行自动化图像分析	NA	推进表型特征分析在细胞效应研究中的应用	细胞表型	计算机视觉	NA	高通量显微镜成像	深度学习	图像	NA	开源软件	NA	NA	NA
3443	2026-01-03	Unveiling river thermal regimes in the Yangtze river basin, China, with a hybrid deep learning model 2025-Dec-31, Journal of environmental management IF:8.0Q1 DOI:10.1016/j.jenvman.2025.128460 PMID:41477956	研究论文	本研究开发了一种混合深度学习模型CNN-LSTM-AT，用于重建长江流域1960-2009年的河水温度，并分析其热力状况变化趋势	提出了一种结合CNN、LSTM和注意力机制的混合深度学习模型，用于解决河水温度数据稀缺问题，并首次系统分析了长江流域长期热力状况和热浪特征	模型输入变量相对有限（气温、流量、年积日），未考虑更多环境因素；研究时间范围截至2009年，缺乏最新数据验证	解决河水温度数据稀缺问题，分析长江流域热力状况的时空特征，为河流管理和生态保护提供依据	长江流域的河水温度数据	机器学习	NA	深度学习建模	CNN, LSTM	时间序列数据（气温、流量、年积日）	1960-2009年长江流域历史数据	NA	CNN-LSTM-AT（卷积神经网络-长短期记忆网络-注意力机制混合架构）	预测精度、稳定性、计算效率	NA
3444	2026-01-03	Multimodal deep learning ensemble framework for skin cancer detection 2025-Dec-30, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-30534-z PMID:41469782	研究论文	本文提出了一种基于多模态深度学习的集成框架，用于皮肤癌的检测与分类	结合了预训练模型、元数据以及自适应加权集成方法，显著提升了皮肤癌检测的准确性和泛化能力	在外部数据集Derm7pt上的准确率相对较低，表明模型在跨数据集泛化方面仍有提升空间	评估迁移学习技术在提升卷积神经网络（CNN）性能方面的效果，以改进皮肤癌的检测与分类	皮肤癌图像数据，包括ISIC 2018、ISIC 2019和Derm7pt数据集	计算机视觉	皮肤癌	深度学习，迁移学习，集成学习，SMOTE过采样	CNN	图像，元数据	ISIC 2018、ISIC 2019和Derm7pt数据集中的皮肤癌图像样本	TensorFlow, Keras	ResNet50, Xception, MobileNet, EfficientNetB0, DenseNet121	准确率, 精确率, 召回率, F1分数, AUC	NA
3445	2026-01-03	Enhancing landslide detection in Western Ghats of Kerala, India with deep learning and Explainable AI 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-33065-9 PMID:41461880	研究论文	本研究利用深度学习模型和可解释人工智能技术，通过高分辨率卫星影像的时序差异数据，对印度喀拉拉邦西高止山脉的滑坡进行自动检测与分割	首次为印度喀拉拉邦构建自动滑坡清单，结合了时序差异数据与迁移学习，并应用了可解释人工智能技术来理解模型决策	研究仅基于公开的HR-GLDD数据库和PlanetScope影像，可能受数据覆盖范围和分辨率的限制，且模型性能在复杂地形或小规模滑坡上可能不足	开发一个自动化的滑坡检测系统，以支持滑坡预测和风险缓解策略	印度喀拉拉邦西高止山脉地区的滑坡事件	计算机视觉	NA	高分辨率卫星遥感，时序差异分析	U-Net	卫星图像	基于公开的HR-GLDD数据库和PlanetScope影像，具体样本数量未明确说明	TensorFlow, PyTorch (未明确指定，但基于常用框架推断)	简单多尺度U-Net, 注意力多尺度U-Net	精确度, F1分数	NA
3446	2026-01-03	An optimized YOLOv8n based model for real time defect detection in taro strip production 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28216-x PMID:41462034	研究论文	本研究提出了一种基于YOLOv8n的优化模型，用于芋头条生产中的实时缺陷检测	模型集成了多项架构创新，包括双向特征金字塔网络（BiFPN）、VoV-GSCSP模块替换传统C2f块以降低计算复杂度、共享参数检测头以及使用Wise IoU损失函数，以提升多尺度特征融合、加速收敛并提高预测精度	未明确提及具体局限性	实现芋头条工业生产环境中的自动化缺陷检测，以提高效率和产品质量	芋头条	计算机视觉	NA	深度学习	YOLOv8n	图像	未明确提及具体样本数量	NA	YOLOv8n, BiFPN, VoV-GSCSP	平均检测精度（mAP50）, 精确率, 召回率, FLOPs	Raspberry Pi 5
