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
3701	2026-05-03	Physics-Informed Machine Learning in Biomedical Science and Engineering 2026-May, Annual review of biomedical engineering IF:12.8Q1 DOI:10.1146/annurev-bioeng-110824-124907 PMID:42067517	综述	综述物理信息机器学习在生物医学科学与工程中的应用，重点介绍三类主要框架及其在复杂生物系统建模中的作用	系统梳理了物理信息机器学习三大框架（PINNs、NODEs、NOs）在生物医学领域的应用，强调了物理可解释性、数据稀缺性和系统复杂性下的优势，并展望了与大语言模型整合的未来方向	未详细讨论各方法在不同生物医学场景中的具体局限性，且对计算成本、模型泛化能力等挑战仅做概括性说明	总结物理信息机器学习在生物医学科学与工程中的研究进展，识别开放挑战并指引未来方向	生物医学系统中的复杂建模问题，涉及生物固体力学、生物流体力学、机械生物学、医学影像、动态生理系统、药代动力学及细胞信号传导等	机器学习	NA	物理信息机器学习	PINNs, NODEs, 神经算子	NA	NA	NA	物理信息神经网络, 神经常微分方程, 神经算子	NA	NA
3702	2026-05-03	The impact of AI technology for ideological and political education teaching based on deep learning 2026-May-01, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-51233-3 PMID:42067547	研究论文	研究基于深度学习的AI技术对职业院校思想政治教育教学的影响，提出动态资源优化模型	结合图神经网络、多模态元学习框架和Transformer-XL，构建动态资源优化模型，实现跨特征交互与课程知识图谱映射，显著提升教学效果	未提及跨文化迁移测试的样本多样性、模型计算资源消耗及长期教学效果跟踪评估	解决传统思想政治教育中资源适应性不足和学生参与度低的问题	职业院校思想政治教育中的学习资源分配与学习者表现	机器学习	NA	深度学习	图神经网络、多模态元学习框架、Transformer-XL	异构数据（资源分配、学习者表现、环境因素）	42个特征涵盖三个维度，具体样本量未明确	PyTorch， TensorFlow	GNN， MMLF， Transformer-XL	预测准确率、知识获取提升率、行为转化率、课程完成率、资源冗余减少率、管理效率提升率	NA
3703	2026-05-03	A hybrid flower pollination algorithm-deep learning approach for strength prediction of sustainable recycled fine aggregate concrete with GUI-based implementation 2026-May-01, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-51308-1 PMID:42067580	研究论文	提出一种混合花授粉算法优化的深度神经网络（FPA-DNN）方法，用于预测含50%洗涤再生细骨料的可持续刚性路面混凝土抗压强度	开发了混合花授粉算法优化的深度神经网络（FPA-DNN），结合SHAP可解释性分析提升预测精度、噪声鲁棒性和可解释性，并构建了图形用户界面决策支持工具	固定50%洗涤再生细骨料替代率，且仅关注抗压强度建模，未涉及长期耐久性指标	评估和预测含再生骨料与辅助胶凝材料的可持续刚性路面混凝土抗压强度	含50%洗涤再生细骨料、氧化锆硅灰和钢渣的混凝土配合比	机器学习	NA	NA	深度神经网络（FPA优化DNN）	实验数据与文献数据（表格数据）	264个样本（103个实验室生成，161个来自文献筛选）	NA	DNN（深度神经网络）	R², RMSE, MAPE	NA
3704	2026-05-03	A biomechanical-constrained temporal learning framework for lightweight skeleton-based exercise recognition 2026-May-01, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-50771-0 PMID:42067632	研究论文	提出一种生物力学约束的时间学习框架，用于基于轻量级骨架的运动识别	首次将生物力学约束（关节角度一致性、速度平滑性、骨骼长度稳定性）整合到深度时间模型中，并引入无监督阶段发现模块自动识别动作的时间划分	仅在少数运动类型（深蹲、俯卧撑等）上验证，样本量有限，未在更广泛的运动类别或真实场景中测试	提升骨架序列运动识别的准确性和效率，通过生物力学知识增强模型性能	人体骨架运动序列，包括深蹲、俯卧撑、二头肌弯举和肩部推举等动作	计算机视觉	NA	OpenPose姿态估计	深度时间模型（含生物力学约束和无监督阶段发现模块）	视频	146个视频样本（共157个不同样本，含146个深蹲、126个俯卧撑、146个二头肌弯举、146个肩部推举）	PyTorch	定制化的生物力学感知时间学习架构	准确率（平均93.33% ± 0.94%，5折交叉验证）	3.57M参数，13.6 MB内存，推理时间5.2 ms/30帧序列（端到端依赖OpenPose约1.574秒）
