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
41	2025-09-18	Graph Neural Networks in Modern AI-Aided Drug Discovery 2025-Sep-17, Chemical reviews IF:51.4Q1 DOI:10.1021/acs.chemrev.5c00461 PMID:40959983	综述	本文全面回顾了图神经网络（GNNs）在AI辅助药物发现中的方法基础与应用	重点关注几何GNNs、可解释模型、不确定性量化及与自监督学习等现代深度学习方法的融合	讨论了GNNs在实际药物发现流程中遇到的实际挑战与方法瓶颈	AI辅助药物发现（AIDD）	药物样分子	machine learning	NA	图神经网络（GNNs）	GNN	分子图	NA
42	2025-09-18	Leveraging Transformer Models to Capture Multi-Scale Dynamics in Biomolecules by Nano-GPT 2025-Sep-17, Journal of chemical theory and computation IF:5.7Q1 DOI:10.1021/acs.jctc.5c00180 PMID:40960089	研究论文	提出一种基于GPT架构的深度学习模型nano-GPT，用于捕获分子系统中的多尺度长期动力学行为	采用双阶段训练机制逐步替换分子动力学标记，通过注意力机制学习高阶依赖关系，有效减少训练窗口内的误差累积	NA	解决传统模型在捕获生物分子长期动力学行为时的时间尺度限制问题	分子系统（包括四态模型势、丙氨酸二肽和Fip35 WW结构域）	机器学习	NA	分子动力学模拟（MD），深度学习	Transformer（GPT架构）	分子动力学轨迹数据	三个验证系统：四态模型势、丙氨酸二肽和Fip35 WW结构域
43	2025-09-18	Versatile Image-Assisted Cell Sorting by Selective Trapping with Spatiotemporal Multiparameter Targeting 2025-Sep-17, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.5c01433 PMID:40960346	研究论文	提出一种基于图像引导多参数可调靶向的二维细胞分选技术（2D-SIGMAT），通过动态光激活细胞捕获实现精确高效的细胞分离	首次实现时空多参数靶向的选择性捕获，支持从单细胞到类器官的宽尺寸范围分选，并兼容荧光/明场成像与深度学习模型	NA	开发高性能、多功能的细胞分选方法以克服现有技术局限性	细胞及类器官	生物医学工程	NA	光激活细胞捕获、荧光/明场成像、深度学习目标检测	YOLOv5	图像、时序数据	吞吐量达每秒2000个细胞
44	2025-09-18	Explainable Machine Learning for Characterizing Unknown Molecular Structures in Infrared Spectra 2025-Sep-17, Analytical chemistry IF:6.7Q1 DOI:10.1021/acs.analchem.5c03126 PMID:40960350	研究论文	提出一种可解释的深度学习模型SSIN，用于红外光谱中未知分子功能基团的高效检测	首次将红外光谱分析先验知识融入机器学习训练推理过程，并实现可解释的功能基团检测	模型在NIST数据库气体相光谱上验证，可能在其他类型光谱数据上表现未知	解决红外光谱分析中机器学习方法缺乏可解释性和先验知识融合的问题	未知分子的红外光谱数据	机器学习	NA	红外光谱分析	深度学习网络（SSIN）	光谱数据	NIST数据库中的8845个气相红外光谱样本
45	2025-09-18	A Deep Learning Framework for Synthesizing Longitudinal Infant Brain MRI during Early Development 2025-Sep-17, Radiology. Artificial intelligence DOI:10.1148/ryai.240708 PMID:40960398	研究论文	提出一种三阶段深度学习框架，用于合成婴儿早期发育过程中的纵向脑部MRI图像	首次结合年龄和模态条件，建模体积扩张、皮质折叠和髓鞘化三个关键图像线索，以预测缺失时间点的MRI扫描	研究为回顾性设计，样本仅来自单一项目（Baby Connectome Project），可能限制泛化能力	开发能够合成早期大脑发育过程中纵向婴儿脑MRI的深度学习框架	139名婴儿的848次T1和T2加权MRI扫描	医学影像分析	NA	深度学习，MRI成像	条件生成框架（与LGAN、CounterSyn、Diffusion方法对比）	医学图像（MRI）	139名婴儿（训练集119人，测试集20人），共848次扫描
