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
6781	2026-01-11	Robust Retinal Image Matching: A Modality-Resistant Descriptor Using Directional Anisotropic Texton-Like Features and Evaluation Across Diverse Datasets 2026-Jan-09, Journal of imaging informatics in medicine DOI:10.1007/s10278-025-01765-3 PMID:41514133	研究论文	本文提出了一种用于视网膜图像匹配的鲁棒描述符，该描述符基于方向性各向异性类文本特征，并在多种数据集上进行了评估	提出了一种新颖的描述符，该描述符利用一阶和二阶方向性各向异性类文本Leung-Malik导数构建高级特征空间，其细长的感受野与精细的血管和解剖结构自然对齐，实现了更一致的特征编码，并设计了加权自适应分箱配置来处理局部变化	未明确提及本文的具体局限性	解决多模态和单模态视网膜图像匹配中，因局部结构差异、非线性辐射度差异以及结构位移带来的挑战，实现更鲁棒和准确的图像对齐	多种视网膜图像数据集，包括彩色眼底（CF）、荧光素血管造影（FA）、超广角FA、扫描激光检眼镜（SLO）图像以及具有不同重叠度的CF FIRE数据集	计算机视觉	NA	图像匹配，特征描述符	传统手工方法（基于类文本特征）	图像	NA	NA	NA	平均召回率	NA
6782	2026-01-11	Diagnosing migraine from genome-wide genotype data: a machine learning analysis 2026-Jan-08, Brain : a journal of neurology IF:10.6Q1 DOI:10.1093/brain/awaf172 PMID:40326299	研究论文	本研究利用机器学习方法从全基因组基因型数据中诊断偏头痛，旨在捕捉非加性和交互效应以解释遗传缺失性	采用机器学习模型（如轻梯度提升机和多项式朴素贝叶斯）处理高维遗传变异数据，探索偏头痛的非加性和交互遗传结构，相比传统多基因风险评分方法在分类性能上显著更优	数据维度（高数量遗传变异）可能受限于可用数据规模，导致对纯加性效应的误导性印象，未来需要更大样本量以充分利用加性和交互效应	开发机器学习模型以捕捉非加性和交互遗传效应，解决偏头痛的遗传缺失性问题	来自特伦德拉格健康研究第二和第三阶段的43,197名个体（51%为女性，平均年龄54.6岁），基于国际头痛疾病分类标准进行表型分型	机器学习	偏头痛	全基因组基因分型	轻梯度提升机, 多项式朴素贝叶斯, 深度学习	基因型数据	43,197名个体	NA	NA	AUC	NA
6783	2026-01-11	Thermodynamic principles link in vitro transcription factor affinities to single-molecule chromatin states in cells 2026-Jan-08, Cell IF:45.5Q1 DOI:10.1016/j.cell.2025.11.008 PMID:41308636	研究论文	本文通过整合体外转录因子亲和力与体内单分子染色质状态数据，揭示了人类转录因子eKLF/KLF1的结合机制	首次将体外转录因子亲和力与体内单分子染色质状态进行高通量定量比较，并利用深度学习模型验证生物物理参数	研究仅针对单一人类转录因子eKLF/KLF1，未涵盖其他转录因子或更广泛的调控网络	探究转录因子结合与染色质可及性形成的分子机制	人类转录因子eKLF/KLF1及其与DNA的相互作用	生物信息学	NA	高通量体外结合测定、单分子染色质状态分析、深度学习建模	深度学习模型	体外结合速率与亲和力数据、体内单分子转录因子与核小体占据数据	NA	NA	线性能量模型	NA	NA
6784	2026-01-11	Markers predicting lymphoma development in Sjögren disease: current status and future perspectives 2026-Jan-08, Current opinion in immunology IF:6.6Q1 DOI:10.1016/j.coi.2025.102717 PMID:41512551	综述	本文综述了Sjögren病中预测淋巴瘤发展的生物标志物的最新进展，并探讨了未来研究方向	强调了时间敏感性重新评估传统风险因素和分析新型标志物的范式转变，并指出深度学习在淋巴瘤预测中的应用尚未探索	关于保护性因素和淋巴瘤预防策略的数据稀缺，且缺乏关于淋巴瘤预测、监测和预防的共识指南	综述Sjögren病中淋巴瘤发生的预测标志物，以促进早期诊断和预防	Sjögren病患者，特别是那些有淋巴瘤发展风险的患者	数字病理学	淋巴瘤	NA	深度学习	临床和转化研究数据	NA	NA	NA	NA	NA