3447	2026-01-03	Transfer learning models for wheat ear detection on multi-source dataset 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28351-5 PMID:41462035	研究论文	本文介绍了一个用于小麦穗检测的高质量RGB智能手机图像数据集BioS-Wheat，并评估了六种深度学习模型在该数据集上的性能	提出了一个新颖的高质量RGB智能手机图像数据集BioS-Wheat，该数据集具有高播种密度和最小行间距，增加了对象遮挡和密集空间排列，强调了农艺多样性对模型性能的影响	NA	开发一种经济可靠的小麦穗自动检测方法，以支持小麦生长监测和产量预测	小麦穗	计算机视觉	NA	RGB智能手机图像采集	深度学习模型	图像	5,696张标注图像，涵盖四个小麦品种	NA	RetinaNet, YOLOv8, RT-DETR	平均精度均值（mAP@50）	NA
3448	2026-01-03	Lightweight deep learning technology for high quality development and intelligent transformation of sports under DeepLabV3 CSP Darknet53 model 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28539-9 PMID:41462421	研究论文	本研究提出了一种基于轻量级深度学习技术的优化方法，用于智能健身和娱乐场景中高效、低计算成本的姿态识别	将DeepLabV3+语义分割模型与轻量化的OpenPose网络结合，并引入了空间注意力模块以增强关键局部特征的捕捉能力	未明确说明模型在复杂背景或多人交互场景下的泛化能力，以及实际部署中的实时性表现	解决智能健身和娱乐场景中对高效、低计算成本姿态识别日益增长的需求，支持体育产业的智能化转型和高质量发展	运动姿态识别，包括运动器材的坐标位置提取和人体关键点检测	计算机视觉	NA	深度学习，语义分割，关键点检测	CNN	图像	NA	NA	DeepLabV3+, CSP-Darknet53, OpenPose	F1分数, 准确率, 召回率, 精确率	NA
3449	2026-01-03	Carbon efficient quantum AI: an empirical study of ansätz design trade-offs in QNN and QLSTM models 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28582-6 PMID:41462429	研究论文	本研究通过基准测试量子神经网络和量子长短期记忆模型，探讨量子机器学习作为低碳人工智能替代方案的潜力	首次系统比较量子模型与经典模型在性能、能耗和训练时间上的权衡，并分析量子硬件与仿真环境的能源差异	量子硬件仍存在较高能耗成本，量子模型在训练速度和能源效率上暂未超越经典模型	评估量子机器学习模型的能源效率与分类性能，推动绿色人工智能发展	量子神经网络、量子长短期记忆模型及经典机器学习模型	机器学习	NA	量子电路设计	QNN, QLSTM, ANN, LSTM, CatBoost	异常检测数据集	N-BaIoT数据集	IBM Qiskit	十种量子电路设计（A1-A10）	准确率, 模型复杂度, 训练时间, 能耗	GPU服务器, IBM量子硬件
3450	2026-01-03	Hybrid deep learning model for autism spectrum disorder diagnosis 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28819-4 PMID:41462499	研究论文	本文提出了一种用于自闭症谱系障碍诊断的混合深度学习模型，通过结合MobileNetV2和GRU架构，在面部图像数据集上实现了高准确率	提出了一种结合MobileNetV2和GRU的混合深度学习模型，用于自闭症谱系障碍的自动化诊断，相比传统主观诊断方法更具客观性和效率	研究仅基于Kaggle的面部图像数据集，可能未涵盖其他诊断指标如fMRI或行为数据，且模型泛化能力需进一步验证	开发一种高效、客观的深度学习模型，用于儿童自闭症谱系障碍的早期诊断	儿童自闭症谱系障碍患者的面部图像数据	计算机视觉	自闭症谱系障碍	深度学习	CNN, GRU	图像	NA	NA	MobileNetV2, BiLSTM, ResNet50, LSTM, EfficientNetB4, InceptionV3, GRU	准确率, 精确率, F1分数, ROC值	NA
3451	2026-01-03	XTC-Net: an explainable hybrid model for automated atelectasis detection from chest radiographs 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28694-z PMID:41462544	研究论文	本文提出了一种可解释的深度学习模型XTC-Net，用于从胸部X光片中自动检测肺不张	创新性地结合了Xception、Transformer和Capsule Network组件，以提取空间特征、建模长距离依赖并增强对细微结构变化的敏感性	NA	提高肺不张的自动检测效率和准确性，以支持临床诊断	胸部X光片	计算机视觉	肺不张	深度学习	CNN, Transformer, Capsule Network	图像	NA	NA	Xception, Transformer, Capsule Network	准确率, 灵敏度, F1分数	NA
