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
441	2026-05-24	Ontogenetic shifts in morphology and ecology of eastern Pacific white sharks revealed by computer vision 2026, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0348174 PMID:42160294	研究论文	结合无人机和深度学习分析东太平洋白鲨的形态与生态	首次利用无人机影像和深度学习流水线远程获取大型海洋捕食者的高分辨率形态测量数据，揭示个体发育驱动的生态结构	依赖高分辨率无人机影像质量，且研究区域局限于蒙特雷湾，可能不反映全种群特征	探究东太平洋白鲨的形态变化与生态结构，及其与个体发育和性别的关系	东太平洋白鲨（Carcharodon carcharias）	计算机视觉	NA	无人机成像	深度学习	图像	东太平洋白鲨个体（具体数量未明确）	NA	UNet, ResNet, Transformer	NA	NA
442	2026-05-24	Prediction of cognitive impairment through speech data analysis: A comparative evaluation of deep learning models 2026, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0349412 PMID:42166472	研究论文	评估多种深度学习模型在通过语音数据分类正常认知、轻度认知障碍和阿尔茨海默病个体中的表现，以识别最有效的基于音频的认知障碍诊断方法	系统比较了一维卷积神经网络、音频频谱图变换器和Wav2Vec 2.0三种深度学习架构在认知障碍分类任务中的性能，并采用统计检验确保结果显著性	研究仅纳入女性参与者，可能限制结果的普适性；数据集来源单一，需在其他人群验证	确定基于语音数据的认知障碍诊断中最有效的深度学习模型	认知障碍患者的语音录音数据	自然语言处理, 机器学习	阿尔茨海默病, 认知障碍	语音数据分析	卷积神经网络, 变换器, 语音识别模型	音频数据	320名女性参与者（105名阿尔茨海默病患者、92名轻度认知障碍患者、123名正常认知对照）	PyTorch	一维卷积神经网络, 音频频谱图变换器, Wav2Vec 2.0	准确率, 召回率, 精确率, F1分数, 威尔逊评分95%置信区间	NA
443	2026-05-24	Eigen-guided transformer: A data-driven approach for chronic kidney disease forecasting 2026, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0348886 PMID:42166450	研究论文	提出一种基于特征值引导的Transformer架构，用于慢性肾病的精准预测	通过数据驱动的特征值分析自动确定注意力头数量、特征向量引导的权重初始化及验证驱动的深度优化，提升模型效率与可解释性	未提及，但可能受限于MIMIC-IV和eICU数据集的样本代表性	实现慢性肾病进展的精准预测并解决深度模型的计算低效与可解释性不足问题	慢性肾病患者的纵向临床序列数据	机器学习	慢性肾病	NA	Transformer	序列数据，数值型临床指标	MIMIC-IV数据集和eICU数据集（每日聚合的纵向序列），具体样本量未在摘要中说明	PyTorch	Eigen-Guided Transformer	均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）、FLOPs/准确率比	NA（未在摘要中说明）
444	2026-05-24	Quantitative evaluation of spatially-variant deformations recovered by deep learning on clinical-like breast lesions 2025-Dec-26, IEEE transactions on radiation and plasma medical sciences IF:4.6Q1 DOI:10.1109/trpms.2025.3649164 PMID:41929561	研究论文	针对临床乳腺病变，定量评估深度学习恢复空间变异变形的能力	开发了生成模拟临床乳腺图像的方法，包含复杂病变形状和示踪剂依赖特征，并首次在临床样合成数据上训练和测试深度学习模型	研究基于合成数据，未在真实临床数据上全面验证模型性能，且仅评估了有限示踪剂类型	评估深度学习在双面板PET成像中恢复空间变异变形的效果，改善乳腺病变的可视化和定量分析	双面板乳腺PET扫描仪（B-PET）重建图像中的乳腺病变	数字病理学	乳腺癌	NA	深度学习神经网络	合成图像（模拟临床乳腺图像）	NA	NA	NA	病变对比度指标、图像粗糙度	NA
