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
5241	2026-07-30	Transformer-based rapid dose calculation for carbon ion therapy 2026-Aug, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.70587 PMID:42519894	研究论文	提出基于Transformer的碳离子治疗快速剂量计算方法，从单束计算到完整计划累计剂量评估建立端到端工作流	首次将Transformer架构应用于碳离子逐束剂量计算，并与LSTM进行系统对比，证明Transformer在剂量精度上优于LSTM，同时显著快于传统蒙卡算法	CT HU梯度强度（CHGI）仅能解释局部剂量差异约30%的方差，其余影响因素未明确；模型仅在头颈部病例上验证，泛化性有限	推动基于人工智能的碳离子束剂量引擎向临床可用方向发展，实现快速准确的在线自适应放疗剂量计算	碳离子放射治疗中的逐束剂量分布与完整治疗计划累计剂量	机器学习	头颈部肿瘤	碳离子放射治疗, CT成像	Transformer, LSTM	三维CT图像, 束流能量参数	6例头颈部肿瘤患者	PyTorch	Ci-DoTA（DoTA风格Transformer）, Ci-DoLSTM（LSTM基线模型）	γ分析(3%/3mm, 1%/1mm), 体素级误差指标, 推理时间	单GPU（具体型号未在摘要中明确）
5242	2026-07-30	Accurate estimation of intravoxel incoherent motion parameters based on implicit neural representation 2026-Aug, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.70599 PMID:42519880	研究论文	提出基于隐式神经表示的IVIM参数估计框架，实现全局空间感知与精准拟合	首次将隐式神经表示与空间感知特征设计结合用于IVIM参数估计，通过坐标编码实现全局空间感知并利用局部3D补丁增强上下文建模	未明确说明局限性，但传统方法依赖局部感受野的限制已被部分克服	解决传统IVIM参数估计方法对噪声敏感且未利用空间相关性的问题	脑数字体模、AAPM乳腺IVIM-dMRI挑战数据及临床胶质母细胞瘤患者数据	机器学习	胶质母细胞瘤	IVIM扩散加权成像	隐式神经表示	图像	100例乳腺IVIM-dMRI挑战数据集及临床GBM患者数据	NA	IVIM-INR	归一化平均绝对误差、组内相关系数	NA
5243	2026-07-30	PIDA-GAN: physics-informed dual-stage attention GAN with data consistency for sparse-view CT reconstruction 2026-Jul-29, Physics in medicine and biology IF:3.3Q1 DOI:10.1088/1361-6560/ae8c10 PMID:42462785	研究论文	提出一种物理信息驱动的双阶段注意力生成对抗网络（PIDA-GAN），结合数据一致性用于稀疏视角CT重建	将物理信息嵌入双阶段生成对抗框架，通过数据一致性层和边缘感知判别器，在保持结构细节和感知真实性的同时，强制与测量数据的一致性	未提及具体局限性	解决稀疏视角CT重建中因投影数据不足导致的噪声和条带伪影，并改善深度学习方法的过度平滑问题	稀疏视角CT图像重建任务	计算机视觉, 数字病理学	NA	CT重建	生成对抗网络（GAN）	图像	Mayo Clinic数据集和LIDC-IDRI数据集	PyTorch	U-Net, 自注意力机制, 动态自适应门控模块	峰值信噪比(PSNR), 结构相似性指数(SSIM), 均方根误差(RMSE)	NA
5244	2026-07-30	A Two-Stage, Semi-Supervised Deep Learning Framework for the Detection and Classification of Ambient Pollen using Evanescent Wave Scattering 2026-Jul-28, Environmental science & technology IF:10.8Q1 DOI:10.1021/acs.est.6c06126 PMID:42337390	研究论文	利用倏逝波散射显微镜和两阶段半监督深度学习框架，对空气中的花粉进行检测与分类	首次将倏逝波散射显微镜（EWSM）与两阶段半监督深度学习框架相结合，用于空气中花粉的标签自由识别与分类，通过“人在回路中”标签精炼减少假阳性检测63%	需要针对高度异质的城市环境进行进一步优化，并且模型性能受限于花粉形态组的数量与多样性	实现空气中花粉的自动检测与分类，支持公共卫生干预措施	空气中花粉颗粒	机器学习	过敏性疾病	倏逝波散射显微镜（EWSM）	YOLOv8n, YOLOv8l, RT-DETR, EfficientNetB0	图像（散射图像）	41种花粉物种（第一阶段），19个形态组（第二阶段）	PyTorch	RT-DETR, EfficientNetB0	召回率, F1分数, 精确率, 检测阈值	NA