46	2025-09-18	DLMUSE: Robust Brain Segmentation in Seconds Using Deep Learning 2025-Sep-17, Radiology. Artificial intelligence DOI:10.1148/ryai.240299 PMID:40960397	研究论文	介绍一种开源深度学习模型DLMUSE，用于全自动脑部MRI快速分割	开发了比现有方法快10000倍的分割工具，并在多样本验证中保持高精度	研究未明确说明模型对不同MRI设备或采集参数的泛化能力	实现快速、自动化的脑部MRI分割以支持大规模神经影像研究	人类脑部MRI扫描数据	医学影像分析	阿尔茨海默病	深度学习	深度学习模型（具体架构未说明）	MRI影像	训练集1900例，验证集71391例来自14项研究
47	2025-09-18	Identifying suspicious naevi with dermoscopy via variational autoencoder auxiliary generative classifiers 2025-Sep-17, Physical and engineering sciences in medicine IF:2.4Q2 DOI:10.1007/s13246-025-01636-9 PMID:40960587	研究论文	本研究利用变分自编码器辅助生成对抗网络（VAE-ACGAN）对可疑痣进行识别和分类，并生成合成样本以增强数据集	提出VAE-ACGAN模型，通过变分流形可视化两类痣的分布，并生成高质量合成样本以提升分类性能	NA	开发数据驱动方法实现黑色素瘤的早期检测，通过识别可疑痣的独特特征	可疑与非可疑痣的皮肤镜图像	计算机视觉	皮肤癌	生成对抗网络（GANs），变分自编码器（VAE）	VAE-ACGAN	图像	NA
48	2025-09-18	Habitat-aware radiomics and adaptive 2.5D deep learning predict treatment response and long-term survival in ESCC patients undergoing neoadjuvant chemoimmunotherapy 2025-Sep-17, European journal of nuclear medicine and molecular imaging IF:8.6Q1 DOI:10.1007/s00259-025-07522-6 PMID:40960691	研究论文	提出一种结合栖息地影像组学和自适应2.5D深度学习的多模态框架，用于预测食管鳞癌患者新辅助化疗免疫治疗的反应和长期生存	通过体素级栖息地影像组学量化肿瘤内/瘤周异质性，采用2.5D深度学习建模跨截面肿瘤生物学，并利用SHAP可解释性建立机制驱动的生物标志物	双中心回顾性研究，样本量有限（共269例患者），需进一步外部验证	预测食管鳞癌患者新辅助化疗免疫治疗的反应和长期生存结果	269例初治食管鳞癌患者	数字病理	食管癌	PET/CT影像分析，影像组学特征提取，深度学习	ResNet50，多示例学习（MIL），集成分类器（ExtraTrees/SVM/RandomForest），Crossformer架构	医学影像（PET/CT）	269例ESCC患者（训练集144例，验证集62例，测试集63例）
49	2025-09-18	Disentangled deep learning method for interior tomographic reconstruction of low-dose x-ray CT 2025-Sep-16, Physics in medicine and biology IF:3.3Q1 DOI:10.1088/1361-6560/ae02dc PMID:40902618	研究论文	提出一种解耦深度学习框架用于低剂量X射线CT的内部断层重建，解决噪声和数据截断带来的挑战	通过双域深度神经网络解耦提取噪声和背景投影贡献，并采用渐进式粗到细策略扩展可恢复区域	NA	开发高质量ROI重建框架并扩展可恢复区域，解决耦合不适定问题	模拟躯干数据集和真实CT扫描的躯干模型	计算机视觉	NA	低剂量CT成像，深度学习重建	双域深度神经网络	CT投影数据，图像	模拟躯干数据集和真实躯干模型CT扫描
50	2025-09-18	Clinical validation of a deep learning based application for quantitative assessment of dental plaque in fluorescence imaging 2025-Sep-16, Clinical oral investigations IF:3.1Q1 DOI:10.1007/s00784-025-06550-8 PMID:40956351	研究论文	开发并验证了一种基于深度学习的网络应用，用于在荧光图像中客观量化牙菌斑	首次将YOLO v11模型应用于牙菌斑的自动检测与定量评估，并通过临床验证展示了高精度和效率提升	研究仅针对下颌前牙舌侧面图像，模型在其他牙位或表面的泛化能力尚未验证	开发客观、高效的牙菌斑量化工具以改善牙周健康护理	牙菌斑在牙齿荧光图像中的检测与定量分析	计算机视觉	牙周病	荧光成像	YOLO v11	图像	528名参与者的荧光图像（训练集498人，验证集30人）