6785	2026-01-11	Multi-stage deep learning architecture for carotid artery segmentation and stenosis evaluation: comparative study with DSA 2026-Jan-07, Journal of cardiovascular magnetic resonance : official journal of the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance IF:4.2Q1 DOI:10.1016/j.jocmr.2026.102683 PMID:41512998	研究论文	本研究提出了一种用于颈动脉分割和狭窄评估的多阶段深度学习架构，并与数字减影血管造影进行了比较	提出了一种新颖的多阶段深度学习架构，用于自动化分割和评估颈动脉狭窄，与手动分割和DSA诊断标准具有高一致性	研究为回顾性设计，可能受到选择偏倚的影响；样本主要来自三级医院，可能限制泛化性	开发一种自动化工具，用于颈动脉分割和狭窄评估，以缩短诊断时间并减少观察者间变异性	颈动脉狭窄患者	数字病理	心血管疾病	高分辨率磁共振成像, 数字减影血管造影	深度学习	图像	641条狭窄动脉（来自422名患者），分为训练验证集（372名患者，545个病变）、独立测试集（50名患者，96个病变）和外部验证集（89名患者，168个病变）	NA	多阶段深度学习架构	Dice相似系数, 准确率	NA
6786	2026-01-11	Fast and accurate prediction of adsorption energy of AgPd nanoalloys by deep learning potentials and neural networks 2026-Jan-06, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-05309-1 PMID:41495104	研究论文	本研究利用深度学习势和多种神经网络架构，快速准确地预测了AgPd纳米合金上氟原子的吸附能	首次结合Ag-Pd-F深度学习势与多种深度神经网络（CGCNN、CNN、LSTM、MLP）来预测纳米团簇的吸附能，其中基于深度学习势的CGCNN模型在精度和不确定性估计方面表现最佳	研究仅针对38个原子的AgPd纳米团簇和氟原子吸附，数据集规模相对有限（1087个吸附构型），模型在其他元素或更大团簇上的泛化能力未经验证	开发一种快速、准确预测纳米合金吸附能的方法，以加速高效催化剂的设计	AgPd纳米合金团簇上氟原子的吸附能	机器学习	NA	深度学习势，第一性原理方法	CGCNN, CNN, LSTM, MLP	原子结构数据，吸附能数据	1087个AgPd团簇上的氟原子吸附构型	NA	Crystal Graph Convolutional Neural Networks, Convolutional Neural Networks, Long Short-Term Memory networks, Multilayer Perceptrons	R², RMSE	NA
6787	2026-01-11	Patch-Based convolutional neural networks for multiple microstructural features detection in FIB-SEM micrographs of irradiated nuclear fuel 2026-Jan-05, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-23606-7 PMID:41491694	研究论文	本文提出了一种基于卷积神经网络的框架，用于在辐照核燃料的FIB-SEM显微图像中自动检测多种微观结构特征	首次整合了Segment Anything Model (SAM)和基于补丁的CNN模型，用于辐照核材料的语义分割，并利用有限标注数据实现微观结构识别	依赖有限的标注数据，且主要针对辐照U-10Zr金属燃料，可能在其他材料或数据集上的适用性有待验证	自动化辐照核材料中微观结构的识别，以克服FIB-SEM断层扫描在数据收集、微观结构区分和图像对齐方面的挑战	辐照U-10Zr (wt%)金属燃料的FIB-SEM显微图像	计算机视觉	NA	聚焦离子束扫描电子显微镜 (FIB-SEM) 断层扫描，能量色散光谱 (EDS)	CNN	图像	NA	NA	U-Net, Attention U-Net, Residual U-Net	分割性能，一致性	NA