5245	2026-07-30	DARMN: Domain-Aware Residual Feature Modulation Network for Multidomain Protein Dynamic Inter-Residue Contact Prediction 2026-Jul-28, Journal of chemical theory and computation IF:5.7Q1 DOI:10.1021/acs.jctc.6c00754 PMID:42463482	研究论文	提出了一种面向多结构域蛋白质动态残基间接触预测的域感知残差特征调制网络	利用AlphaFold2表征和残差特征线性调制融合单体和配对表征，并设计了域感知加权焦点损失函数以区分域内和域间接触	动态残基接触通常稀疏、瞬态且耦合到大尺度域运动，实验或模拟难以直接解析	实现多结构域蛋白质动态残基间接触预测，支持构象稳定化和机理研究	多结构域蛋白质的动态残基间接触	机器学习	不适用	深度学习框架	残差特征调制网络	序列比对数据	未明确提及	PyTorch	AlphaFold2	长距离接触识别准确率	未明确提及
5246	2026-07-30	Advancing In Silico Drug Design with Bayesian Refinement of AlphaFold Models 2026-Jul-28, Journal of chemical theory and computation IF:5.7Q1 DOI:10.1021/acs.jctc.6c00868 PMID:42441955	研究论文	介绍bAIes方法，通过贝叶斯推断整合物理力场与数据驱动预测，细化AlphaFold2模型以提高虚拟筛选准确性	通过贝叶斯推断桥接分子动力学模拟与深度学习预测，首次在虚拟筛选中超越AlphaFold2和分子动力学精炼模型，无需大量实验或计算资源即可提升AlphaFold2模型在结合口袋区域的结构质量	未在标题和摘要中明确说明局限性	提升AlphaFold2模型在基于结构的药物设计中的可用性，加速虚拟筛选和早期药物发现	蛋白质结构模型（特别是AlphaFold2预测的结合口袋区域）和小分子候选药物	机器学习	NA	分子动力学模拟，贝叶斯推断，深度学习蛋白质结构预测	AlphaFold2，贝叶斯模型	蛋白质结构数据，小分子配体数据	NA	NA	AlphaFold2	化合物与假阴性区分能力（结合体与非结合体）	无需大规模实验或计算资源
5247	2026-07-30	The role of machine learning in early detection, accurate diagnosis, and timely treatment of diseases 2026-Jul-28, Technology and health care : official journal of the European Society for Engineering and Medicine IF:1.4Q3 DOI:10.1177/09287329261468976 PMID:42517779	综述	全面分析机器学习在疾病早期检测、准确诊断和及时治疗中的作用及其挑战	系统梳理了ML在医疗全流程（早期检测、鉴别诊断、精准医疗）的应用，并强调ML与临床医生协同增强而非替代的关系	数据质量、可解释性、伦理问题、监管障碍和隐私问题仍阻碍临床广泛采用	探讨ML如何增强现代医疗系统中的早期疾病检测、诊断和治疗	癌症、糖尿病视网膜病变、脓毒症等疾病的医疗数据（医学影像、基因组学、电子健康记录）	机器学习	癌症, 糖尿病视网膜病变, 脓毒症	NA	CNN, LSTM, GAN（原文提及深度学习算法，未指定具体模型）	医学影像, 基因组学数据, 电子健康记录	NA	TensorFlow, PyTorch（推测常用框架，原文未明确提及）	ResNet, VGG, Transformer, U-Net（推测常见架构，原文未明确提及）	AUC, 准确率, 精确率, 召回率, F1值（常见指标，原文未明确提及）	NA
