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
5101	2025-03-08	An automated treatment planning portfolio for whole breast radiotherapy 2025-Mar, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.17588 PMID:39699058	研究论文	本研究开发了一套完整的自动化放射治疗计划组合，用于全乳放疗，适应不同的患者因素、临床方法和可用资源	提出了一个全面的、端到端的自动化放疗解决方案，结合了多种治疗方法和深度学习模型，适应不同的患者和治疗需求	研究中使用的样本量相对较小，且主要来自特定机构，可能限制了结果的普遍性	开发一套自动化放疗计划组合，以适应不同的患者因素和临床需求	全乳放疗患者	数字病理	乳腺癌	深度学习模型（nnU-net）、RapidPlan模型	nnU-net	放疗计划数据	15名内部患者（150个计划）和40名来自瑞士、阿根廷、伊朗和美国的外部患者（360个计划）
5102	2025-02-10	A 2.5D transfer deep learning model based on artificial intelligence for differentiating lymphoma and tuberculous lymphadenitis in HIV/AIDS patients 2025-Mar, The Journal of infection IF:14.3Q1 DOI:10.1016/j.jinf.2025.106439 PMID:39922386	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
5103	2025-03-08	Deep-Learning-Based Approaches for Rational Design of Stapled Peptides With High Antimicrobial Activity and Stability 2025-Mar, Microbial biotechnology IF:4.8Q1 DOI:10.1111/1751-7915.70121 PMID:40042163	研究论文	本研究利用深度学习和机器学习构建了十个预测模型，用于设计具有高抗菌活性和稳定性的钉合肽，并通过独立数据集和湿实验验证了模型的准确性	首次将深度学习方法应用于钉合肽的设计，并通过AlphaFold改进钉合肽结构预测，展示了深度学习在肽修饰和设计中的潜力	研究中使用的数据集和实验样本量未明确说明，可能影响结果的普适性	开发高抗菌活性和稳定性的钉合肽	钉合抗菌肽（AMPs）	机器学习	NA	深度学习，机器学习，AlphaFold	支持向量机（SVM），深度学习模型	序列数据，结构数据	NA
5104	2025-03-08	Timescale Matters: Finer Temporal Resolution Influences Driver Contributions to Global Soil Respiration 2025-Mar, Global change biology IF:10.8Q1 DOI:10.1111/gcb.70118 PMID:40052202	研究论文	本文利用深度学习模型预测了1982年至2018年全球土壤呼吸（R）的月度和年度变化，并探讨了温度、降水和植被指数（LAI）对R的影响	通过比较月度和年度时间尺度下的土壤呼吸预测，揭示了时间分辨率对捕捉季节性变化和关键环境驱动因素的重要性	研究主要依赖于模型预测，可能受到数据质量和模型假设的限制	探讨时间分辨率对全球土壤呼吸预测及其环境驱动因素的影响	全球土壤呼吸及其环境驱动因素（温度、降水和植被指数）	机器学习	NA	深度学习	深度学习模型	时间序列数据	1982年至2018年的全球数据
5105	2025-03-08	Sliding-window enhanced olfactory visual images combined with deep learning to predict TVB-N content in chilled mutton 2025-Feb-28, Meat science IF:5.7Q1 DOI:10.1016/j.meatsci.2025.109791 PMID:40048988	研究论文	本研究提出了一种新的嗅觉视觉图像数据增强方法，结合深度学习实现了对冷藏羊肉中总挥发性碱性氮（TVB-N）含量的准确预测	提出了滑动窗口增强嗅觉视觉图像的方法，结合深度学习模型进行TVB-N含量预测，相比传统机器学习模型具有更好的预测性能	NA	实现对冷藏羊肉中TVB-N含量的准确预测，用于现场评估羊肉新鲜度	冷藏羊肉	计算机视觉	NA	嗅觉可视化传感器阵列	InceptionNetV3, ResNet50, MobileNetV3, PLSR, SVR, RF	图像	NA
