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
5221	2025-10-06	Tracking conditioned fear in pair-housed mice using deep learning and real-time cue delivery 2025-Jul, Neurobiology of stress IF:4.3Q1 DOI:10.1016/j.ynstr.2025.100742 PMID:40678084	研究论文	开发了一种结合深度学习姿态估计和实时线索传递的新范式，用于在配对饲养小鼠的家庭笼环境中研究条件性恐惧行为	首次将开源软件与深度学习姿态估计相结合，在家庭笼环境中研究配对小鼠对重复条件刺激的恐惧行为反应，并考虑光暗昼夜周期的影响	研究仅针对小鼠模型，结果向人类PTSD的转化需要进一步验证；样本规模相对有限	研究创伤后应激障碍(PTSD)中感觉线索引发的恐惧行为机制	配对饲养的小鼠	计算机视觉	创伤后应激障碍	深度学习姿态估计，实时线索传递，视频记录分析	深度学习模型	视频	配对饲养的小鼠群体	开源软件框架	NA	冻结行为量化分析	NA
5222	2025-10-06	Revolutionizing agriculture: A comprehensive review on artificial intelligence applications in enhancing properties of agricultural produce 2025-Jul, Food chemistry: X DOI:10.1016/j.fochx.2025.102748 PMID:40686912	综述	本文全面回顾了人工智能在提升农产品特性和优化农业实践中的应用	系统整合了包括机器学习、深度学习、物联网和决策支持系统在内的多种AI工具在农业领域的综合应用	广泛采用面临高成本、隐私问题、基础设施不足和技术知识有限等障碍	探索人工智能技术在解决农业挑战中的潜力和局限性	农产品特性、农业实践	机器学习	NA	图像分类、预测建模	CNN, LSTM	图像、时间序列数据	NA	NA	卷积神经网络, 长短期记忆网络	NA	NA
5223	2025-10-06	A proof-of-concept study of direct magnetic resonance imaging-based proton dose calculation for brain tumors via neural networks with Monte Carlo-comparable accuracy 2025-Jul, Physics and imaging in radiation oncology DOI:10.1016/j.phro.2025.100806 PMID:40687308	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的质子剂量计算引擎，可直接从磁共振图像计算脑肿瘤患者的质子剂量	首次实现直接从磁共振图像进行质子剂量计算，绕过了合成CT的中间步骤，同时保持蒙特卡罗级别的精度	研究样本量较小（39例脑肿瘤患者），且仅针对脑部肿瘤进行了验证	开发直接从磁共振图像进行质子剂量计算的方法，简化质子治疗工作流程	脑肿瘤患者	医学影像分析	脑肿瘤	磁共振成像，质子治疗，蒙特卡罗模拟	xLSTM	医学影像（MR和CT图像）	39例脑肿瘤患者（29例训练，3例验证，7例测试）	NA	xLSTM	伽马通过率，百分比剂量误差	NA
5224	2025-10-06	Three-dimensional reconstruction of the knee joint based on automated 1.5T magnetic resonance image segmentation: A feasibility study 2025-Jul, Journal of experimental orthopaedics IF:2.0Q2 DOI:10.1002/jeo2.70361 PMID:40689092	研究论文	本研究验证了基于1.5T磁共振图像通过自动和半自动分割方法进行膝关节三维重建的准确性	首次将基于Transformer的深度学习模型(UNet-R)应用于膝关节MRI自动分割，并系统比较了全自动、半自动和手动分割方法的性能	样本量较小(11个膝关节标本)，全自动分割方法存在较大变异性需要人工校正	验证1.5T磁共振图像自动分割方法在膝关节三维重建中的准确性和可行性	11个新鲜冷冻尸体膝关节标本的股骨远端和胫骨近端	医学影像分析	膝关节疾病	磁共振成像, 激光表面扫描	深度学习	磁共振图像, 三维点云数据	11个尸体膝关节标本	NA	UNet-R(基于Transformer的U-Net变体)	点对表面距离, Bland-Altman分析	NA
5225	2025-10-06	A multi-task deep neural network reveals inflowing river impacts for predictive lake management 2025-Jul, Environmental science and ecotechnology IF:14.0Q1 DOI:10.1016/j.ese.2025.100592 PMID:40689412	研究论文	开发了一种多任务深度神经网络模型，用于预测流入河流对湖泊水质的影响	首次将多任务深度神经网络应用于复杂湖泊系统中多个水质指标的同步预测，相比传统方法精度提升高达56.3%	模型在特定湖泊（滇池）上开发，在其他湖泊的适用性需要进一步验证	开发数据驱动的湖泊管理工具，预测河流输入对湖泊水质的影响	滇湖生态系统及其流入河流	机器学习	NA	水质监测数据	深度神经网络	水质指标数据	NA	NA	多任务深度神经网络	预测精度	NA