51	2025-09-18	Hyperspectral Texture Metrology Based on Distance Measures in an Information-Theoretic Framework 2025-Sep-16, IEEE transactions on image processing : a publication of the IEEE Signal Processing Society IF:10.8Q1 DOI:10.1109/TIP.2025.3608667 PMID:40956709	研究论文	提出一种基于信息论框架的光谱纹理计量方法，用于高光谱图像特征提取	引入REID光谱距离度量，无需预处理即可直接计算高光谱图像的GLCM、LBP和Gabor特征	NA	为高光谱纹理特征提取方法建立计量学基础	高光谱图像	计算机视觉	癌症	高光谱成像	NA	高光谱图像	NA
52	2025-09-18	DeepHIV: a Sequence-based Deep Learning Model for Predicting HIV-1 Protease Cleavage Sites 2025-Sep-16, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics DOI:10.1109/TCBBIO.2025.3610881 PMID:40956729	研究论文	提出一种基于序列的深度学习模型DeepHIV，用于预测HIV-1蛋白酶切割位点	结合卷积神经网络与注意力机制捕获底物序列中位置特异性氨基酸的丰富上下文信息，并采用偏置支持向量机处理类别不平衡问题	NA	设计新型抗艾滋病抑制剂，通过计算预测HIV-1蛋白酶切割位点以发现新的可切割底物并理解底物特异性	HIV-1蛋白酶底物序列	自然语言处理	艾滋病	深度学习	CNN结合注意力机制与偏置SVM	序列数据	NA
53	2025-09-18	T2Net: Tongue Image-Based T2DM Detection Via Simulated Clinical Diagnostic Reasoning 2025-Sep-16, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3609982 PMID:40956751	研究论文	提出T2Net模型，通过模拟临床诊断推理过程，利用舌像进行2型糖尿病的非侵入性早期检测	结合大核分解与多尺度学习自动提取关键ROI，设计多阶特征交互模块和上下文感知动态聚合卷积，并引入灵活焦点损失模拟医生诊断推理	NA	开发基于舌像的2型糖尿病自动检测方法，解决现有方法在数据集限制、特征细微变化及依赖临床专家的问题	2型糖尿病患者的舌像数据	计算机视觉	糖尿病	深度学习，图像识别	CNN（T2Net）	图像	开源DMT数据集（具体数量未明确说明）
54	2025-09-18	HRMamba: Fusing Luminance Information for Remote Physiological Measurement in Varied Lighting Conditions 2025-Sep-16, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3603308 PMID:40956747	研究论文	提出一种基于Mamba的端到端方法HRMamba，用于在复杂光照条件下通过面部视频进行远程生理测量	结合时间差分Mamba处理时序信号，使用双向状态空间理解场景并学习PPG周期模式，设计亮度后处理模块在不改变原始视频数据的情况下嵌入亮度信息	NA	解决基于摄像头的光电容积描记术在复杂光照环境下的信号提取挑战	面部视频中的生理信号（心率、呼吸率、血氧饱和度）	计算机视觉	NA	摄像头光电容积描记术（cbPPG）	Mamba（状态空间模型）	视频	NA
55	2025-09-18	AutoGRN: An Automated Graph Neural Network Framework for Gene Regulatory Network Inference 2025-Sep-16, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3609408 PMID:40956752	研究论文	提出一种自动化图神经网络框架AutoGRN，用于从单细胞RNA测序数据推断基因调控网络	采用基于信息熵约束的遗传搜索算法，自动优化适应不同数据特征的GNN架构，提升跨数据集的泛化能力	未明确讨论计算复杂度或可扩展性限制	基因调控网络推断，以理解基因相互作用及疾病进展机制	基因表达数据，特别是单细胞RNA测序数据	计算生物学	NA	scRNA-seq，图神经网络，遗传算法	GNN（图神经网络）	基因表达数据	多个公共数据集（未指定具体样本数量）