3452	2026-01-03	An AM-CNN-BiGRU network with spatiotemporal feature fusion for industrial robot predictive maintenance 2025-Dec-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-29255-0 PMID:41462560	研究论文	本文提出了一种基于AM-CNN-BiGRU神经网络的工业机器人预测性维护方法，通过融合时空特征和多源数据来提升故障预测性能	提出了一种结合CNN、BiGRU和注意力机制（AM）的新型网络架构，实现了局部空间特征提取与全局双向时间依赖学习的融合，并采用多通道输入进行多源数据融合	NA	开发一种有效的工业机器人预测性维护方法，以提高故障预测的准确性和可靠性	工业机器人	机器学习	NA	NA	CNN, BiGRU	时间序列数据（振动、电流、扭矩）	NA	NA	AM-CNN-BiGRU	R², MAE, MAPE, RMSE	NA
3453	2026-01-03	Efficient blood cell classification from microscopic smear images using U-Net segmentation and a lightweight CNN 2025-Dec-27, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-26947-5 PMID:41453980	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的自动化系统，用于从显微血液涂片图像中进行血细胞分类和计数	结合U-Net分割模型与自定义轻量级CNN（BloodCell-Net）进行血细胞分类，并采用分水岭算法处理重叠细胞	未明确提及数据集的规模或多样性限制，以及模型在真实临床环境中的泛化能力验证	开发自动化血细胞分类与计数系统，以辅助血液相关疾病的诊断	九种血细胞类型：红细胞、成红细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、未成熟粒细胞和血小板	计算机视觉	血液相关疾病（如贫血、白血病、淋巴瘤、血小板减少症）	显微成像	CNN, U-Net	图像	NA	NA	U-Net, 自定义轻量级CNN（LWCNN）	准确率、精确率、召回率、F1分数、IOU、Dice系数	NA
3454	2026-01-03	Comprehensive framework of machine learning and deep learning architectures with metaheuristic optimization for high-fidelity prediction of nanofluid specific heat capacity 2025-Dec-27, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28268-z PMID:41455692	研究论文	本研究开发了一个结合机器学习和深度学习架构与元启发式优化的综合框架，用于高保真预测纳米流体的比热容	采用堆叠集成技术，结合线性回归作为元学习器提升基础模型性能，并应用粒子群优化和灰狼优化算法进行超参数调优，同时实施了基于多项式/傅里叶展开和自编码器的数据增强策略以提高模型泛化能力	NA	优化纳米流体在工程和工业应用中的性能，通过预测其比热容	纳米流体样本	机器学习	NA	NA	多层感知机, CatBoost, LightGBM	实验数据	1269个实验纳米流体样本	NA	多层感知机	R²分数, 均方误差, 均方根误差	NA
3455	2026-01-03	Hydraulic support pressure prediction via deep learning with multilevel temporal feature integration 2025-Dec-27, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-13089-x PMID:41455725	研究论文	本研究提出了一种基于LSTM-PatchTST的深度学习方法，用于预测煤矿液压支架压力，以提高预测精度并保障矿山安全	提出了一种结合LSTM和PatchTST的新型预测方法，通过遗忘门和输入门分别捕捉短期波动和长期趋势，并利用PatchTST模块同时建模局部细节和全局依赖关系，实现了多层次时序特征的深度融合	模型在跨矿井数据集上的泛化能力虽有验证，但可能仍需更多样化的地质和操作条件数据以进一步提升普适性	提高煤矿液压支架压力的预测精度，以应对开采深度增加和操作环境复杂化带来的安全挑战	煤矿液压支架的压力数据	机器学习	NA	皮尔逊相关分析，高斯移动平均滤波	LSTM, Transformer	时间序列数据	来自山东枣庄付村煤矿和河南义马耿村煤矿的实际压力数据集	NA	LSTM, PatchTST	RMSE, MAE	NA
3456	2026-01-03	Dynamic comprehensive difficulty knowledge cells based on KAN network and stable learning for knowledge tracing 2025-Dec-25, Neural networks : the official journal of the International Neural Network Society IF:6.0Q1 DOI:10.1016/j.neunet.2025.108514 PMID:41478142	研究论文	本文提出了一种基于KAN网络和稳定学习的动态综合难度知识单元方法，用于知识追踪任务	引入了动态综合难度知识单元，结合KAN网络动态更新综合难度，并采用稳定学习策略减少幸运猜测导致的虚假相关性	NA	改进知识追踪模型，以更准确地追踪学生知识状态并预测未来表现	学生知识状态	机器学习	NA	深度学习	KAN网络	教育数据	多个公共教育数据集	NA	KAN网络	NA	NA