5226	2025-10-06	Analysis of Tumor Microenvironmental Features Between Primary and Synchronous Liver Metastases From Patients With Colorectal Cancers Using a Deep Learning Algorithm 2025-Jul, JCO clinical cancer informatics IF:3.3Q2 DOI:10.1200/CCI-25-00004 PMID:40694782	研究论文	使用深度学习算法分析结直肠癌患者原发灶与同步肝转移灶肿瘤微环境特征的差异	首次使用经过验证的深度学习分割算法(QuantCRC)系统量化比较结直肠癌原发灶与同步肝转移灶的15种不同形态学特征	样本量相对较小(N=57)，仅包含同步肝转移患者，未考虑异时性转移	比较结直肠癌原发灶与同步肝转移灶肿瘤微环境形态学特征的差异	结直肠癌患者原发肿瘤和同步肝转移灶	数字病理学	结直肠癌	H&E染色组织切片数字化	深度学习分割算法	病理图像	57例结直肠癌伴同步肝转移患者	NA	QuantCRC	Wilcoxon符号秩检验，线性回归分析	NA
5227	2025-10-06	VascX Models: Deep Ensembles for Retinal Vascular Analysis From Color Fundus Images 2025-Jul-01, Translational vision science & technology IF:2.6Q2 DOI:10.1167/tvst.14.7.19 PMID:40699175	研究论文	提出并验证了用于彩色眼底图像的血管、动静脉、视盘分割和中心凹定位的深度学习模型集成VascX	使用超过15个公开注释数据集构建多样化开发集，采用新的更鲁棒的预处理算法和强数据增强训练UNet模型集成	未明确说明具体的数据集规模和模型计算资源需求	开发用于视网膜血管分析的深度学习模型，支持更稳健的视网膜血管分析	彩色眼底图像中的血管、动静脉、视盘和中心凹	计算机视觉	眼科疾病	深度学习	UNet	图像	结合超过15个公开注释数据集，包含荷兰研究（主要是鹿特丹研究）的彩色眼底图像	NA	UNet	Dice系数, 平均绝对误差, Pearson相关系数	NA
5228	2025-10-06	Immune-related genes can accurately predict survival in bladder cancer: a retrospective study via two independent immunotherapy cohorts 2025-Jun-30, Translational andrology and urology IF:1.9Q3 DOI:10.21037/tau-2025-28 PMID:40687668	研究论文	本研究通过两个独立免疫治疗队列识别免疫相关基因作为膀胱癌预后预测的生物标志物	首次基于深度学习算法构建包含三个免疫治疗相关基因的风险评分模型，用于膀胱癌免疫治疗预后预测	回顾性研究设计，需要前瞻性研究进一步验证	开发膀胱癌免疫治疗预后预测模型	膀胱癌患者	机器学习	膀胱癌	基因表达分析	深度学习	基因表达数据	两个独立免疫治疗队列（IMvigor210和GEO数据库）	NA	NA	总体生存期预测	NA
5229	2025-10-06	The diagnostic model from semi-supervised cross modality transformation improved the distinguished ability of X-rays for pulmonary tuberculosis 2025-Jun-27, Clinical radiology IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.crad.2025.107004 PMID:40695011	研究论文	通过半监督跨模态转换构建AI模型，提升X光对肺结核的诊断准确性	采用半监督跨模态转换计算模型，使X光诊断性能接近CT水平	模型灵敏度略低于原始X光模型（0.778 vs 0.815）	提高常规X光对肺结核的诊断准确性，使其性能接近CT扫描	肺结核患者的胸部X光和CT图像	计算机视觉	肺结核	深度学习，迁移学习	深度学习模型	图像	包含本院数据集及两个开源数据集（深圳医院数据集和蒙哥马利县数据集）	NA	NA	准确率，特异性，灵敏度	NA
5230	2025-10-06	Deep Learning-Based Models for Ventricular Segmentation in Hydrocephalus: A Systematic Review and Meta-Analysis 2025-06, World neurosurgery IF:1.9Q2 DOI:10.1016/j.wneu.2025.124001 PMID:40306409	系统评价与荟萃分析	本文系统评估了基于深度学习的脑室分割模型在脑积水患者中的性能表现	首次对深度学习模型在脑积水脑室分割中的性能进行系统评价和荟萃分析，比较了不同影像学模式下的模型表现	纳入研究数量有限（24项），部分模型性能差异较大，缺乏统一评估标准	评估基于深度学习的模型在脑积水患者脑室分割中的性能	脑积水患者的脑室影像数据	医学影像分析	脑积水	医学影像分析	深度学习模型	医学影像（MRI、CT、超声）	24项研究，2911名患者	NA	NA	Dice相似系数	NA
