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	Near InfraRed Reflectance Imaging for the Assessment of Geographic Atrophy Using Deep Learning 2025-Jul-15, Retina (Philadelphia, Pa.) DOI:10.1097/IAE.0000000000004614 PMID:40694826	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的全自动方法，用于在近红外反射成像中检测地理萎缩	首次利用深度学习对近红外反射成像进行地理萎缩的自动检测和定位	样本量相对有限（113名GA患者和119名对照），仅在一家医疗中心进行验证	开发和评估基于深度学习的全自动方法，用于在近红外反射成像中检测地理萎缩	年龄≥50岁、经两位视网膜专家确诊的地理萎缩患者和健康视网膜对照者	计算机视觉	老年性黄斑变性	近红外反射成像	Vision Transformer, YOLO	图像	113名GA患者和119名对照，共330张分类图像和659张定位图像	NA	Vision Transformer B16, YOLOv8-Large	准确率, 精确率, 灵敏度, F1分数, DICE系数, IoU	NA
5222	2025-10-06	Attention-enhanced Dual-stream Registration Network via Mixed Attention Transformer and Gated Adaptive Fusion 2025-Jul-14, Medical image analysis IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.media.2025.103713 PMID:40694890	研究论文	提出一种用于脑部MRI形变配准的注意力增强双流配准网络	提出混合注意力变换器模块同时建模自相关和互相关，并设计门控自适应融合模块改进U型网络的跳跃连接	仅针对脑部MRI数据进行验证，未在其他医学影像模态上测试	解决形变配准中图像内特征提取和图像间特征匹配的同步实现问题	脑部MRI图像	计算机视觉	脑部疾病	MRI	CNN, Transformer	医学图像	三个公共脑部MRI数据集	NA	U-Net, Mixed Attention Transformer	配准性能指标	NA
5223	2025-10-06	Fluid and White Matter Suppression contrasts MRI improves Deep Learning detection of Multiple Sclerosis Cortical Lesions 2025-Jul-14, NeuroImage. Clinical DOI:10.1016/j.nicl.2025.103818 PMID:40695098	研究论文	本研究探讨FLAWS MRI序列在改善深度学习检测多发性硬化皮质病变方面的效果	首次将FLAWS MRI序列与深度学习结合用于多发性硬化皮质病变检测，并实现从先进研究序列到常规临床序列的知识迁移	研究样本量相对有限(204例)，外部验证数据集规模未明确说明	提高多发性硬化皮质病变的检测和分割准确性	多发性硬化患者	医学影像分析	多发性硬化	FLAWS MRI, MP2RAGE, MPRAGE	深度学习模型	MRI图像	204例多发性硬化患者	NA	NA	F1-score, DSC	NA
5224	2025-10-06	Convolutional Neural Network-Transformer Model to Predict and Classify Early Arrhythmia Using Electrocardiogram Signal 2025-Jul-03, Journal of visualized experiments : JoVE DOI:10.3791/68227 PMID:40690419	研究论文	提出一种基于CNN-Transformer混合模型的深度学习框架，用于从心电图信号中早期预测和分类心律失常	结合1D CNN提取空间特征和Transformer建模时序依赖性的混合架构，在心律失常分类任务中实现近乎完美的性能	仅使用Lead I导联信号，可能未充分利用多导联ECG的完整信息	开发精确自动化的早期心律失常诊断和检测技术	心电图信号中的五种主要心跳类型：正常心跳、左束支传导阻滞、右束支传导阻滞、房性早搏、室性早搏	机器学习	心血管疾病	心电图信号分析	CNN, Transformer	心电图信号	超过390万训练段和112,575测试段，来自INCART 12-lead、心源性猝死Holter、室上性和MIT-BIH心律失常数据库	NA	1D CNN, Transformer	准确率, 精确率, F1分数	NA
5225	2025-10-06	MDNN: memetic deep neural network for genomic prediction 2025-Jul-02, Briefings in bioinformatics IF:6.8Q1 DOI:10.1093/bib/bbaf352 PMID:40698862	研究论文	提出一种基于模因算法的深度神经网络框架MDNN，用于基因组预测中的网络架构自动优化	首次将模因算法应用于神经网络架构搜索，实现基因组预测中网络架构的自动优化	未明确说明模型在其他物种或数据集上的泛化能力	改进基因组预测方法，特别是针对复杂性状的非线性特征提取	小麦基因组数据（wheat599和wheat2000数据集）	机器学习	NA	基因组预测	深度神经网络	基因组数据	两个小麦数据集（wheat599和wheat2000）	NA	MDNN（基于模因算法优化的深度神经网络）	皮尔逊相关系数	NA
5226	2025-10-06	Dynamic glucose enhanced imaging using direct water saturation 2025-Jul, Magnetic resonance in medicine IF:3.0Q2 DOI:10.1002/mrm.30447 PMID:40096575	研究论文	提出一种基于直接水饱和曲线的动态葡萄糖增强成像方法，用于评估脑肿瘤患者的葡萄糖摄取	利用水饱和谱中直接水饱和曲线的交换基线宽展宽效应，克服传统动态葡萄糖增强MRI的低效应尺寸和运动敏感性问题	仅在四名脑肿瘤患者中进行初步评估，样本量较小	开发新型动态葡萄糖增强磁共振成像技术以改善葡萄糖摄取评估	脑肿瘤患者（四种不同类型）的脑组织	医学影像	脑肿瘤	动态葡萄糖增强MRI，Z谱采集，灌注加权成像	深度学习	磁共振影像数据，Z谱数据	4名脑肿瘤患者	NA	NA	曲线下面积，线宽变化百分比	3T MRI扫描仪
