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
5381	2025-10-06	Multimodal fusion learning for long QT syndrome pathogenic genotypes in a racially diverse population 2024-Aug-24, NPJ digital medicine IF:12.4Q1 DOI:10.1038/s41746-024-01218-1 PMID:39181999	研究论文	开发结合心电图波形和电子健康记录数据的深度学习方法来识别长QT综合征致病基因型	首次将多模态融合学习应用于长QT综合征基因型识别，并在种族多样化人群中验证	模型性能仍有提升空间，精确召回曲线下面积为0.29	开发识别长QT综合征致病基因变异的深度学习模型	长QT综合征患者及携带致病基因变异的人群	医疗人工智能	心血管疾病	深度学习，多模态融合	深度学习模型	心电图波形数据，电子健康记录	英国生物银行和西奈山BioMe生物银行的多族裔人群数据	NA	NA	精确召回曲线下面积，受试者工作特征曲线下面积	NA
5382	2025-10-06	Deep learning enables accurate soft tissue tendon deformation estimation in vivo via ultrasound imaging 2024-08-08, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-68875-w PMID:39117664	研究论文	开发了一种名为StrainNet的新型深度学习方法来通过超声成像准确估计体内软组织肌腱变形	创建了专门针对体内成像挑战设计的深度学习应变测量方法，能够处理低信噪比的体内图像	NA	开发能够在体内环境中准确测量组织变形的图像分析方法	人体屈肌腱	计算机视觉	NA	高频超声成像	深度学习	超声图像序列	NA	NA	StrainNet	应变测量精度	NA
5383	2025-10-06	Phenotyping COVID-19 respiratory failure in spontaneously breathing patients with AI on lung CT-scan 2024-08-05, Critical care (London, England) DOI:10.1186/s13054-024-05046-3 PMID:39103945	研究论文	本研究通过深度学习分析自主呼吸COVID-19患者的肺部CT扫描，结合临床数据识别呼吸衰竭亚型	首次将深度学习量化CT特征与临床实验室数据结合，通过潜在类别分析识别COVID-19呼吸衰竭亚型	研究为观察性队列设计，样本量相对有限（559例），需进一步验证	通过AI增强COVID-19呼吸衰竭亚型识别能力	自主呼吸的COVID-19呼吸衰竭患者	医学影像分析	COVID-19	肺部CT扫描，深度学习分析	深度学习	医学影像（CT扫描），临床数据，实验室数据	559例COVID-19患者（亚型1：156例，亚型2：403例）	NA	NA	90天死亡率，临床特征比较	NA
5384	2025-10-06	Non-Invasive Detection of Early-Stage Fatty Liver Disease via an On-Skin Impedance Sensor and Attention-Based Deep Learning 2024-Aug, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) DOI:10.1002/advs.202400596 PMID:38887178	研究论文	开发了一种基于皮肤阻抗传感器和注意力深度学习的非侵入性早期脂肪肝检测方法	集成低电极-皮肤接触阻抗的柔性皮肤传感器与注意力深度学习算法，显著提升早期脂肪肝检测准确率	研究目前仅在小鼠模型中进行验证，尚未进行人体临床试验	开发非侵入性、成本效益高的早期非酒精性脂肪肝疾病检测方法	高脂饮食喂养的低密度脂蛋白受体敲除(Ldlr)小鼠与健康对照组小鼠	机器学习	脂肪肝	皮肤阻抗传感技术	注意力深度学习算法	阻抗信号数据	Ldlr小鼠模型与健康对照组小鼠	NA	注意力机制深度学习架构	准确率,AUC	NA
