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
4821	2026-02-07	Large Language Models Improve Scene-Invariant Detection of Behavior of Risk in Dementia Residential Care Across Multiple Surveillance Camera Views 2026, IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering : a publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society IF:4.8Q1 DOI:10.1109/TNSRE.2026.3656747 PMID:41564063	研究论文	本文提出了一种无监督的场景不变融合深度学习网络，用于检测痴呆症患者护理环境中的风险行为，通过结合语言模型和视频异常检测来提高跨摄像头场景的泛化性能	提出了一种结合语言模型字幕生成与评分以及视频异常检测评分的无监督场景不变融合网络，以改善在未见过摄像头场景中的泛化能力	研究仅基于九名痴呆症患者的数据，且摄像头数量有限，可能限制了模型的广泛适用性	开发一种能够跨不同摄像头场景检测痴呆症患者风险行为的自动化深度学习系统	痴呆症患者在护理环境中的行为风险检测	计算机视觉	老年疾病	视频监控、深度学习	自编码器、大型语言模型	视频	九名痴呆症患者的视频数据，通过三个不同的走廊摄像头记录	NA	深度加权时空自编码器	接收者操作特征曲线下面积	NA
4822	2026-02-07	Technology-Enhanced Dual-Task Testing for Alzheimer's Disease and Related Dementias: A Review of Trends, Tools, and Emerging Directions 2026, IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering : a publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society IF:4.8Q1 DOI:10.1109/TNSRE.2026.3658013 PMID:41587242	综述	本文全面综述了2010年至2025年10月期间，基于双任务测试（DT）评估阿尔茨海默病及相关痴呆症（ADRD）的技术趋势、工具和新兴方向	整合了工程学与临床神经科学的见解，探讨了广泛的双任务范式、传感技术和分析方法，并强调了现代传感器与AI技术在增强早期ADRD检测中的作用	文章作为综述，本身不包含原始研究数据，其总结的局限性主要基于现有文献，并强调了当前方法在公平性、可扩展性和临床可行性方面的挑战	为工程师、数据科学家和临床医生开发用于神经退行性疾病早期检测和监测的技术驱动工具提供关键资源	阿尔茨海默病及相关痴呆症（ADRD）的早期检测方法	数字病理学	老年病	双任务测试（DT）、可穿戴传感器、电子步道、红外/深度相机、视频、平板电脑、脑成像工具（如fMRI和fNIRS）、眼动追踪、基于AI的视频姿态估计	深度学习	多模态数据（运动数据、视频、脑成像数据等）	NA	NA	NA	NA	NA
4823	2026-02-07	Deep learning-driven morphological fingerprinting: rapid, accurate and low-cost pathogen identification via the analysis of dried patterns of droplets 2025-Dec-29, Journal of nanobiotechnology IF:10.6Q1 DOI:10.1186/s12951-025-03923-9 PMID:41462248	研究论文	本研究提出了一种基于深度学习的AI平台，通过分析微生物悬浮液干燥后形成的物种特异性脱水图案，实现快速、准确且低成本的病原体识别	首次利用微生物悬浮液干燥过程中的脱水图案作为形态指纹，结合深度学习模型进行病原体分类，提供了一种新型的快速诊断方法	研究仅针对七种常见血流感染病原体，未涵盖所有可能病原体；且需在40°C下进行干燥步骤，可能受环境条件影响	开发一种快速、低成本的血流感染病原体识别技术，以指导及时抗生素治疗	常见血流感染病原体，包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌和白色念珠菌	计算机视觉	血流感染	脱水图案分析	CNN	图像	10,055张脱水图案图像	PyTorch	ResNet-34	准确率, AUC-ROC	NA
4824	2025-12-29	A survival prediction model for leptomeningeal metastasis patients with non-small cell lung cancer based on deep learning 2025-Dec-28, BMC cancer IF:3.4Q2 DOI:10.1186/s12885-025-15503-z PMID:41455921	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
4825	2026-02-07	Exploiting correlations across trials and behavioral sessions to improve neural decoding 2025-Sep-25, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.09.14.613047 PMID:39314484	研究论文	本文提出了两种利用跨试验和跨行为会话相关性的新型神经解码模型，以提高神经解码的准确性	提出了多会话降秩回归模型和多会话状态空间模型，首次系统性地利用跨试验和跨会话的神经活动相关性来改进解码，相比传统方法具有更好的解释性和计算效率	未明确说明模型在实时解码场景下的性能表现，也未讨论模型对噪声和异常数据的鲁棒性	改进神经解码的准确性，通过利用跨试验和跨行为会话的神经活动相关性	小鼠的神经活动数据与行为数据	机器学习	NA	Neuropixels记录技术	降秩回归模型, 状态空间模型	神经活动数据, 行为数据	433个行为会话，覆盖270个脑区，来自国际脑实验室公开的小鼠Neuropixels数据集	NA	多会话降秩回归模型, 多会话状态空间模型	解码准确率	NA
4826	2026-02-07	Towards global reaction feasibility and robustness prediction with high throughput data and bayesian deep learning 2025-May-15, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-59812-0 PMID:40374636	研究论文	本文通过整合高通量实验和贝叶斯深度学习，预测有机反应可行性及其对环境因素的鲁棒性	利用内部高通量平台构建了工业规模下最广泛的单一HTE数据集，并应用贝叶斯神经网络实现高精度预测，同时通过细粒度不确定性解耦实现高效主动学习	未明确提及模型在更广泛化学空间或不同反应类型中的泛化能力限制	预测有机反应的可行性和对环境因素的鲁棒性，以支持工业过程设计	11,669个不同的酸胺偶联反应	机器学习	NA	高通量实验	贝叶斯神经网络	实验数据	11,669个反应	NA	贝叶斯神经网络	预测准确率	NA
4827	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
4828	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
4829	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
4830	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
4831	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
4832	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
4833	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
4834	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
4835	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
4836	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
4837	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
4838	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
4839	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
4840	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