5227	2025-10-06	Machine Learning Analysis of Videourodynamics to Predict Incident Hydronephrosis in Patients With Spina Bifida 2025-Jul, The Journal of urology IF:5.9Q1 DOI:10.1097/JU.0000000000004547 PMID:40132220	研究论文	开发机器学习模型利用视频尿动力学数据预测脊柱裂患者发生肾积水的风险	首次将机器学习应用于视频尿动力学数据，通过集成模型结合压力/体积记录和荧光图像特征预测肾积水发生	研究样本量有限（训练队列354人，验证队列200人），模型性能仍需进一步验证	预测脊柱裂患者发生肾积水的风险	脊柱裂患者（年龄范围2个月至42岁）	机器学习	脊柱裂及相关肾脏并发症	视频尿动力学检查	随机生存森林, 深度学习, 集成模型	视频尿动力学数据，包括压力/体积记录和膀胱荧光图像	训练队列354名患者，验证队列200名患者	NA	随机生存森林, 深度学习特征提取	C统计量, 特异性	NA
5228	2025-10-06	Virtual lung screening trial (VLST): An in silico study inspired by the national lung screening trial for lung cancer detection 2025-Jul, Medical image analysis IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.media.2025.103576 PMID:40209556	研究论文	本研究通过虚拟肺部筛查试验(VLST)模拟国家肺部筛查试验(NLST)，评估CT与胸部X光在肺癌检测中的诊断性能差异	首次开发虚拟成像试验平台模拟大型临床试验，通过计算机模拟患者队列和深度学习模型作为虚拟阅片者	研究基于模拟数据，需要进一步验证在真实临床环境中的适用性	验证虚拟成像试验平台复制临床试验关键要素的能力，比较CT与胸部X光在肺癌筛查中的诊断性能	包含模拟癌性肺结节的虚拟患者队列	医学影像分析	肺癌	计算机断层扫描(CT), 胸部X光摄影(CXR)	深度学习模型	医学影像	294名虚拟受试者	NA	AI CT-Reader, AI CXR-Reader	AUC, 敏感性, 特异性	NA
5229	2025-10-06	Transfer Learning Empowered Multiple-Indicator Optimization Design for Terahertz Quasi-Bound State in the Continuum Biosensors 2025-Jul, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) DOI:10.1002/advs.202504855 PMID:40287969	研究论文	提出一种基于迁移学习的太赫兹准连续态束缚态生物传感器多指标优化设计方法	首次实现质量因子、品质因数和有效传感区域的多指标综合优化，采用两阶段迁移学习方法显著降低数据需求	未明确说明方法在其他类型生物传感器上的普适性	优化太赫兹超表面生物传感器的多性能指标设计	太赫兹准连续态束缚态生物传感器	机器学习	NA	太赫兹超表面传感技术	深度学习	结构参数与光学响应数据	数据需求比传统深度学习方法减少50%	NA	迁移学习框架	质量因子(Q因子)、品质因数(FoM)、有效传感区域(ESA)、频率偏移	NA
5230	2025-10-06	World of Forms: Deformable geometric templates for one-shot surface meshing in coronary CT angiography 2025-Jul, Medical image analysis IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.media.2025.103582 PMID:40318517	研究论文	提出一种基于可变形几何模板的数据高效深度学习方法，用于冠状动脉CT血管造影中的一次性3D解剖对象表面网格生成	引入多分辨率图神经网络和新型掩码自编码器预训练策略，直接使用几何先验进行3D表面网格生成	NA	开发数据高效的深度学习方法，实现准确且拓扑一致的3D医学对象表面网格生成	心包、左心室腔和左心室心肌	医学图像分析	心血管疾病	冠状动脉CT血管造影	图神经网络	3D医学图像	一次性设置	NA	多分辨率图神经网络, 掩码自编码器	分割性能, 网格质量	NA
5231	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
5232	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
5233	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
5234	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
5235	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
5236	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
5237	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
5238	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
5239	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
5240	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