445	2026-05-24	Deep learning for hepatocellular carcinoma segmentation in MRI: A systematic review of models, performance, and challenges 2025-Dec-19, Medicine IF:1.3Q2 DOI:10.1097/MD.0000000000047061 PMID:41430967	综述	系统评估深度学习模型在MRI肝细胞癌分割中的应用，重点关注模型架构、性能指标和实施挑战	首次系统性地综述深度学习在MRI肝细胞癌分割中的模型、性能及挑战，涵盖多种U-Net变体及Transformer混合模型	数据集规模小（19-602名患者），病灶异质性和MRI协议变异性限制泛化能力；8项研究存在患者选择偏倚高风险	评估深度学习模型在MRI肝细胞癌分割中的性能并识别实施障碍	13项符合标准的同行评审研究，主要使用U-Net及其变体（如nnU-Net、UNet++）	数字病理学	肝细胞癌	MRI	深度学习（CNN、U-Net、Transformer混合模型）	MRI图像	19至602名患者（基于13项研究）	NA	U-Net, nnU-Net, UNet++, Transformer	Dice相似系数	NA
446	2026-05-24	Design of Carbon Nanotube Inhibitors for Main Proteinase of SARS-CoV-2: A Combined Deep Learning and Molecular Dynamics Simulation Study 2025-11-20, The journal of physical chemistry. B DOI:10.1021/acs.jpcb.5c05780 PMID:41212638	研究论文	比较深度学习模型DeepRMSD+Vina与传统分子动力学模拟在碳纳米管与SARS-CoV-2主蛋白酶对接问题中的性能	首次评估深度学习在纳米结构对接问题中的表现，并发现其与分子动力学模拟结果高度一致，但需注意柔性环区的局部能量势垒	深度学习生成的结构未完全捕捉结合口袋附近柔性环区的结构变化，且其预测的结合构象处于局部能量最小值，需克服能垒才能到达全局最小值	评估深度学习方法在纳米生物系统对接中的性能，为纳米医学材料设计提供新思路	碳纳米管（最代表性纳米材料）与SARS-CoV-2主蛋白酶（Mpro）的对接系统	机器学习	新冠肺炎	深度学习、分子动力学模拟	DeepRMSD+Vina	分子结构数据	NA	NA	DeepRMSD+Vina	NA	NA
447	2026-05-24	OpenSpindleNet: An open-source deep learning network for reliable sleep spindle detection in scalp and intracranial EEG 2025-10, Computers in biology and medicine IF:7.0Q1 DOI:10.1016/j.compbiomed.2025.110854 PMID:40857816	研究论文	介绍一种基于深度学习的开源网络OpenSpindleNet，用于可靠检测头皮和颅内脑电图中的睡眠纺锤波	提出双头架构提高检测性能、鲁棒性和易用性，专门针对颅内脑电图独特的信号特征和记录环境进行优化	未明确说明	开发一种精确、自动化的睡眠纺锤波检测方法，以推动脑电图分析在睡眠研究和临床应用中的发展	睡眠纺锤波（scalp和intracranial EEG数据）	数字病理学	睡眠障碍	EEG	深度学习	EEG信号	挑战性iEEG数据集和公开头皮DREAMS数据集	NA	双头架构	F1分数	NA
448	2026-05-24	Dual-Attention BiLSTM for Interpretable Forecasting of Treatment Toxicities 2025-Oct, ... IEEE-EMBS International Conference on Biomedical and Health Informatics. IEEE-EMBS International Conference on Biomedical and Health Informatics DOI:10.1109/bhi67747.2025.11269508 PMID:42170647	研究论文	提出一种双重注意力机制增强的双向长短期记忆网络模型，用于可解释地预测治疗毒性	在BiLSTM中引入项目和时序两个层面的双重注意力机制，选择性强调最具信息量的症状-时间交互，提高预测准确性和临床可解释性	未提及	实现可解释的纵向患者报告结果数据症状轨迹预测，支持肿瘤学个性化及时决策	患者报告结果数据中的症状严重程度	机器学习	肿瘤	NA	注意力增强的双向长短期记忆网络（BiLSTM）	文本（纵向患者报告结果数据）	来自一家大型癌症中心的纵向PRO数据集	PyTorch	BiLSTM，双重注意力机制	预测准确性，可解释性	NA
449	2026-05-24	BlurryScope enables compact, cost-effective scanning microscopy for HER2 scoring using deep learning on blurry images 2025-Aug-06, NPJ digital medicine IF:12.4Q1 DOI:10.1038/s41746-025-01882-x PMID:40764388	研究论文	开发了一种名为“BlurryScope”的快速扫描光学显微镜，结合连续图像采集和深度学习，为组织切片的自动检查和分析提供经济高效且紧凑的解决方案	利用运动模糊图像进行深度学习分类，实现了低成本、小巧轻便的扫描显微镜，性能媲美高端商用数字病理扫描仪	未提及具体局限性	实现乳腺癌组织切片中HER2评分的自动分类	免疫组化染色的乳腺组织切片	数字病理学	乳腺癌	免疫组化染色	深度学习	图像	284个独特患者核心样本	NA	NA	准确率	NA