5248	2026-07-30	scReGAT: Leveraging Knowledge of Regulatory Interactions to Predict Long-range Gene Regulation at Single-cell Resolution 2026-Jul-28, Genomics, proteomics & bioinformatics DOI:10.1093/gpbjnl/qzag072 PMID:42517821	研究论文	提出scReGAT，一种结合顺式调控元件-基因和转录因子-基因相互作用先验知识，以单细胞分辨率重建细胞特异性调控网络的深度学习框架	创新性地整合实验验证的调控相互作用与单细胞染色质可及性数据，构建知识引导的调控图，并利用图注意力网络(GAT)预测基因表达及评估特定调控相互作用的贡献	NA	以单细胞分辨率解码长程基因调控，揭示发育、疾病和细胞身份中的调控机制	神经母细胞瘤和成骨分化系统中的细胞调控网络，以及阿尔茨海默病、多发性硬化症和精神分裂症相关疾病细胞类型	自然语言处理，机器学习	阿尔茨海默病，多发性硬化症，精神分裂症，神经母细胞瘤	单细胞多组学测序，染色质可及性分析	图注意力网络（GAT）	单细胞多组学数据（包括染色质可及性数据和基因表达数据）	五个单细胞多组学数据集	PyTorch	GAT	NA	NA
5249	2026-07-30	Automated MRI-based framework combining deep learning localization and machine learning classification for pubertal olecranon bone age assessment 2026-Jul-28, International journal of legal medicine IF:2.2Q1 DOI:10.1007/s00414-026-03934-7 PMID:42517899	研究论文	开发了一种基于MRI的AI框架，用于青春期尺骨鹰嘴骨龄分期评估，并测试了其内部性能和跨中心可迁移性	首次将YOLO-v8m深度学习定位与ResNet-50特征提取及NN分类器结合，构建了用于青春期尺骨鹰嘴骨龄分期的全自动MRI框架，并验证了无需重新训练的跨中心可迁移性	研究样本人群仅涵盖特定青春期年龄窗口（女孩9.5-13岁，男孩11.5-15岁），且结果应视为辅助成熟标志物而非独立的法医骨龄评估工具	建立基于MRI的AI骨龄分期框架，评估其内部性能及跨中心迁移性	青春期尺骨鹰嘴骨龄分期	计算机视觉	NA	MRI成像	YOLO-v8m检测器、ResNet-50特征提取、神经网络分类器	图像（肘部MRI影像）	开发队列197例（77名女孩，120名男孩），外部验证队列72例（30名女孩，42名男孩）	PyTorch	YOLO-v8m, ResNet-50, 神经网络	平均精确度, 准确率, 平均绝对误差, 均方根误差, 加权kappa系数, 组内相关系数	NA
5250	2026-07-29	ASO Visual Abstract: Optimizing Deep Learning for Renal Mass Characterization in Challenging Cases: A Comparative Study of Spatial-Input Strategies and a Validated ROI-Only DLR Nomogram 2026-Jul-28, Annals of surgical oncology IF:3.4Q1 DOI:10.1245/s10434-026-20325-9 PMID:42518144	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
5251	2026-07-30	Portable Near Infrared Spectroscopy Study for Turmeric Adulteration Detection 2026-Jul-28, Journal of AOAC International IF:1.7Q3 DOI:10.1093/jaoacint/qsag068 PMID:42518243	研究论文	利用便携式近红外光谱与深度学习技术检测姜黄粉中玉米粉掺假	开发了双注意力CNN-LSTM多任务网络，同时实现掺假分类和含量回归，显著优于传统PLS模型	仅在受控实验条件下进行，未涉及实际复杂样本环境	建立快速、无损的姜黄粉掺假现场检测方法	姜黄粉中的玉米粉掺假	计算机视觉，机器学习	NA	近红外光谱（NIR），化学计量学	CNN， LSTM	光谱数据	330个掺假样本（玉米粉比例0-50%）	PyTorch	CNN， LSTM， PLS， PCA， CARS， UVE	准确率， R²， RMSE， RPD	NA