6788	2026-01-11	Peptide-functionalized membrane camouflage for endogenous H2S-induced photothermal immunotherapy of orthotopic colorectal cancer 2026-Jan-03, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-025-65876-9 PMID:41484054	研究论文	本文开发了一种肽功能化膜伪装平台，用于通过内源性H2S诱导的光热免疫疗法治疗原位结直肠癌	利用抗菌肽功能化的结直肠癌细胞膜封装钴基金属有机框架，实现肿瘤微环境中内源性H2S的协同调控，结合光热效应与免疫激活	研究主要基于小鼠模型，临床转化潜力尚需进一步验证；未详细讨论长期毒性或潜在脱靶效应	开发一种结合免疫调节与肠道菌群调控的抗癌疗法，以降低结直肠癌的复发和转移率	原位结直肠癌小鼠模型	数字病理	结直肠癌	金属有机框架封装、光热疗法、免疫疗法	NA	实验数据、成像数据	肿瘤小鼠模型（具体数量未明确）	AI深度学习	Segment Anything模型	凸包算法评估的治疗效果比较	NA
6789	2026-01-11	Evaluation of the effectiveness of artificial intelligence models in radiopaque and radiolucent lesions of the maxillofacial region on panoramic radiographs 2026-Jan, Oral radiology IF:1.6Q3 DOI:10.1007/s11282-025-00838-x PMID:40593453	研究论文	本研究评估了深度学习算法在全景X光片上对上颌面部区域阻射性和透射性病变的分类、检测和分割效果	首次系统比较了多种深度学习架构（AlexNet、VGG16、GoogleNet、YOLOv8）在全景X光片上对上颌面部病变的自动化分析能力，并明确了不同任务的最佳模型	研究样本年龄跨度大（12-80岁），可能影响模型泛化性；部分分类任务的准确率（如三分类61.6%）仍有提升空间	评估人工智能模型在全景X光片上对上颌面部区域病变的自动化分析效果	全景X光片中显示的上颌面部区域阻射性和透射性病变	计算机视觉	上颌面部疾病	全景X光成像	CNN	医学影像（X光片）	未明确样本数量，但包含12-80岁患者的全景X光片	NA	AlexNet, VGG16, GoogleNet, YOLOv8	准确率, 精确率, F1分数, 平均精度均值	NA
6790	2026-01-11	pyDOSEIA: A Python Package for Radiological Impact Assessment during Long-term or Accidental Atmospheric Releases 2026-Jan-01, Health physics IF:1.0Q4 DOI:10.1097/HP.0000000000002014 PMID:40622262	研究论文	介绍了一个用于气象数据处理和辐射影响评估的Python软件包pyDOSEIA	开发了一个基于高斯羽流模型、遵循IAEA和AERB指南的开源Python工具包，支持多暴露途径、年龄/距离/核素特异性剂量计算，并具备并行处理能力	未明确说明模型在极端气象条件或复杂地形下的验证情况	开发用于核与辐射事故中长期或意外大气释放的辐射影响评估工具	大气释放的放射性核素	机器学习	NA	高斯羽流模型	NA	气象数据、辐射剂量数据	NA	Python	NA	NA	并行处理能力
6791	2026-01-11	Accelerating direct material decomposition via diffusion probabilistic model for Sparse-view spectral computed tomography 2026-Jan, Journal of X-ray science and technology IF:1.7Q3 DOI:10.1177/08953996251375815 PMID:41147999	研究论文	提出了一种基于扩散概率模型的无监督深度学习框架，用于稀疏视图能谱CT中的直接材料分解	首次将虚拟单能图像作为关键区分增强器引入多色投影优化，并结合扩散概率先验进行材料分解，有效解决了传统方法在稀疏采样和几何不一致情况下的收敛慢、伪影多等问题	仅在临床前数据上进行了验证，尚未在临床数据或更复杂的真实场景中进行广泛测试	提高稀疏视图能谱CT中材料分解的准确性和效率	能谱CT的虚拟单能图像和材料分解结果	医学影像分析	NA	能谱CT	扩散概率模型	CT投影数据，图像	NA	NA	NA	峰值信噪比，结构相似性	NA
6792	2026-01-11	Predictive modeling approaches for Alzheimer's disease diagnosis through neuroimaging techniques 2026-Jan, Ageing research reviews IF:12.5Q1 DOI:10.1016/j.arr.2025.102989 PMID:41371350	综述	本文详细探讨了利用机器学习和深度学习预测建模方法，通过神经影像技术自动诊断阿尔茨海默病的过程与主要组成部分	整合人工智能（机器学习和深度学习）与神经影像及生物标志物，实现AD的自动、高精度、快速诊断，避免了传统手动操作生物标志物的局限性	NA	通过预测建模技术改进阿尔茨海默病的诊断过程，解决传统方法在时间、成本和准确性方面的挑战	阿尔茨海默病的诊断过程，包括神经影像扫描和生物标志物	机器学习	阿尔茨海默病	神经影像技术（如计算机断层扫描、磁共振成像、正电子发射断层扫描）和脑脊液生物标志物（如淀粉样蛋白-β₄₂、总tau蛋白、磷酸化tau蛋白）	机器学习算法, 深度学习算法	神经影像图像, 生物标志物数据	NA	NA	NA	分类器性能水平, 验证指标	NA