450	2025-06-20	Author Correction: Focal liver lesion diagnosis with deep learning and multistage CT imaging 2025-Jun-18, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-61097-2 PMID:40533457	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
451	2026-05-24	Pixel super-resolved virtual staining of label-free tissue using diffusion models 2025-May-30, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-60387-z PMID:40447613	研究论文	本研究提出了一种基于扩散模型的像素超分辨率虚拟染色方法，通过布朗桥过程增强无标记组织的空间分辨率和染色保真度	首次将扩散模型与布朗桥过程结合用于无标记组织像素超分辨率虚拟染色，通过采样技术减少生成图像的方差，实现4-5倍超分辨率因子和16-25倍空间带宽积提升	目前仅在人肺组织样本上验证，算法性能依赖于输入的低分辨率自荧光图像质量，且未在多种组织类型或染色方法上测试	开发一种无需传统化学染色的像素超分辨率虚拟染色方法，提高虚拟染色的分辨率和图像质量，支持临床诊断应用	无标记人肺组织样本的低分辨率自荧光图像	计算机视觉、数字病理学	肺癌	无标记显微镜、扩散模型、布朗桥过程	扩散模型	图像	人肺组织样本（具体数量未提及）	NA	扩散模型（基于布朗桥过程）	分辨率、结构相似性、感知精度	NA
452	2026-05-24	Predicting seizure episodes and high-risk events in autism through adverse behavioral patterns 2025-04-28, Physiological measurement IF:2.3Q3 DOI:10.1088/1361-6579/adcafd PMID:40203864	research paper	基于九年的行为与癫痫发作数据，利用深度学习算法预测自闭症谱系障碍患者的高风险行为事件和癫痫发作	首次证明行为模式可以预测癫痫发作及不良行为，拓展了预测模型在自闭症谱系障碍中的临床应用	未在论文摘要中明确说明	确定历史行为数据能否预测重度自闭症谱系障碍患者的高风险行为或癫痫事件，以促进早期干预	353名自闭症谱系障碍患者的九年行为与癫痫发作数据	machine learning	autism	NA	deep learning	categorical behavioral data, seizure labels	353名自闭症谱系障碍患者	NA	NA	accuracy	NA
453	2026-05-24	Decoding pathology: the role of computational pathology in research and diagnostics 2025-04, Pflugers Archiv : European journal of physiology DOI:10.1007/s00424-024-03002-2 PMID:39095655	综述	综述计算病理学在研究和诊断中的作用，介绍其利用深度学习技术分析组织病理标本的进展	系统介绍计算病理学从传统组织病理学到数字病理的演进，强调多模态数据整合和多用途基础模型的应用	未具体说明，可能涉及综述本身的局限性，如未涵盖所有最新研究	提供计算病理学进展的入门概述，讨论其对组织病理学研究和诊断未来的影响	组织病理标本和计算病理学相关方法	数字病理学	NA	NA	深度学习	组织病理图像	NA	NA	NA	NA	NA
454	2026-05-24	Machine learning models for pharmacogenomic variant effect predictions - recent developments and future frontiers 2025 Apr-Apr, Pharmacogenomics IF:1.9Q3 DOI:10.1080/14622416.2025.2504863 PMID:40401639	review	综述了基于机器学习的药物基因组学变异效应预测模型的最新进展与未来方向	系统评估了整合多源数据（DNA、蛋白质序列、进化保守性和单倍型结构）的深度学习与集成方法在药物基因组学应用中的优势与不足，并探讨了底物特异性预测和变异上位性等新兴方法论	未详述模型在不同人群和药物类别中的泛化能力验证，且对计算资源需求与临床转化难点讨论有限	总结当前机器学习驱动的药物相关变异功能效应预测方法，并展望其向药物遗传学推荐转化的可行策略	药物基因组学变异效应预测模型	machine learning	NA	NGS, DNA/蛋白质序列分析	深度学习模型、集成模型	DNA序列、蛋白质序列、进化保守性数据、单倍型结构数据	NA	NA	NA	准确性、鲁棒性、可解释性	NA
455	2026-05-24	Parallel convolutional neural networks for non-invasive cardiac hemodynamic estimation: integrating uncalibrated PPG signals with nonlinear feature analysis 2025-03-31, Physiological measurement IF:2.3Q3 DOI:10.1088/1361-6579/adc366 PMID:40112453	研究论文	提出一种利用无标定光电容积脉搏波信号和非线性特征分析的非侵入性心脏血流动力学参数预测方法	首次结合无标定PPG信号、非线性特征与并行卷积神经网络，实现非侵入性心脏血流动力学状态综合评估	目前仅在虚拟受试者数据集上验证，需在真实临床环境中进一步验证	开发基于PPG信号和深度学习的非侵入性方法预测心输出量、全身血管阻力和动脉顺应性等心脏血流动力学参数	4374名虚拟受试者	机器学习	心血管疾病	数字光电容积描记术	并行卷积神经网络	信号数据	4374名虚拟受试者	NA	并行卷积神经网络	均方根误差、均方误差、平均绝对误差	NA