5385	2025-10-06	Evaluating the Quality of Serial EM Sections with Deep Learning 2024-Jul-04, Microscopy and microanalysis : the official journal of Microscopy Society of America, Microbeam Analysis Society, Microscopical Society of Canada IF:2.9Q1 DOI:10.1093/mam/ozae033 PMID:38701183	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的串行电镜切片质量评估方法	提出了改进的ResNet-50模型（QEN）用于自动评估串行切片扫描电镜图像质量，能够实时识别成像问题	模型性能依赖于用户生成的质量评分，可能受主观因素影响	开发自动评估串行切片扫描电镜图像质量的方法，提高数据集生成效率	串行切片扫描电镜图像	计算机视觉	NA	串行切片扫描电子显微镜	CNN	图像	NA	Python	ResNet-50, QEN	NA	NA
5386	2025-10-06	A Pan-Cancer Patient-Derived Xenograft Histology Image Repository with Genomic and Pathologic Annotations Enables Deep Learning Analysis 2024-07-02, Cancer research IF:12.5Q1 DOI:10.1158/0008-5472.CAN-23-1349 PMID:39082680	研究论文	构建了一个包含基因组和病理学标注的泛癌种患者来源异种移植组织学图像库，用于深度学习分析	创建了首个大规模PDX H&E图像库，整合了基因组、转录组和病理学标注，并展示了三种深度学习应用	PDX模型使用免疫缺陷小鼠，可能无法完全模拟人类肿瘤微环境	建立用于数字病理学分析的PDX组织学图像资源库	患者来源异种移植(PDX)样本和配对亲本肿瘤样本	数字病理学	泛癌种	H&E染色，基因组测序，转录组测序	深度学习分类器，预测模型	组织学图像	超过1000个PDX和配对亲本肿瘤H&E图像	NA	NA	分类准确性，预测性能	NA
5387	2025-10-06	A deep learning model of tumor cell architecture elucidates response and resistance to CDK4/6 inhibitors 2024-07, Nature cancer IF:23.5Q1 DOI:10.1038/s43018-024-00740-1 PMID:38443662	研究论文	构建可解释的深度学习模型解析CDK4/6抑制剂反应与耐药机制	基于癌症多蛋白组装参考图谱构建首个可解释深度学习模型，识别8个核心蛋白组装体整合90个基因的罕见和常见变异	模型主要基于细胞系数据，临床验证仍需进一步扩展	阐明CDK4/6抑制剂在乳腺癌治疗中的反应和耐药机制	乳腺癌细胞系、患者样本和患者来源异种移植模型	数字病理学	乳腺癌	CRISPR-Cas9基因编辑、多蛋白组装分析	深度学习	基因组数据、蛋白组装数据	涵盖90个基因的细胞系数据集	NA	NA	预测分层准确性	NA
5388	2025-10-06	ECG-Image-Kit: a synthetic image generation toolbox to facilitate deep learning-based electrocardiogram digitization 2024-May-28, Physiological measurement IF:2.3Q3 DOI:10.1088/1361-6579/ad4954 PMID:39150768	研究论文	介绍ECG-Image-Kit开源工具箱，用于生成带真实伪影的合成多导联心电图图像，促进基于深度学习的心电图数字化	开发首个能够从时间序列数据生成具有真实伪影（如文本伪影、褶皱）的合成心电图图像的开源工具箱	当前主要支持2024年PhysioNet挑战赛的数据增强，工具箱功能可能受限于特定应用场景	开发心电图图像数字化工具，促进深度学习模型在心电图诊断中的应用	心电图图像和对应的时间序列数据	计算机视觉	心血管疾病	合成图像生成，数据增强	CNN，传统计算机视觉与深度神经网络结合	图像，时间序列数据	21,801张从PhysioNet QT数据库生成的ECG图像	NA	NA	信噪比，QRS宽度，RR间期，QT间期	NA