3705	2026-05-03	TxPert: using multiple knowledge graphs for prediction of transcriptomic perturbation effects 2026-May-01, Nature biotechnology IF:33.1Q1 DOI:10.1038/s41587-026-03113-4 PMID:42067667	研究论文	提出TxPert，一种基于潜在迁移的深度学习方法，利用多种知识图谱预测转录组扰动效应	首次利用多个知识图谱（基因-基因关系图）的互补信息进行转录组扰动效应预测，并展示生物数据库与高通量扰动筛选结合的最佳性能	对于未见过的双基因扰动及跨细胞系扰动，预测性能仍有限	通过模型泛化预测未见过的遗传扰动引起的细胞转录组变化，以降低实验成本	遗传扰动（包括单基因和双基因扰动）对基因表达的影响	机器学习	NA	深度学习	潜在迁移模型	转录组数据	NA	NA	潜在迁移网络	Pearson Δ	NA
3706	2026-05-03	Vision Transformer-Based Segmentation of Abdominal Subcutaneous and Visceral Fat on MRI 2026-May-01, Journal of imaging informatics in medicine DOI:10.1007/s10278-026-01970-8 PMID:42067725	研究论文	基于Vision Transformer的腹部皮下脂肪和内脏脂肪MRI分割方法验证	首次将Vision Transformer (SwinUNETR48) 应用于腹部MRI中皮下和内脏脂肪的自动分割与量化，并展示了高骻索曼误差性能	样本量较小（107名参与者），局限于T1加权MRI，未涉及多中心或不同扫描参数验证	验证基于深度学习的Vision Transformer在T1加权MRI上自动分割和量化腹部脂肪组织的可行性	腹部皮下脂肪组织 (SAT) 和内脏脂肪组织 (VAT)	计算机视觉	NA	MRI	Vision Transformer	图像	107名中年参与者（平均年龄49.9岁；35名男性，72名女性；BMI范围18.2-49.6）	NA	SwinUNETR48	Dice相似系数	NA
3707	2026-05-03	Feasibility of No-Code Deep Learning for Diagnosing Bone Metastasis in Bone Scans: A Comparative Study of Teachable Machine and ResNet 2026-May-01, Journal of imaging informatics in medicine DOI:10.1007/s10278-026-01981-5 PMID:42067726	研究论文	评估谷歌无代码人工智能平台Teachable Machine在骨扫描图像中诊断骨转移的可行性，并与传统ResNet50模型进行对比	首次探讨无编程技能和GPU环境下使用Teachable Machine进行骨转移诊断的可行性，并与传统深度学习方法进行系统比较	Teachable Machine的诊断性能（AUC=0.812）显著低于传统ResNet50模型（AUC=0.869），且对正类样本的敏感性较低（57.1%），可能受类别不平衡影响	验证无代码深度学习平台在医学图像分类中的可用性，为缺乏编程资源的研究者提供替代方案	4626张癌症患者骨扫描图像（平均年龄65.1±11.3岁，50.5%女性）	数字病理学	骨转移	Teachable Machine	ResNet50	图像	4626张骨扫描图像（阳性400张，阴性4226张）	Teachable Machine	ResNet50	敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、曲线下面积	无GPU环境
3708	2026-05-03	Psychological resilience as a selective perceptual amplifier in post-crisis learning: a dual-pathway model of academic motivation, perceived school support, and cognitive engagement - a multi-country study based on PISA 2022 2026-May-01, BMC psychology IF:2.7Q1 DOI:10.1186/s40359-026-04665-5 PMID:42067959	研究论文	基于PISA 2022数据，探讨后疫情时代心理韧性作为选择性知觉放大器在学业动机、感知学校支持与认知投入之间的调节与中介作用	提出心理韧性作为“选择性知觉放大器”的双路径模型，首次在跨国大样本中验证心理韧性对动机-支持路径的特异性调节作用	NA	揭示后疫情时代学业动机与感知学校支持转化为认知投入的机制，以及心理韧性对这一转化过程的放大作用	来自80个国家/地区的574,514名学生的学业动机、感知学校支持、认知投入和心理韧性	机器学习	NA	NA	结构方程模型、调节效应模型、中介效应模型	调查数据	574,514名学生（来自80个国家/地区）	NA	结构方程模型	回归系数β、p值、Bootstrap置信区间	NA