456	2026-05-24	Deep learning for quantifying spatial patterning and formation process of early differentiated human-induced pluripotent stem cells with micropattern images 2024-10, Journal of microscopy IF:1.5Q3 DOI:10.1111/jmi.13346 PMID:38994744	研究论文	提出一种深度学习方法，利用微图案图像量化早期分化的人诱导多能干细胞的空间模式与形成过程	创新性地采用解码和编码U-net结构，同时结合Hoechst和明场图像分割hiPSC，并提取胚外区域及对比荧光强度量化多能性	未明确说明局限性	通过微图案图像定量评估hiPSC的多能性和早期分化中胚层的空间模式	人诱导多能干细胞（hiPSC）的早期分化阶段	计算机视觉	NA	微图案成像	U-net	图像	包含多个hiPSC系、不同微图案尺寸、多种标记组、活细胞和固定细胞的样本	NA	U-net（解码结构、编码结构）	细胞数量准确率、细胞区域准确率	NA
457	2026-05-24	Enhancing the activity and succinyl-CoA specificity of 3-ketoacyl-CoA thiolase Tfu_0875 through rational binding pocket engineering 2024-Sep, Synthetic and systems biotechnology IF:4.4Q1 DOI:10.1016/j.synbio.2024.04.014 PMID:38694995	研究论文	通过理性结合口袋工程提升3-酮脂酰辅酶A硫解酶Tfu_0875的活性及琥珀酰辅酶A特异性	采用深度学习方法DLKcat识别有效突变体，并结合贪婪累积蛋白工程策略（GRAPE）对酶进行优化，显著提高了酶活性和底物特异性	未提及	提升3-酮脂酰辅酶A硫解酶的活性和底物特异性，以提高己二酸产量	3-酮脂酰辅酶A硫解酶Tfu_0875及其突变体	机器学习	NA	蛋白结构分析、深度学习	DLKcat	序列、结构	多个突变体，具体数量未提及	NA	DLKcat	比活性、催化效率、底物特异性、底物结合能	NA
458	2026-05-24	Focal liver lesion diagnosis with deep learning and multistage CT imaging 2024-08-15, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-51260-6 PMID:39147767	研究论文	开发一种基于深度学习和多期增强CT的自动肝脏病灶诊断系统LiLNet	利用多中心大规模数据（4039名患者）开发并外部验证了LiLNet网络，能够区分六种肝脏病灶类型，并实现高准确率	未提及	提高肝脏病灶诊断的自动化水平，辅助放射科医生，尤其是在资源匮乏地区	肝脏病灶包括肝细胞癌、肝内胆管癌、转移性肿瘤、局灶性结节增生、血管瘤和囊肿	计算机视觉	肝脏疾病	多期增强CT	CNN	图像	4039名患者，来自六个数据中心	PyTorch	LiLNet	准确率, AUC	NA
459	2026-05-24	Artificial organic afferent nerves enable closed-loop tactile feedback for intelligent robot 2024-08-15, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-51403-9 PMID:39147776	研究论文	本文报告了一种人工有机传入神经，通过集成有机电化学突触晶体管和人工机械感受器，实现了低工作电压下的触觉感知，并协同闭环反馈程序使智能机器人能够快速识别和防止物体滑动	首次报道了低工作电压(-0.6 V)的人工有机传入神经，通过树突整合功能实现了对物体方向性运动的感知，并利用分布式并行网络降低了控制复杂度	未提及具体局限性	模拟触觉神经以实现机器人的高级感知功能，并构建智能化闭环触觉反馈系统	人工有机传入神经、智能机器人	机器学习,机器人与仿生电子学	NA	NA	深度神经网络	尖峰编码信号	NA	NA	NA	识别准确率	NA
460	2026-05-24	End-to-end reproducible AI pipelines in radiology using the cloud 2024-08-13, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-51202-2 PMID:39138215	研究论文	展示基于云基础设施的可重复、透明的人工智能放射学管道的端到端实施	首次系统展示基于云平台实现放射学AI管道的完整可重复性，从数据获取到最终结果分析的全流程透明化和可扩展性	仅应用于两个特定用例，且未讨论不同云平台间的互操作性问题	论证云基础设施在实现可重复和透明的人工智能放射学管道中的潜力	基于云托管数据和计算的AI放射学管道	计算机视觉	癌症	NA	深度学习	医学图像	NA	NA	NA	NA	云基础设施