5231	2025-10-06	ORAKLE: Optimal Risk prediction for mAke30 in patients with sepsis associated AKI using deep LEarning 2025-May-26, Critical care (London, England) DOI:10.1186/s13054-025-05457-w PMID:40420108	研究论文	开发了一种名为ORAKLE的深度学习模型，利用动态时间序列数据预测脓毒症相关急性肾损伤患者的30天内主要不良肾脏事件	首次将Dynamic DeepHit框架应用于MAKE30预测，能够捕捉临床状态的动态变化，克服了现有静态预测模型的局限	基于回顾性研究设计，可能存在数据偏差；仅使用公开重症监护数据库，未在更多临床环境中验证	开发能够准确预测脓毒症相关急性肾损伤患者30天内主要不良肾脏事件的个性化风险预测模型	符合脓毒症-3标准且在ICU入院48小时内发生急性肾损伤的重症患者	医疗人工智能	急性肾损伤,脓毒症	时间序列生存分析	Dynamic DeepHit, XGBoost, Cox	临床时间序列数据	MIMIC-IV数据库16,671例患者，SiCdb数据库2,665例患者，eICU-CRD数据库11,447例患者	NA	Dynamic DeepHit	AUROC, AUPRC, Brier score	NA
5232	2025-10-06	Pancreas segmentation using AI developed on the largest CT dataset with multi-institutional validation and implications for early cancer detection 2025-May-16, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-01802-9 PMID:40379726	研究论文	开发基于深度学习的三维卷积神经网络用于胰腺自动分割，并在最大单机构CT数据集上训练和多机构数据集上验证	使用迄今为止最大的单机构CT数据集（n=3031）开发胰腺分割模型，并在多机构数据集上进行外部验证	NA	推进早期胰腺癌检测的影像生物标志物研究和胰腺疾病的生物标志物发现	胰腺CT影像	医学影像分析	胰腺癌	CT成像	CNN	CT图像	训练集3031例CT，外部验证集585例CT，测试子集452例	NA	3D nnU-Net	Dice相似系数, 一致性相关系数	NA
5233	2025-10-06	Tracking Conditioned Fear in Pair-Housed Mice Using Deep Learning and Real-Time Cue Delivery 2025-May-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.05.10.653260 PMID:40463247	研究论文	开发了一种结合深度学习姿态估计和实时线索传递的新范式，用于在配对饲养小鼠中追踪条件性恐惧行为	首次将开源软件与深度学习姿态估计相结合，在家庭笼环境中研究配对小鼠对重复条件刺激的恐惧行为反应，并考虑光暗昼夜周期影响	研究仅针对小鼠模型，结果向人类PTSD的转化需要进一步验证	开发新范式研究创伤后应激障碍(PTSD)相关的条件性恐惧行为	配对饲养的小鼠	计算机视觉	创伤后应激障碍	深度学习姿态估计，实时线索传递，视频记录分析	深度学习	视频	配对饲养的小鼠群体（具体数量未明确说明）	NA	NA	冻结行为分析	NA
5234	2025-10-06	Vessels hiding in plain sight: quantifying brain vascular morphology in anatomical MR images using deep learning 2025-May-11, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.05.06.652518 PMID:40654616	研究论文	开发名为anat2vessels的深度学习模型，用于在常规T1/T2加权磁共振图像中量化脑部血管形态	首次实现从常规解剖MR图像（T1w/T2w）中提取脑血管形态特征，无需专门的MRA扫描	模型性能在仅使用T1w图像时可能受限，需要配对MR/MRA数据进行训练	开发非侵入性方法评估脑部血管形态与脑健康的关系	脑部血管形态	医学影像分析	脑部血管疾病	磁共振成像（MRI），时间飞跃法磁共振血管成像（TOF-MRA）	神经网络	磁共振图像	包含配对MR/MRA的数据集	NA	NA	交叉验证准确率，特征方差解释率（78%）	NA
5235	2025-10-06	Automated Joint Space Detection Improves Bone Segmentation Accuracy 2025-May-06, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2025.04.30.651481 PMID:40654621	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的自动关节间隙检测方法，显著提高了小鼠四肢骨骼分割的准确性	在传统半自动标记分水岭算法基础上，引入了结构增强、张量投票和输出膨胀技术，并采用3D U-Net架构的深度学习模型进行关节间隙预测	在疾病严重程度增加和年龄增长的小鼠中分割准确性下降，在新数据集和疾病修饰数据集上性能有所降低	开发自动化的关节间隙检测方法以提高骨骼分割准确性	小鼠后爪和前爪的骨骼结构（30-33块骨骼）	计算机视觉	炎症侵蚀性关节炎	微型计算机断层扫描	CNN	3D图像	野生型和TNF-Tg转基因小鼠的后爪和前爪数据，包含不同性别和年龄的样本	NA	3D U-Net, ResNet-18	分割准确率	NA