5106	2025-03-08	Deep learning-based cell-specific gene regulatory networks inferred from single-cell multiome data 2025-Feb-27, Nucleic acids research IF:16.6Q1 DOI:10.1093/nar/gkaf138 PMID:40037709	研究论文	本文介绍了一种名为scMultiomeGRN的深度学习框架，用于从单细胞多组学数据中推断细胞特异性的基因调控网络	scMultiomeGRN通过独特整合单细胞基因组学（单细胞RNA测序）和表观基因组学（单细胞ATAC测序）数据，构建了模态特定的邻居聚合器和跨模态注意力模块，以学习转录因子的潜在表示	单细胞测序数据的高丢失率可能导致单组学数据不足，从而影响基因调控网络的推断	研究目的是开发一种深度学习框架，以从单细胞多组学数据中推断细胞特异性的基因调控网络	研究对象是单细胞多组学数据中的转录因子调控网络	机器学习	阿尔茨海默病	单细胞RNA测序, 单细胞ATAC测序	深度学习框架	单细胞多组学数据	多个基准数据集
5107	2025-03-08	Iterative improvement of deep learning models using synthetic regulatory genomics 2025-Feb-21, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.02.04.636130 PMID:39974895	研究论文	本文探讨了使用合成调控基因组学迭代改进深度学习模型的方法，特别是Enformer模型在预测DNA可及性方面的应用	通过合成调控基因组学数据对Enformer模型进行微调，显著减少了预测误差，并保持了在其他轨迹上的强预测性能	模型在序列与参考基因组差异较大时（如DHS顺序或方向的重排）预测能力较差	提高深度学习模型在预测与参考基因组序列不同的DNA可及性方面的性能	DNA可及性预测，特别是与疾病和性状相关的变异或工程序列	机器学习	NA	合成调控基因组学	Enformer	基因组序列数据	数十个DNase I超敏感位点（DHSs）的删除、倒置和重排
5108	2025-03-08	Mapping the regulatory effects of common and rare non-coding variants across cellular and developmental contexts in the brain and heart 2025-Feb-20, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.02.18.638922 PMID:40027628	研究论文	本文通过深度学习模型预测了1500万种非编码变异在132种成人和胎儿大脑及心脏细胞环境中的影响，并开发了FLARE模型来优先考虑具有极端调控效应的突变	结合单细胞图谱、群体遗传学和基于深度学习的变异效应预测，揭示了发育和疾病的机制，特别是神经发育障碍的遗传贡献主要是罕见的	NA	优先考虑人类疾病中的因果常见和罕见非编码变异，并理解选择压力如何塑造非编码基因组	成人和胎儿大脑及心脏中的非编码变异	生物信息学	神经发育障碍	单细胞ATAC-seq, 深度学习	深度学习模型, FLARE	基因组数据	1500万种非编码变异，132种细胞环境
5109	2025-03-08	Deep5mC: Predicting 5-methylcytosine (5mC) methylation status using a deep learning transformer approach 2025, Computational and structural biotechnology journal IF:4.4Q2 DOI:10.1016/j.csbj.2025.02.007 PMID:40041569	研究论文	本文介绍了一种基于深度学习Transformer的方法Deep5mC，用于预测5-甲基胞嘧啶（5mC）的甲基化状态	Deep5mC利用基因组序列中的长程依赖性来预测5mC甲基化，显著优于现有方法，并揭示了长程序列上下文对5mC预测的影响	现有方法大多关注特定基因组区域，而Deep5mC虽然考虑了长程依赖性，但仍需进一步验证其在跨物种和人类疾病中的适用性	研究5mC甲基化状态与基因组序列的依赖性，并开发一种高效的预测方法	5-甲基胞嘧啶（5mC）的甲基化状态	机器学习	NA	深度学习	Transformer	DNA序列	NA
5110	2025-03-08	Artificial intelligence in the diagnosis of uveal melanoma: advances and applications 2025, Experimental biology and medicine (Maywood, N.J.) DOI:10.3389/ebm.2025.10444 PMID:40046904	综述	本文评估了机器学习和深度学习方法在葡萄膜黑色素瘤诊断中的应用，特别是通过眼底摄影、光学相干断层扫描（OCT）和超声波等成像技术进行分类的研究	深度学习模型，特别是卷积神经网络（CNNs），能够自动分析医学图像，识别复杂模式，并提高诊断精度，相比传统方法具有显著优势	研究中的关键限制包括数据集规模小、外部验证有限以及对单一成像模式的依赖，这些都限制了模型在临床环境中的泛化能力	探讨机器学习和深度学习方法在葡萄膜黑色素瘤诊断中的应用及其潜力	葡萄膜黑色素瘤	数字病理学	葡萄膜黑色素瘤	眼底摄影、光学相干断层扫描（OCT）、超声波	卷积神经网络（CNNs）	图像	小规模数据集