6793	2026-01-11	Automated retinal disease classification using deep learning and AlexNet with statistical models analysis 2026, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0338415 PMID:41494023	研究论文	本研究提出了一种基于深度学习的框架，用于将视网膜图像自动分类为正常、糖尿病视网膜病变、白内障和青光眼四种类型	使用多种CNN架构（包括EfficientNet-B0、EfficientNet-B7、从头构建的模型和AlexNet）进行比较评估，并利用SHAP进行模型可解释性分析，以突出临床相关的视网膜区域	未明确说明数据集的样本数量，且处理时间（约14分钟）对于实时筛查系统可能仍需优化	开发一个自动化的视网膜疾病分类系统，以辅助早期检测和预防不可逆的视力丧失	视网膜图像	计算机视觉	糖尿病视网膜病变、白内障、青光眼	深度学习	CNN	图像	NA	NA	EfficientNet-B0, EfficientNet-B7, AlexNet	准确率, 灵敏度, 特异性, PPV, NPV, F1分数, R2	NA
6794	2026-01-11	Estimation of whole-body skeletal muscle volume using pectoralis muscle area and anthropometric measurements from chest CT in a Korean population 2026-Jan, Clinical physiology and functional imaging IF:1.3Q4 DOI:10.1111/cpf.70046 PMID:41496377	研究论文	本研究利用单张胸部CT切片的胸肌面积和基本人体测量数据，开发了韩国人群全身骨骼肌体积的估计模型	首次结合单张胸部CT切片的胸肌面积和基本人体测量数据，开发了针对韩国人群的全身骨骼肌体积估计模型，提供了一种基于常规胸部CT图像的实用肌肉评估替代方法	研究样本仅来自韩国人群，可能限制了模型的普适性；样本量为201名成年人，相对较小	开发一种利用常规胸部CT图像和基本人体测量数据估计全身骨骼肌体积的实用方法	韩国成年人群（101名女性，100名男性）的PET-CT数据	数字病理学	NA	胸部CT成像，PET-CT	LASSO回归模型	医学影像（CT图像），人体测量数据	201名成年人（101名女性，100名男性）	NA	NA	R²值，Bland-Altman偏差	NA
6795	2026-01-11	TissUnet: Improved extracranial tissue and cranium segmentation for children through adulthood 2026, Imaging neuroscience (Cambridge, Mass.) DOI:10.1162/IMAG.a.1067 PMID:41503005	研究论文	本文提出了一种名为TissUnet的深度学习模型，用于从常规三维T1加权MRI中分割颅外组织（颅骨、皮下脂肪和肌肉）	TissUnet模型在广泛的年龄范围（从儿童到成人）和包括脑肿瘤患者的多种数据集上进行了验证，其性能优于先前的最先进方法，并展示了在儿科人群中的优秀表现	模型在脑肿瘤病例中的分割性能（中位Dice系数0.81）略低于健康个体（0.83），表明在病理条件下可能存在一定的局限性	开发一个能够快速、准确、可重复地分割颅外组织的深度学习模型，以支持大规模关于颅面形态、治疗效果和心脏代谢风险的研究	从儿童到成人的个体，包括健康人群和脑肿瘤患者	数字病理学	脑肿瘤	MRI, CT	深度学习模型	三维T1加权MRI图像	训练集：155对MRI-CT扫描；验证集：九个数据集，包括37对MRI-CT和专家手动标注	NA	U-Net	Dice系数	NA
6796	2026-01-11	Synthetic multi-inversion time magnetic resonance images for visualization of subcortical structures 2026-Jan, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.13.1.014002 PMID:41503368	研究论文	本文提出了一种名为SyMTIC的深度学习方法，用于从常规磁共振图像生成合成多反转时间图像，以增强皮层下结构的可视化	结合深度神经网络与成像物理原理，通过估计纵向弛豫时间和质子密度图来合成任意反转时间的多反转时间图像	方法依赖于特定配对图像数据进行训练，可能对未包含的训练数据类型的泛化能力有限	改善皮层下灰质结构的磁共振成像可视化，以支持神经科学研究和临床实践	皮层下灰质结构，特别是丘脑核团	医学影像分析	NA	磁共振成像，包括T1加权、T2加权和FLAIR序列	深度神经网络	磁共振图像	NA	NA	NA	图像质量，分割改进	NA