3709	2026-05-03	Predicting Prognosis for Gastric Cancer Patients Receiving Neoadjuvant Treatment With Body Composition-Based Deep Learning 2026-May, Cancer medicine IF:2.9Q2 DOI:10.1002/cam4.71886 PMID:42068095	研究论文	开发基于身体成分的深度学习模型预测接受新辅助治疗的胃癌患者预后	首次将身体成分分析与深度学习结合，整合临床、影像组学和深度学习特征构建混合模型，用于胃癌新辅助治疗患者生存预测	该研究未提及具体局限性	开发精确评估接受新辅助治疗的胃癌患者生存情况的方法	接受新辅助治疗的胃癌患者	计算机视觉、机器学习	胃癌	CT成像、影像组学	CNN、Transformer	图像	356名患者（平均年龄59岁；男性264人）	PyTorch、PyRadiomics、TotalSegmentator	ResNet18、Transformer、Naive Bayes、ExtraTree、Cox回归	AUC、C-index	NA
3710	2026-05-03	The Kinematic Chain in Hindustani Classical Singing: An Exploratory Bioacoustic Pilot Study of Seated Posture and Vocal Quality 2026-Apr-30, Journal of voice : official journal of the Voice Foundation IF:2.5Q1 DOI:10.1016/j.jvoice.2026.04.005 PMID:42067405	研究论文	应用运动链理论研究印度斯坦古典歌唱中坐姿与嗓音质量的关系	首次将运动链理论应用于印度斯坦古典声乐教学，结合声学分析和深度学习模型（Demucs）进行声音分离	样本量小（仅10人），研究为探索性试点，未进行对照组或随机化设计	探究骨盆对齐与嗓音声学之间的生物力学关联	印度斯坦古典声乐初学者至中级学生	机器学习, 数字病理学	NA	深度学习、pYIN算法、声学分析	深度学习模型（Demucs）	音频	10名学生（初学者至中级水平）	PyTorch	Demucs	声谱质心、嗓音效率、基频估计	NA
3711	2026-05-03	Image-Based Deep Learning for Cataract Diagnosis: Systematic Review and Meta-Analysis 2026-Apr-29, Journal of medical Internet research IF:5.8Q1 DOI:10.2196/78869 PMID:42054635	meta分析	系统评估深度学习在基于图像的白内障诊断中的性能，并与机器学习及人类专家进行比较	首次通过系统性综述和荟萃分析全面评估深度学习在白内障诊断中的表现，包括检测和分类任务，并定量比较其与机器学习及人类专家的诊断准确性	纳入研究质量中等，存在高或不清楚的偏倚风险；外部验证数据集性能下降（灵敏度87%、特异度93%），泛化能力受限；研究间异质性高	评估深度学习在基于图像的白内障诊断中的性能，探讨其作为自动化诊断工具的潜力	基于图像的白内障检测或临床亚型分类的相关研究	计算机视觉	白内障	NA	深度学习	图像	63篇研究	NA	NA	灵敏度、特异度、ROC曲线下面积（AUC）	NA
3712	2026-05-03	Hybrid deep learning and YAMNet features for asthma diagnosis from respiratory sounds 2026-Apr-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-49247-y PMID:42056204	研究论文	提出一种混合深度学习架构，结合YAMNet特征和手工声学描述符，用于从呼吸声音中自动检测哮喘	融合预训练YAMNet嵌入与手工声学特征（MFCC、色度图、ZCR、频谱特征），并采用ASPP和SE模块增强特征，结合SHAP可解释性分析	NA	开发一种可解释且可扩展的计算机辅助哮喘诊断工具	呼吸声音录音中的哮喘检测	机器学习	哮喘	呼吸音采集	混合深度学习模型	音频	使用Asthma Detection Dataset v2数据集	TensorFlow, Keras	YAMNet, ASPP, SE模块, MLP	准确率, F1分数, AUC	NA