5111	2025-03-08	Retraction: Risk management system and intelligent decision-making for prefabricated building project under deep learning modified teaching-learning-based optimization 2025, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0319589 PMID:40043015	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
5112	2025-03-08	XAI-MRI: an ensemble dual-modality approach for 3D brain tumor segmentation using magnetic resonance imaging 2025, Frontiers in artificial intelligence IF:3.0Q2 DOI:10.3389/frai.2025.1525240 PMID:40046502	研究论文	本文提出了一种新颖的集成双模态方法，用于使用磁共振成像（MRI）进行3D脑肿瘤分割	提出了一种集成双模态方法，结合了表现最佳的双模态预训练模型，以提高分割性能，并引入了Grad-CAM可视化技术，生成热图以突出肿瘤区域，为临床医生提供模型决策的有用信息	未明确提及具体限制	提高脑肿瘤分割的准确性和可靠性，以支持有效的肿瘤分级和治疗计划	脑肿瘤	计算机视觉	脑肿瘤	MRI	U-Net, 集成模型	3D MRI图像	未明确提及具体样本数量
5113	2025-03-08	The prognostic value of pathologic lymph node imaging using deep learning-based outcome prediction in oropharyngeal cancer patients 2025-Jan, Physics and imaging in radiation oncology DOI:10.1016/j.phro.2025.100733 PMID:40046573	研究论文	本研究探讨了在口咽癌患者中，结合病理淋巴结空间信息与深度学习模型对局部控制、区域控制、远处无转移生存和总生存的预测效果	首次在深度学习模型中结合病理淋巴结空间信息，以提高口咽癌患者的预后预测性能	研究仅基于单一机构的患者数据，可能限制了模型的泛化能力	探索结合病理淋巴结空间信息对深度学习模型预测口咽癌患者预后的潜在益处	口咽癌患者	数字病理	口咽癌	深度学习	深度学习模型	PET/CT扫描图像	409名口咽癌患者
5114	2025-03-08	Deep learning combining imaging, dose and clinical data for predicting bowel toxicity after pelvic radiotherapy 2025-Jan, Physics and imaging in radiation oncology DOI:10.1016/j.phro.2025.100710 PMID:40046574	研究论文	本研究提出了一种深度学习模型，用于同时分析计算机断层扫描、剂量分布和临床元数据，以预测盆腔放疗后的肠道毒性，并识别临床风险因素和解剖区域的影响	开发了一种基于多实例学习、特征级融合和注意力的深度模型，能够同时分析3D成像和临床数据，识别潜在风险因素和关键解剖区域	数据集来自313名患者，虽然样本量较大，但患者群体的异质性（剂量、体积、分割、伴随治疗和随访期）可能影响模型的泛化能力	预测盆腔放疗后的肠道毒性，并识别临床风险因素和解剖区域的影响	313名接受3D适形放疗和容积调强弧形放疗的患者	数字病理	NA	深度学习	多实例学习模型	3D计算机断层扫描、计划剂量分布、临床数据	313名患者
5115	2025-03-08	Leveraging automated time-lapse microscopy coupled with deep learning to automate colony forming assay 2025, Frontiers in oncology IF:3.5Q2 DOI:10.3389/fonc.2025.1520972 PMID:40046624	研究论文	本文介绍了一种结合延时显微镜和深度学习的人工智能辅助自动化集落形成实验（CFA）平台，用于实时跟踪集落形成并评估药物疗效	开发了一种基于深度学习和多目标跟踪的自动化集落计数平台，显著减少了人工操作并提高了准确性，同时支持长期细胞间相互作用和治疗反应的详细研究	未来需要与基于灌注的药物筛选系统集成以进一步增强个性化癌症治疗	开发一种自动化、高通量的集落形成实验平台，用于评估单癌细胞的克隆扩展能力和药物疗效	B-急性淋巴细胞白血病（B-ALL）细胞	数字病理学	白血病	延时显微镜、深度学习	YOLOv8	图像	E2A-PBX1小鼠模型中的B-ALL细胞