5252	2026-07-30	Artificial intelligence for radiographic caries detection in dental education: a systematic review with functional meta-synthesis 2026-Jul-28, Caries research IF:2.9Q1 DOI:10.1159/cre/abuag001 PMID:42519985	系统综述	人工智能在口腔放射影像龋病检测教育中的作用：系统综述与功能性整合分析	首次采用功能性整合分析方法，系统综述了人工智能在牙科教育中辅助放射影像龋病检测的三种角色：辅助决策、训练支架和性能基准	纳入研究间存在显著的方法异质性，证据确定性极低，主要反映短期绩效而非持久学习效果或临床转化能力	综合学生层面的证据，阐明人工智能在牙科放射影像龋病检测教育中的作用	口腔医学本科生或研究生进行放射影像龋病检测或分类任务的表现	计算机视觉	龋病	NA	机器学习与深度学习	放射影像	9项研究涉及537名牙科学生	NA	NA	灵敏度、特异度	NA
5253	2026-07-30	Drug repurposing opportunities across 92 CNS-related conditions using deep learning and whole-genome sequencing 2026-Jul-28, Neurotherapeutics : the journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics IF:5.6Q1 DOI:10.1016/j.neurot.2026.e00976 PMID:42520674	研究论文	利用深度学习和全基因组测序数据，探索92种中枢神经系统相关疾病的药物重定位机会	将全基因组测序通路重要性概况与已有药物KEGG通路特征整合，构建跨诊断的药物重定位评分系统，并纳入基因证据支持	依赖KEGG通路数据库的完整性和准确性，且部分重定位对缺乏直接临床验证	开发基于机制的、可扩展的药物重定位方法，加速中枢神经系统疾病治疗开发	213种已获批或临床阶段药物，4392名个体的全基因组测序数据，覆盖92种诊断类型	机器学习	中枢神经系统疾病	全基因组测序，KEGG通路分析	深度学习	基因组测序数据，药物通路数据	4392名个体，92种诊断类别，213种药物	NA	NA	重定位评分，变异类别支持数，高置信度药物-诊断对数量	NA
5254	2026-07-30	Recycled Aggregate Green Concrete with Graphene Oxide-Coated PVA Fibers: Performance Improvement and Life Cycle Evaluation 2026-Jul-28, Environmental research IF:7.7Q1 DOI:10.1016/j.envres.2026.125350 PMID:42520902	研究论文	通过开发氧化石墨烯涂层PVA纤维，提升再生骨料混凝土的力学性能并进行生命周期评估	提出使用氧化石墨烯涂层聚乙醇酸纤维增强再生骨料混凝土的性能，并比较了物理搅拌与三步浸涂两种涂层方法，结合分形维数、深度学习图像分析和分子动力学模拟揭示微观机制	氧化石墨烯涂层工艺虽提升力学性能但增加生产阶段环境负担，生命周期评估需进一步验证经济与环境的综合平衡	开发高性能、低碳的再生骨料混凝土，克服其力学性能不足和环境负担问题	再生骨料混凝土和氧化石墨烯涂层聚乙醇酸纤维	计算机视觉	不适用	氧化石墨烯涂层制备、SEM-EDS、FTIR、拉曼光谱、分子动力学模拟	深度学习模型	图像	未明确说明，但涉及实验室制备的再生骨料混凝土试样	PyTorch	不适用	抗压强度、抗弯强度、分形维数、裂缝桥接性能	不适用
5255	2026-07-30	High Resolution Isotropic 'Pseudo' 3D Cine imaging with Automated Segmentation using Concatenated 2D Real-time Imaging and Deep Learning 2026-Jul-28, Journal of cardiovascular magnetic resonance : official journal of the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance IF:4.2Q1 DOI:10.1016/j.jocmr.2026.102780 PMID:42520944	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
5256	2026-07-30	AI-driven discovery of multifunctional peptides: From sequence space to therapeutics 2026-Jul-27, Biotechnology advances IF:12.1Q1 DOI:10.1016/j.biotechadv.2026.108987 PMID:42508541	综述	综述了人工智能驱动的多功能肽发现方法，涵盖从序列空间到治疗应用的方法论、实践应用与持续挑战	系统总结了肽表示学习、多模态融合、多标签学习以及基于深度神经网络和蛋白质语言模型的预测框架等关键方法创新，并探讨了类不平衡、注释不完整、跨数据集泛化性有限及药物相似性整合不足等挑战	未提出新模型或实验验证，仅基于现有文献综述，可能遗漏最新未收录研究	整合理解人工智能驱动多功能肽发现的方法论景观、实际应用和持续挑战	多功能肽（MFPs）及其序列空间	机器学习	复杂多因素疾病	深度学习、蛋白质语言模型	深度神经网络、蛋白质语言模型	肽序列数据	不适用	不适用	不适用	不适用	不适用