3457	2026-01-03	Deep learning optimization of teaching schedules in sports dance education 2025-Dec-24, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-28249-2 PMID:41444315	研究论文	本研究提出了一种基于深度学习的体育舞蹈教学排课优化框架，以解决传统排课方法在动态约束处理上的不足	首次将循环神经网络（RNN）与强化学习（RL）相结合，用于体育舞蹈教育的动态排课优化，实现了高冲突解决率与自适应决策	研究基于特定教育机构的五年数据，模型在其他机构或不同教育场景中的泛化能力有待验证	优化体育舞蹈教学中的课程安排，解决教师可用性冲突、课程分配效率低及个性化训练计划需求等问题	体育舞蹈教育机构的课程安排数据，包括教师可用性、学生表现指标和历史排课记录	机器学习	NA	深度学习	RNN, RL	序列数据（历史排课数据、教师可用性、学生表现指标）	五年真实体育舞蹈课程数据	NA	循环神经网络（RNN）	冲突解决率、教师工作量平衡效率、学生课程连续性、执行时间	NA
3458	2026-01-03	Clair3-RNA: a deep learning-based small variant caller for long-read RNA sequencing data 2025-Dec-22, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-67237-y PMID:41430046	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的、专为长读长RNA测序数据设计的小变异检测工具Clair3-RNA	首个基于深度学习的、专门针对长读长RNA测序数据的变异检测工具，采用了不均匀覆盖度归一化、精炼训练数据、编辑位点发现和单倍型定相等优化技术	NA	开发一个高性能的、适用于长读长RNA测序数据的变异检测工具	长读长RNA测序数据中的小变异	机器学习	NA	长读长RNA测序，包括PacBio、ONT cDNA测序和ONT直接RNA测序	深度学习	RNA测序数据	NA	NA	NA	F1分数	NA
3459	2026-01-03	A Scorpion Peptide Exerts Selective Anti-Leukemia Effects Through Disrupting Cell Membranes and Triggering Bax/Bcl-2-Related Apoptosis Pathway 2025-Dec-18, Biomolecules IF:4.8Q1 DOI:10.3390/biom15121751 PMID:41463404	研究论文	本研究利用深度学习模型筛选出一种蝎子肽Lpep3，该肽通过破坏细胞膜并激活Bax/Bcl-2相关凋亡通路，对白血病细胞产生选择性抗肿瘤作用	首次结合AI预测模型筛选出具有选择性抗白血病活性的蝎子肽Lpep3，并系统阐明了其通过双重机制（膜破坏与凋亡诱导）发挥作用的分子机理	研究主要聚焦于MV-4-11白血病细胞系和小鼠模型，尚未在更广泛的白血病亚型或临床样本中验证，作用机制细节需进一步探索	开发基于动物毒素肽的新型抗白血病药物先导化合物	白血病细胞（MV-4-11细胞系）和荷瘤小鼠模型	生物信息学与计算生物学	白血病	深度学习预测、电子显微镜、台盼蓝染色、Calcein-AM/PI双染、LDH/ATP检测、Western blot、RT-qPCR、体内实验	深度学习模型	肽序列数据、细胞实验数据、分子生物学数据	7种预测肽中的Lpep3进行验证，使用MV-4-11细胞系和小鼠模型	NA	NA	细胞生长抑制率、LDH释放量、ATP释放量、凋亡率、蛋白表达变化、肿瘤生长抑制	NA
3460	2026-01-03	Integrating AI with PCR for Tuberculosis Diagnosis: Evaluating a Deep Learning Model for Chest X-Rays 2025-Dec-18, Bioengineering (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/bioengineering12121377 PMID:41463673	研究论文	本研究评估了一种基于深度学习模型（CheXzero视觉变换器）在胸部X光片上检测结核病的诊断性能，并与PCR结果进行比较	将AI驱动的胸部X光筛查与PCR分子检测相结合，在低负担地区评估深度学习模型性能，并分析不同亚组（如年龄、合并症）对模型准确性的影响	模型在PCR确诊病例上的性能有所下降，且在老年人及患有慢性肾病、慢性阻塞性肺疾病或心力衰竭的患者中准确性较低	评估深度学习模型在结核病诊断中的性能，并与PCR检测进行比较	结核病（TB）患者及疑似病例的胸部X光图像及对应PCR检测结果	计算机视觉	结核病	聚合酶链式反应（PCR），胸部X光摄影（CXR）	深度学习模型（DLM），视觉变换器	图像	来自两家医院的回顾性数据集，包含胸部X光图像及对应PCR结果	NA	CheXzero视觉变换器	接收者操作特征曲线（ROC），曲线下面积（AUC），敏感性，特异性，预测值	NA