6797	2026-01-11	Deep learning model with collage images for the segmentation of dedicated breast positron emission tomography images 2026-Jan, Breast cancer (Tokyo, Japan) DOI:10.1007/s12282-023-01492-z PMID:37634221	研究论文	本研究评估了深度学习在专用乳腺正电子发射断层扫描图像自动分割异常摄取区域的应用，并通过拼贴图像进行数据增强以解决训练数据稀缺问题	提出使用由裁剪的异常摄取和正常乳腺组成的拼贴图像进行数据增强，以应对dbPET图像噪声高和数据稀缺的挑战	研究为回顾性设计，样本量相对有限（662个乳腺），且仅基于特定时间段的数据	开发自动分割dbPET图像中异常摄取区域的深度学习模型，以辅助乳腺病变评估	专用乳腺正电子发射断层扫描图像中的异常摄取区域	数字病理学	乳腺癌	专用乳腺正电子发射断层扫描	CNN	图像	662个乳腺（其中217个有异常摄取）	NA	U-Net	Dice分数, 分类准确率	NA
6798	2026-01-11	Deep learning model to predict Ki-67 expression of breast cancer using digital breast tomosynthesis 2026-Jan, Breast cancer (Tokyo, Japan) DOI:10.1007/s12282-024-01549-7 PMID:38448777	研究论文	本研究开发了一个基于数字乳腺断层合成图像的深度学习模型，用于预测乳腺癌Ki-67表达水平	首次将Xception架构应用于数字乳腺断层合成图像，以预测Ki-67表达，并针对不同放射学特征亚组进行了性能评估	研究为回顾性设计，样本量相对较小（126例），且未在外部数据集上进行验证	开发一个深度学习模型，利用数字乳腺断层合成图像预测乳腺癌Ki-67表达，以辅助术前治疗策略制定	经病理确诊的乳腺癌患者及其数字乳腺断层合成图像	数字病理学	乳腺癌	数字乳腺断层合成	CNN	图像	126例经病理确诊的乳腺癌患者	NA	Xception	准确率, 灵敏度, 特异性, AUC	NA
6799	2026-01-11	CADRE: A novel unsupervised reconstruction algorithm for limited-angle CT of ancient wooden structures 2026-Jan, Journal of X-ray science and technology IF:1.7Q3 DOI:10.1177/08953996251380012 PMID:41105016	研究论文	本文提出了一种名为CADRE的无监督深度学习重建算法，用于解决古木结构有限角度CT图像重建中的质量问题	CADRE算法创新性地结合了ADMM优化策略、深度Radon先验网络学习范式以及几何轮廓引导机制，无需大规模配对训练数据，特别适用于文化遗产领域	NA	开发一种能够从不完整的有限角度投影数据中实现高质量图像重建的新算法	古木结构，如应县木塔的数字仿真模型和佛光寺的物理木模型	计算机视觉	NA	计算机断层扫描（CT）	深度学习	图像	使用应县木塔的数字仿真模型和佛光寺的物理木模型进行系统验证	NA	深度Radon先验网络	PSNR, SSIM	NA
6800	2026-01-11	Optimizing cancer classification: A metaheuristic-driven review of feature selection and deep learning approaches 2026-Jan, Journal of X-ray science and technology IF:1.7Q3 DOI:10.1177/08953996251375817 PMID:41384935	综述	本文对2012年至2025年间发表的91篇同行评议文章进行了系统性回顾，探讨了元启发式算法在癌症分类中特征选择和深度神经网络优化方面的应用	首次系统性地综述了元启发式算法在癌症分类中同时应用于特征选择和深度神经网络优化的研究，并对39个图像数据集和44个微阵列数据集进行了全面梳理	作为综述文章，主要基于现有文献进行分析，未提出新的算法或模型，且时间范围限定在2012-2025年	优化癌症分类，通过特征选择和深度神经网络架构优化提高分类性能	医学影像和微阵列基因表达数据	机器学习	癌症	微阵列基因表达分析，医学影像分析	kNN, SVM, CNN	图像，基因表达数据	涉及91篇研究文章，涵盖39个图像数据集和44个微阵列数据集	NA	NA	NA	NA