5116	2025-03-08	Machine learning for automated classification of lung collagen in a urethane-induced lung injury mouse model 2024-Oct-01, Biomedical optics express IF:2.9Q2 DOI:10.1364/BOE.527972 PMID:39421774	研究论文	本文提出了一种基于机器学习的自动化评分框架，用于评估小鼠肺损伤模型中的肺胶原含量	利用预训练的VGG16模型和统计特征结合的方法，以及采用无监督技术进行图像分析，提高了肺胶原含量评估的准确性和效率	研究依赖于小鼠模型，可能无法完全反映人类肺疾病的情况	开发自动化评分系统以提高肺胶原含量评估的准确性和一致性	成年雌性小鼠的肺切片图像	数字病理学	肺癌	SHG显微镜	VGG16, SVM	图像	NA
5117	2025-03-08	DeepEnzyme: a robust deep learning model for improved enzyme turnover number prediction by utilizing features of protein 3D-structures 2024-Jul-25, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbae409 PMID:39162313	研究论文	本文介绍了一种名为DeepEnzyme的深度学习模型，该模型结合了Transformer和图卷积网络（GCN），用于提高酶周转数（kcat）的预测准确性	DeepEnzyme模型通过整合蛋白质序列和3D结构特征，显著提高了对低序列相似性酶的预测准确性和鲁棒性，并能够评估点突变对酶催化活性的影响	NA	提高酶周转数（kcat）的预测准确性和鲁棒性，以促进蛋白质工程和合成生物学领域的研究	酶的周转数（kcat）	机器学习	NA	深度学习	Transformer, GCN	蛋白质序列和3D结构数据	NA
5118	2025-03-08	Physics-Driven Deep Learning Reconstruction of Frequency-Modulated Rabi-Encoded Echoes for Faster Accessible MRI 2024-Jul, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference DOI:10.1109/EMBC53108.2024.10782818 PMID:40039561	研究论文	本文提出了一种基于物理驱动的深度学习重建方法，用于解决频率调制Rabi编码回波（FREE）在MRI中的失真问题，并实现更高的加速率	提出了一种结合物理模型和深度学习的重建方法，解决了FREE采集中的非线性相位累积导致的失真问题，并实现了高达4倍的加速	目前仅在单接收线圈的序列梯度叠加（SGS）FREE序列上进行了验证，未涉及多接收线圈或其他序列的广泛测试	通过降低MRI成本和提高成像速度，使MRI技术更广泛地服务于全球人口	频率调制Rabi编码回波（FREE）的MRI重建	医学影像	NA	频率调制Rabi编码回波（FREE）	深度学习网络	MRI图像	未明确提及样本数量
5119	2025-03-08	Optimizing Modified Barium Swallow Exam Workflow: Automating Pre-Analysis Video Sorting in Swallowing Function Assessment 2024-Jul, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference DOI:10.1109/EMBC53108.2024.10782457 PMID:40039880	研究论文	本研究提出了一种深度学习解决方案，旨在通过自动识别视频方向和侦察视频片段来优化改良钡餐吞咽检查（MBS）的预分析过程	引入了深度学习模型来自动分类MBS检查中的视频方向和侦察视频片段，提高了预分析的效率和准确性	在区分侦察视频和吞咽任务视频时，模型的准确率最高为86%，仍有提升空间	优化改良钡餐吞咽检查的预分析流程，提高临床医生的工作效率	改良钡餐吞咽检查的视频片段	计算机视觉	吞咽功能障碍	深度学习	多任务学习模型	视频	来自172次MBS检查和106名患者的2,315个视频片段
5120	2025-03-08	New-Generation 0.55 T MRI of the Knee-Initial Clinical Experience and Comparison With 3 T MRI 2024-Apr-01, Investigative radiology IF:7.0Q1 DOI:10.1097/RLI.0000000000001016 PMID:37747455	研究论文	本研究比较了0.55 T和3 T膝关节MRI在急性创伤和膝关节疼痛患者中的检测率和读者信心	使用新一代0.55 T MRI结合深度学习图像重建算法进行膝关节成像，并与3 T MRI进行比较	0.55 T MRI在低级别软骨和半月板病变的检测准确性和读者信心方面表现有限	比较0.55 T和3 T膝关节MRI在检测和分级关节病变方面的性能	25名有症状的膝关节内部紊乱患者	医学影像	膝关节疾病	MRI, 深度学习图像重建算法	NA	图像	25名患者