5236	2025-10-06	Diagnostic Accuracy of a Deep Learning Algorithm for Detecting Unruptured Intracranial Aneurysms in Magnetic Resonance Angiography: A Multicenter Pivotal Trial 2025-05, World neurosurgery IF:1.9Q2 DOI:10.1016/j.wneu.2025.123882 PMID:40086726	研究论文	评估基于深度学习的算法在磁共振血管造影中检测未破裂颅内动脉瘤的诊断准确性	首次在多中心关键试验中使用3D U-Net模型检测未破裂颅内动脉瘤，并在不同机构间验证性能一致性	对小于3mm的动脉瘤检测灵敏度较低（72.3%），小型或复杂动脉瘤仍需专家复核	开发辅助放射科医生检测未破裂颅内动脉瘤的深度学习工具	675名参与者（189例动脉瘤阳性含221个UIAs，486例动脉瘤阴性）	医学影像分析	颅内动脉瘤	时间飞跃法磁共振血管造影	CNN	3D医学影像	675名参与者，988个非重叠TOF MRA数据集	NA	3D U-Net	灵敏度, 特异度, 假阳性率, AUC	NA
5237	2025-10-06	MSP-tracker: A versatile vesicle tracking software tool used to reveal the spatial control of polarized secretion in Drosophila epithelial cells 2025-04, PLoS biology IF:7.8Q1 DOI:10.1371/journal.pbio.3003099 PMID:40208901	研究论文	开发了一种名为MSP-tracker的囊泡追踪软件工具，用于研究果蝇上皮细胞中极化分泌的空间调控机制	开发了新型交互式囊泡追踪框架，结合计算机视觉和深度学习技术，无需大量训练数据即可在嘈杂环境中准确追踪囊泡轨迹	NA	研究上皮细胞中特定分泌货物如何靶向质膜不同区域的机制	果蝇上皮细胞中的高尔基体后囊泡	计算机视觉	NA	RUSH系统，囊泡追踪	深度学习	图像	NA	NA	NA	追踪准确度	NA
5238	2025-10-06	Comparison of Pathologist and Artificial Intelligence-based Grading for Prediction of Metastatic Outcomes After Radical Prostatectomy 2025-Feb, European urology oncology IF:8.3Q1 DOI:10.1016/j.euo.2024.08.004 PMID:39232875	研究论文	比较病理学家和基于人工智能的前列腺癌分级方法在预测根治性前列腺切除术后转移结局方面的表现	首次将AI分级系统与病理学家分级在预测肿瘤转移结局方面进行直接比较，而非仅评估分级一致性	研究样本量相对有限（777例患者），且仅基于单个代表性切片进行评估	评估AI系统在前列腺癌分级和转移预测方面的临床价值	前列腺癌患者	数字病理学	前列腺癌	深度学习	深度学习模型	组织病理学图像	777名独特患者	NA	NA	Harrell's C-index	NA
5239	2025-10-06	Identifying pivotal sites affecting thermostability of GH11 xylanase via conventional and deep learning-based energy calculation 2025-Jan-10, FEMS microbiology letters IF:2.2Q3 DOI:10.1093/femsle/fnaf072 PMID:40643334	研究论文	本研究通过计算方法和深度学习工具识别影响GH11木聚糖酶热稳定性的关键位点	结合传统计算工具Rosetta Cartesian_ddG与深度学习工具Pythia进行酶热稳定性关键位点预测	组合不同位点的有益突变会导致热稳定性降低，存在负向上位性相互作用	提高GH11木聚糖酶XynCDBFV的热稳定性	来自Neocallimastix patriciarum的GH11木聚糖酶XynCDBFV	机器学习	NA	位点饱和突变、计算能量分析	深度学习	蛋白质序列和结构数据	18个突变变体（D57位点3个，G201位点5个）	Pythia, Rosetta	NA	最适温度提升、残余活性百分比	NA
5240	2025-10-06	Machine learning applications in colorectal cancer: from early detection to personalized treatment 2025-Jan-08, Integrative biology : quantitative biosciences from nano to macro IF:1.5Q4 DOI:10.1093/intbio/zyaf013 PMID:40694039	综述	本文综述机器学习在结直肠癌从早期检测到个性化治疗全流程中的应用与影响	整合多组学、影像组学和临床数据，通过监督学习、神经网络和深度学习生成可操作见解，超越传统诊断和预后方法	面临数据质量、验证标准、临床工作流程整合及伦理问题等挑战	探讨机器学习在结直肠癌诊疗中的变革性作用及临床实施路径	结直肠癌患者的多模态数据（遗传特征、影像数据、临床信息）	机器学习	结直肠癌	多组学分析、影像组学分析	支持向量机, 随机森林, 神经网络, 深度学习	遗传数据, 影像数据, 临床数据	NA	NA	NA	诊断准确性, 治疗结果改善	NA