5389	2025-10-06	Genetic and Clinical Correlates of AI-Based Brain Aging Patterns in Cognitively Unimpaired Individuals 2024-May-01, JAMA psychiatry IF:22.5Q1 DOI:10.1001/jamapsychiatry.2023.5599 PMID:38353984	研究论文	本研究通过深度学习聚类方法识别认知未受损个体的脑老化模式亚组，并分析其与遗传、临床因素及认知衰退的关联	首次在认知未受损人群中采用生成对抗网络的半监督聚类方法识别跨年龄段的脑老化亚型，并系统关联遗传变异与临床特征	研究基于观察性数据，无法确定因果关系；样本主要来自特定国际联盟，可能存在选择偏倚	探索认知未受损个体脑结构老化的异质性模式及其与神经退行性疾病早期阶段的关系	45-85岁基线时认知未受损的个体	数字病理学	阿尔茨海默病	脑结构成像，遗传分析	GAN	脑结构影像数据，遗传数据，临床数据	27,402名认知未受损个体，超过50,000个数据时间点	NA	生成对抗网络	统计显著性(P值)，效应量(B值)	NA
5390	2025-10-06	Noninvasive Molecular Subtyping of Pediatric Low-Grade Glioma with Self-Supervised Transfer Learning 2024-05, Radiology. Artificial intelligence DOI:10.1148/ryai.230333 PMID:38446044	研究论文	开发并外部验证基于MRI的深度学习流程，用于儿童低级别胶质瘤的无创分子亚型分类	提出结合迁移学习和自监督交叉训练(TransferX)的两阶段深度学习流程，开发了质心距离新指标增强模型可解释性	回顾性研究，样本量有限(共326例)，数据场景受限	开发非侵入性MRI影像预测儿童低级别胶质瘤突变状态的深度学习模型	儿童低级别胶质瘤患者	医学影像分析	儿童低级别胶质瘤	T2加权MRI	CNN	医学影像	开发集214例(波士顿儿童医院)，外部测试集112例(儿童脑肿瘤网络)	NA	NA	AUC	NA
5391	2025-10-06	Automated deep learning segmentation of high-resolution 7 Tesla postmortem MRI for quantitative analysis of structure-pathology correlations in neurodegenerative diseases 2024-May-01, Imaging neuroscience (Cambridge, Mass.) DOI:10.1162/imag_a_00171 PMID:39301426	研究论文	开发深度学习管道用于高分辨率7T尸检MRI的自动分割，以分析神经退行性疾病的结构-病理相关性	首次提供高分辨率尸检脑MRI数据集，并系统比较九种深度神经网络架构在脑分割任务中的性能	标记数据集有限，仅对6个样本进行手动分割验证，对部分结构的准确性评估有限	开发尸检MRI自动分割方法，量化神经退行性疾病的结构-病理关联	135例尸检人脑组织样本，其中82例为阿尔茨海默病连续谱诊断患者	医学影像分析	神经退行性疾病	7T MRI, T2w序列, T2*w FLASH序列	深度学习	MRI图像	135个尸检脑样本，其中36个用于相关性分析，82个用于病理关联分析	NA	九种深度神经网络架构（具体未列明）	重叠度指标, 组内相关系数	NA
5392	2025-10-06	A Deep Learning Approach for Automated Extraction of Functional Status and New York Heart Association Class for Heart Failure Patients During Clinical Encounters 2024-Apr-01, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.03.30.24305095 PMID:38633789	研究论文	开发并验证了一种基于深度学习的自然语言处理策略，用于从非结构化临床笔记中自动提取心力衰竭患者的功能状态评估和纽约心脏协会分级	首次开发专门用于提取心力衰竭功能状态评估和NYHA分级的深度学习NLP方法，并在多个医疗机构进行外部验证	研究仅基于单一医疗系统的数据，模型泛化能力需在更广泛人群中进一步验证	开发自动化工具从临床文档中提取心力衰竭患者功能状态信息，用于质量改进和临床试验患者筛选	心力衰竭患者的临床笔记	自然语言处理	心血管疾病	自然语言处理	深度学习	文本	26,577名心力衰竭患者，3,000份专家标注笔记，166,655份未标注笔记	NA	NA	AUROC	NA