5257	2026-07-30	Explainable deep learning for early sepsis detection from ICU time-series data using XAI techniques 2026-07-27, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-026-61652-x PMID:42509366	研究论文	提出利用可解释人工智能技术对ICU时序数据进行早期脓毒症检测的定制化解决方案	结合双向长短期记忆网络和时间卷积网络模型，并重点采用可解释性技术提升临床信任度	数据库存在大量数据空缺和类别不平衡问题	实现脓毒症的早期检测，提高患者预后	ICU患者的时序数据	机器学习	脓毒症	NA	BiLSTM, TCN	时序数据	NA	NA	双向长短期记忆网络,时间卷积网络	ROC-AUC, F1分数	NA
5258	2026-07-30	IDEAL-Age: an interpretable deep learning framework for single-cell resolution profiling of immunological aging 2026-Jul-27, Genome biology IF:10.1Q1 DOI:10.1186/s13059-026-04188-7 PMID:42503507	研究论文	提出了IDEAL-Age，一个可解释的深度学习框架，用于单细胞分辨率下的免疫衰老分析	首次实现单细胞转录组水平的可解释深度学习框架，能够揭示线性与非线性基因贡献轨迹，识别与年龄相关的细胞角色	信息不足，输出NA	开发高分辨率计算框架以解析系统性免疫衰老	单细胞外周血单核细胞（PBMC）转录组	自然语言处理，机器学习	免疫衰老，系统性红斑狼疮	单细胞转录组测序	深度学习框架	单细胞转录组数据	NA	NA	可解释深度学习架构	预测性能	NA
5259	2026-07-30	Magnetically controlled diatom-based microrobots for targeted drug delivery and combined chemo-photodynamic treatment of glioblastoma 2026-Jul-25, Biomaterials advances IF:5.5Q2 DOI:10.1016/j.bioadv.2026.215083 PMID:42520347	研究论文	开发了一种基于硅藻的磁控微机器人平台，用于胶质母细胞瘤的靶向药物递送和化疗-光动力联合治疗	首次将硅藻骨架与磁性材料结合构建生物混合微机器人，集成闭环磁导航、真空增强载药、超声触发释药和化疗-光动力联合治疗多种功能	仅限于体外实验验证，未在动物模型或人体中进行体内评估	开发一种用于胶质母细胞瘤靶向药物递送的磁控微机器人平台	胶质母细胞瘤细胞（U87细胞系）和硅藻骨架微机器人	机器人学，药物递送	胶质母细胞瘤	磁性控制，真空载药，超声触发释药，深度学习	自适应模糊PID控制	实验细胞数据	NA	深度学习算法	自适应模糊PID控制器	细胞活力，运动控制精度	NA
5260	2026-07-30	Anti-swelling dual-network organohydrogel fiber sensors for deep-learning-assisted underwater communication 2026-Jul-25, Journal of colloid and interface science IF:9.4Q1 DOI:10.1016/j.jcis.2026.141215 PMID:42520429	研究论文	提出抗溶胀双网络有机水凝胶纤维传感器，结合深度学习实现水下通信	首次通过湿法纺丝、冻融和溶剂置换结合制备具有抗溶胀性的双网络PVA/SA/GA有机水凝胶纤维，并利用双向长短期记忆深度学习实现水下摩尔斯电码通信系统	未提及长期稳定性、实际水下环境的多因素影响验证以及生物相容性评估	开发适用于水下可穿戴传感的导电水凝胶纤维传感器，解决传统水凝胶在水中的溶胀问题	双网络PVA/SA/GA有机水凝胶纤维传感器及其在水下通信中的应用	机器学习	NA	湿法纺丝、冻融处理、溶剂置换	双向长短期记忆网络	传感器信号	26个英文字母的摩尔斯电码信号	NA	双向长短期记忆网络	拉伸强度、断裂伸长率、溶胀率、电导率、应变灵敏度、响应时间、识别准确率	NA