3713	2026-05-03	FINS: An Interactive Platform for Automated Zebrafish Image Analysis and Morphological Screening 2026-Apr-29, SLAS technology IF:2.5Q3 DOI:10.1016/j.slast.2026.100426 PMID:42067140	research paper	介绍了一个名为FINS的交互式平台，用于斑马鱼胚胎图像的自动化分析和形态学筛查	将深度学习分类模型与交互式可视化及质量控制工具集成于一个网络平台，支持自动化评分与专家复核的混合工作流，显著减少人工标注时间	NA	开发一个可重复、可扩展、标准化的斑马鱼图像分析平台，推动大规模毒理学筛选和监管应用	斑马鱼胚胎图像中的正常与异常表型	computer vision, digital pathology	NA	NA	CNN	图像	NA	NA	CNN	F1	NA
3714	2026-05-03	Pseudodata-Guided Invariant Representation Learning Boosts the Out-of-Distribution Generalization in Enzymatic Kinetic Parameter Prediction 2026-Apr-27, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.5c03204 PMID:42037561	研究论文	提出ODENet模块，通过生物和化学信息增强及不变表示学习，提升酶动力学参数预测在分布外场景的泛化能力	首次提出轻量级即插即用模块ODENet，利用酶-底物扰动增强和不变表示学习，在不修改基础模型架构的条件下提升分布外泛化性能	NA	提高酶动力学参数预测模型在序列发散分布外样本上的泛化能力	酶-底物配对数据及其动力学参数	机器学习	NA	深度学习	不变表示学习模型	序列数据	NA	NA	ODENet	准确率、鲁棒性指标	NA
3715	2026-05-03	Deep Learning-Based Protein Half-Life Prediction for Identifying Rate-Limiting Enzymes in Metabolic Pathways to Alleviate Bottleneck Reactions 2026-Apr-27, Journal of microbiology and biotechnology IF:2.5Q3 DOI:10.4014/jmb.2601.01071 PMID:42046921	研究论文	开发了名为ProHL的深度学习模型，用于预测蛋白质半衰期，以识别代谢途径中的限速酶并缓解瓶颈反应	首次将ProteinBERT编码与理化性质编码结合的多模态策略用于蛋白质半衰期分类，实现对短寿命和长寿命蛋白质的准确预测，并成功应用于番茄红素生物合成途径中限速酶的识别	蛋白半衰期研究在细菌中仍有限，模型依赖特定数据集可能影响泛化能力	通过准确预测蛋白质半衰期来识别代谢途径中的限速酶，以缓解瓶颈反应并提高代谢产量	蛋白质半衰期分类及番茄红素生物合成途径中的CrtE、CrtB和CrtI酶	机器学习	NA	NA	深度学习模型	蛋白质序列及理化编码数据	独立测试数据集（具体数量未明确）	NA	ProteinBERT与理化编码集成	准确率、马修斯相关系数	NA
3716	2026-05-03	Comprehensive RNA-binding protein analyses and deep learning uncover genetic constraints and disease associations in protein-RNA interfaces 2026-Apr-22, Cell systems IF:9.0Q1 DOI:10.1016/j.cels.2026.101588 PMID:42025161	research paper	整合额外的RNA结合蛋白eCLIP数据，训练深度学习模型以分析RBP结合语法，揭示遗传约束与疾病关联	首次通过深度学习模型对RNA结合蛋白结合位点进行遗传变异评分与约束量化，发现剪接增强子与沉默子中相反的选择约束特征，并揭示视网膜疾病中剪接体蛋白结合位点突变的富集	NA	通过综合RNA结合蛋白分析与深度学习，揭示蛋白-RNA界面中的遗传约束与疾病关联	RNA结合蛋白及其与RNA的相互作用	machine learning	retinal disease	eCLIP	deep learning model	eCLIP profiles	286 RNA binding proteins, including 92 additional ones; cell types: K562, HepG2	NA	NA	NA	NA