5393	2025-10-06	Deep learning analysis of epicardial adipose tissue to predict cardiovascular risk in heavy smokers 2024-Mar-13, Communications medicine IF:5.4Q1 DOI:10.1038/s43856-024-00475-1 PMID:38480863	研究论文	本研究利用深度学习自动量化心外膜脂肪组织，预测重度吸烟者的心血管风险	首次在重度吸烟者群体中验证深度学习自动量化心外膜脂肪组织对心血管风险的预测价值，并与传统风险因素和冠状动脉钙化评分进行比较	研究仅针对重度吸烟者群体，结果可能不适用于其他人群；使用非ECG同步、非对比低剂量胸部CT扫描可能影响测量精度	评估深度学习自动量化心外膜脂肪组织对重度吸烟者心血管风险的预测价值	24,090名成年重度吸烟者（59%男性，平均年龄61±5岁）	医学影像分析	心血管疾病	低剂量胸部计算机断层扫描	深度学习	医学影像	24,090名成年重度吸烟者	NA	NA	风险比, P值	NA
5394	2025-10-06	Automated vertical cup-to-disc ratio determination from fundus images for glaucoma detection 2024-02-24, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-55056-y PMID:38396048	研究论文	开发基于深度学习YOLOv7架构的自动系统，用于从眼底图像中检测视盘和视杯并计算垂直杯盘比，以进行青光眼检测	提出适应不同人群的深度学习模型优化方法，在REFUGE数据集上超越现有方法，并开发能够校准新人群结果的优化方法	模型最初在特定人群（欧洲）数据上训练，需要针对不同人群进行调优	开发自动化的青光眼检测系统，减少人工评估工作量并提高准确性和速度	眼底图像中的视盘和视杯	计算机视觉	青光眼	眼底成像	深度学习	图像	十个公开数据集和REFUGE数据集（中国患者图像）	YOLOv7	YOLOv7	Pearson相关系数, 平均绝对误差, Dice相似系数	NA
5395	2025-10-06	Deep learning segmentation of peri-sinus structures from structural magnetic resonance imaging: validation and normative ranges across the adult lifespan 2024-Feb-13, Fluids and barriers of the CNS IF:5.9Q1 DOI:10.1186/s12987-024-00516-w PMID:38350930	研究论文	开发深度学习模型自动分割MRI图像中的窦周结构，并在全生命周期提供规范体积范围	首次提出使用级联3D全卷积神经网络从非对比T2加权MRI自动分割窦周结构，无需外源性对比剂	需要与神经放射科医师的手动勾画作为金标准进行比较验证	开发自动量化窦周结构的工具，研究其随年龄变化的规律	窦周空间结构（包括蛛网膜颗粒和矢状窦旁硬膜下空间）	医学影像分析	脑脊液循环功能障碍	3D T2加权非对比MRI	CNN	MRI图像	验证集80例（11-83岁），健康参与者1872例（5-100岁）	NA	级联3D全卷积神经网络	Dice-Sørensen系数, 准确率	NA
5396	2025-10-06	Using Artificial Intelligence for Rheumatic Heart Disease Detection by Echocardiography: Focus on Mitral Regurgitation 2024-Jan-16, Journal of the American Heart Association IF:5.0Q1 DOI:10.1161/JAHA.123.031257 PMID:38226515	研究论文	本研究开发了一种基于人工智能的自动化方法，通过超声心动图检测儿童风湿性心脏病，特别关注二尖瓣反流分析	首次将卷积神经网络与注意力机制相结合，用于超声心动图中二尖瓣反流射流分析和风湿性心脏病检测	研究样本量有限（511例），需要更多数据验证模型性能	开发自动化人工智能系统用于儿童风湿性心脏病的早期筛查	儿童超声心动图，特别关注二尖瓣区域	计算机视觉	风湿性心脏病	超声心动图	CNN, 深度学习	图像	511例儿童超声心动图（229例正常，282例风湿性心脏病）	NA	带有注意力机制的深度学习模型	准确率,Dice系数,ROC曲线下面积,精确率,召回率,F1分数	NA