56	2025-09-18	SCTD-ICA: A ICA-Based Approach for Fetal ECG Extraction from Single Channel Abdominal ECG 2025-Sep-16, IEEE journal of biomedical and health informatics IF:6.7Q1 DOI:10.1109/JBHI.2025.3609696 PMID:40956750	研究论文	提出一种基于独立成分分析（ICA）的胎儿心电信号提取方法，用于从单通道腹部心电信号中分离胎儿心电	通过时间延迟方法将单通道数据映射为多维数据，克服了ICA对多通道数据的需求限制	ICA方法传统上需要多通道数据，这是该方法的一个已知局限	从单通道腹部心电信号中有效提取胎儿心电信号	孕妇腹部心电信号中的胎儿心电成分	生物医学信号处理	妊娠期监护	独立成分分析（ICA），时间延迟方法，功率谱分析	ICA	单通道心电信号	两个真实数据集：ADFECGDB和2013 PhysioNet/Computing in Cardiology Challenge Database Set-A
57	2025-09-18	Bioactivity Deep Learning for Complex Structure-Free Compound-Protein Interaction Prediction 2025-Sep-16, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.5c00741 PMID:40957089	研究论文	提出一种无复杂结构的化合物-蛋白质相互作用预测深度学习方法，并构建大规模基准数据集CPI2M	首次系统解决生物活性数据异质性和活性悬崖问题，开发集成生物活性学习的GGAP-CPI模型	NA	提升虚拟药物筛选中化合物-蛋白质相互作用预测的准确性和鲁棒性	化合物与蛋白质之间的相互作用	计算生物学	NA	深度学习	GGAP-CPI（基于蛋白质表示建模的深度神经网络）	生物活性数据	约200万生物活性数据点，覆盖4种活性类型（Ki, Kd, EC, IC）
58	2025-09-18	3D electroacoustic tomography image enhancement using deep learning with the SAM-Med3D encoder 2025-Sep-16, Physics in medicine and biology IF:3.3Q1 DOI:10.1088/1361-6560/ae077d PMID:40957441	研究论文	提出一种基于深度学习的方法，利用SAM-Med3D编码器增强三维电声断层成像（EAT）的重建质量	首次将大型基础模型SAM-Med3D应用于3D EAT成像增强，并设计了局部-全局特征融合架构	数据主要来源于水模体和组织样本，尚未在真实临床环境中全面验证	克服电声断层成像在临床中的局限性，实现电穿孔治疗中电场分布的精确可视化	电声断层成像数据，包括水模体和组织样本	医学影像分析	NA	电声断层成像（EAT），深度学习	基于SAM-Med3D编码器的CNN架构	3D图像	50次EAT扫描（共6000个视图），包含训练集30次扫描（3600视图）、验证集10次扫描（1200视图）和测试集10次扫描（1200视图）
59	2025-09-18	Dysmorphic neurons express markers of inhibitory glycinergic signaling in focal cortical dysplasia IIb 2025-Sep-16, Brain pathology (Zurich, Switzerland) DOI:10.1111/bpa.70043 PMID:40957662	研究论文	本研究利用深度学习结合空间转录组学分析，揭示了IIb型局灶性皮质发育不良中畸形神经元的甘氨酸能抑制信号标记表达	开发了基于深度学习的解剖分区定位方法，首次实现了对CDNs的无偏分子特征解析，发现了非经典信号通路标记	CDNs在病变组织中频率较低，样本获取存在挑战	解析IIb型局灶性皮质发育不良的分子特征并探索新的治疗靶点	细胞肥大畸形神经元(CDNs)	数字病理	癫痫	空间转录组分析，深度学习	深度学习	图像，转录组数据	NA
60	2025-09-18	Predicting cardiovascular events from routine mammograms using machine learning 2025-Sep-16, Heart (British Cardiac Society) DOI:10.1136/heartjnl-2025-325705 PMID:40957672	研究论文	开发并测试了一种基于常规乳腺X光影像的深度学习算法，用于预测女性心血管事件风险	首次利用常规乳腺X光影像结合深度学习技术进行心血管风险预测，为女性心血管筛查提供新途径	研究仅基于特定队列（Lifepool），未涉及更广泛人群验证；模型性能与传统工具相当但未显著超越	通过机器学习提升女性心血管疾病的风险评估准确性	接受乳腺筛查的中老年女性群体	医疗影像分析	心血管疾病	深度学习	DeepSurv	影像	49196名女性，中位随访8.8年