3717	2026-05-03	Deep learning-based automated segmentation and quantification of glenoid and humeral head defects 2026-Apr-22, Chinese journal of traumatology = Zhonghua chuang shang za zhi DOI:10.1016/j.cjtee.2026.01.006 PMID:42067471	研究论文	开发并验证了一种基于深度学习的自动分割与量化方法，用于同时检测肩关节盂和肱骨头骨缺损	提出了一种结合边缘全局注意力模块、ASFFHead多尺度特征融合、优化视觉Transformer块和动态掩码生成模块的新型深度学习网络，有效解决了MRI图像低对比度和形态复杂性的挑战	NA	开发一种自动化、基于深度学习的肩关节骨缺损分割与精确定量方法，以辅助个性化手术规划和客观临床评估	肩关节盂和肱骨头骨缺损	计算机视觉	肩关节复发性脱位导致的骨缺损	MRI	深度学习分割网络	MRI图像	800份肩关节盂和792份肱骨头MRI扫描数据	PyTorch	YOLOv8-segment, U-Net, Region-based CNN, U-NeXt, YOLOv8, YOLOv11	交并比, Dice相似系数, 精确率, Hausdorff距离	NA
3718	2026-05-03	Raman spectroscopy in renal analysis: Technologies, applications, and advancements 2026-Apr-21, Talanta IF:5.6Q1 DOI:10.1016/j.talanta.2026.129860 PMID:42066712	综述	本文综述了拉曼光谱技术在肾脏分析中的原理、应用和进展，重点介绍其无创、无标记检测分子指纹的能力	系统比较了表面增强拉曼光谱、尖端增强拉曼光谱、共聚焦拉曼显微镜和相干拉曼技术在尿液、血液、肾脏组织和单细胞分子图谱中的具体应用，并强调了多变量统计、机器学习和深度学习等先进分析方法在光谱解读和疾病分类中的作用	未明确讨论拉曼光谱技术成本高、信号易受干扰以及标准化缺乏等局限	阐述拉曼光谱在肾脏疾病分子诊断中的应用潜力，并探讨其向精准诊断和临床转化的前景	尿液、血液、肾脏组织和单个细胞等生物样本	机器学习	肾脏疾病	拉曼光谱（RS）、表面增强拉曼光谱（SERS）、尖端增强拉曼光谱（TERS）、共聚焦拉曼显微镜（CRM）、相干拉曼技术	多变量统计、机器学习、深度学习模型（未指定具体类型）	光谱数据	NA	NA	NA	NA	NA
3719	2026-05-03	Machine Learning-Driven Ensemble Screening of Multitarget Kinase Inhibitors for Tauopathy-Associated Neurodegeneration Using All-Atom and Steered MD Simulations 2026-Apr-17, ACS chemical neuroscience IF:4.1Q2 DOI:10.1021/acschemneuro.6c00097 PMID:41995061	研究论文	采用机器学习驱动的集成筛选方法，识别用于治疗tau蛋白病相关神经退行性疾病的多靶点激酶抑制剂，并通过全原子和受控分子动力学模拟进行验证	开发了一个集成机器学习工作流，结合了CatBoost、XGBoost和SVM的软投票集成模型，并首次将深度学习和分子动力学模拟用于筛选天然化合物库中的多靶点激酶抑制剂	未明确说明，但可能包括天然化合物库的局限性、实验验证的缺乏以及模拟条件下与真实生理环境的差异	从天然产物中识别针对DYRK1A、TTBK1和ABL1多靶点激酶的抑制剂，以缓解tau蛋白过度磷酸化驱动的神经退行性疾病	DYRK1A、TTBK1和ABL1三种激酶及其抑制剂候选分子	机器学习	tau蛋白病、神经退行性疾病	分子动力学模拟、受控分子动力学模拟	集成模型，包括CatBoost、支持向量机、K近邻、朴素贝叶斯、XGBoost	生物活性数据	使用了约695,000种天然化合物（来自COCONUT 2.0数据库），以及来自ChEMBL和BindingDB的生物活性数据	Scikit-learn	CatBoost、XGBoost、SVM、KNN、朴素贝叶斯	准确率、精确率、召回率、F1分数、AUC	NA
3720	2026-05-03	The Assessment of Coronal Plane Lower-Limb Alignment on Pre- and Postoperative Long-Leg Radiographs Using Deep Learning 2026-Apr-16, The Journal of arthroplasty IF:3.4Q1 DOI:10.1016/j.arth.2026.04.036 PMID:41999795	研究论文	开发和验证一种能够准确测量长腿X光片中髋-膝-踝角、股骨远端外侧角和胫骨近端内侧角的灵活深度学习算法	提出了一种不依赖关节手术状态的灵活深度学习算法，能够在前术后长腿X光片上准确测量下肢力线角度	术后图像上的性能略低于术前图像，可能需要进一步训练以提高泛化能力和术后图像性能	开发和验证一种灵活深度学习算法，用于准确测量长腿X光片上的下肢力线角度（HKAA、LDFA、MPTA）	长腿X光片中的膝关节、髋关节和踝关节	计算机视觉	膝关节骨关节炎	长腿X光成像	深度学习	图像	2,419张长腿X光片，其中239张用于测试	NA	两阶段深度学习算法（第一阶段检测关节并标记膝关节手术状态，第二阶段使用四个关键点模型）	平均绝对误差	NA