5397	2025-10-06	Alzheimer's Disease Prediction Using Fly-Optimized Densely Connected Convolution Neural Networks Based on MRI Images 2024, The journal of prevention of Alzheimer's disease.. DOI:10.14283/jpad.2024.66 PMID:39044523	研究论文	提出一种基于果蝇算法优化的密集连接卷积神经网络，用于从MRI图像中预测阿尔茨海默病	结合果蝇优化算法与密集连接卷积神经网络，采用自适应直方图处理和加权中值滤波进行图像预处理，通过相关信息理论提取纹理和统计特征	仅使用Kaggle数据集进行验证，未提及在其他数据集上的泛化能力	开发自动化的阿尔茨海默病检测方法，提高早期诊断准确率	阿尔茨海默病影响的脑部区域	计算机视觉	阿尔茨海默病	MRI成像	CNN	图像	NA	NA	密集连接卷积神经网络	敏感度, 特异度, 准确率, 错误率, F-measure	NA
5398	2025-10-06	ADVANCING THE UNDERSTANDING OF CLINICAL SEPSIS USING GENE EXPRESSION-DRIVEN MACHINE LEARNING TO IMPROVE PATIENT OUTCOMES 2024-01-01, Shock (Augusta, Ga.) DOI:10.1097/SHK.0000000000002227 PMID:37752080	研究论文	本研究探索利用基因表达数据驱动的机器学习技术来改善脓毒症患者的临床预后	整合临床数据与基因表达信息，应用神经网络、深度学习和集成方法等机器学习技术来预测和理解脓毒症	模型可解释性存在挑战，可能存在数据偏差	通过机器学习技术改善脓毒症患者预后，推进精准医疗方法	脓毒症患者及其基因表达数据	机器学习	脓毒症	基因表达分析	神经网络,深度学习,集成方法	基因表达数据,临床数据	NA	NA	NA	预测准确性	NA
5399	2025-10-06	Electrocardiographic deep learning for predicting post-procedural mortality: a model development and validation study 2024-01, The Lancet. Digital health DOI:10.1016/S2589-7500(23)00220-0 PMID:38065778	研究论文	开发并验证一种基于心电图深度学习的模型，用于预测患者术后死亡率	首次利用深度学习分析心电图波形信号来预测术后死亡率，相比传统Revised Cardiac Risk Index评分系统具有显著更好的预测性能	研究数据来源于特定医疗中心，需要在更广泛人群中进一步验证	开发能够准确预测接受医疗程序患者术后死亡率的预后模型	接受术前心电图检查的患者	医疗人工智能	心血管疾病	心电图分析	深度学习算法	心电图波形图像	45,969名患者，包含59,975次住院程序和112,794份心电图	NA	NA	AUC, 95%置信区间, 未调整优势比	NA
5400	2025-10-06	An interpretable deep learning framework identifies proteomic drivers of Alzheimer's disease 2024, Frontiers in cell and developmental biology IF:4.6Q1 DOI:10.3389/fcell.2024.1379984 PMID:39355118	研究论文	开发了一种可解释的深度学习框架EnsembleOmicsAE，用于识别阿尔茨海默病的蛋白质组学驱动因素	使用集成自编码器将蛋白质组数据降维为少量潜在特征，并开发了基于迭代扰动的特征重要性评分算法，识别出线性方法遗漏的AD分子驱动因素	研究基于三个队列的559名个体，样本量相对有限，且主要关注蛋白质组层面	识别阿尔茨海默病的蛋白质组学驱动因素并建立可解释的深度学习框架	559名健康或阿尔茨海默病诊断个体的脑蛋白质组数据	机器学习	阿尔茨海默病	蛋白质组学	自编码器	蛋白质组数据	来自三个AD队列的559名个体	NA	集成自编码器	特征稳定性，蛋白质-蛋白质相互作用富集分析	NA