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
6801	2025-10-06	Enhancing personalized gene expression prediction from DNA sequences using genomic foundation models 2024-Oct-10, HGG advances DOI:10.1016/j.xhgg.2024.100347 PMID:39205391	研究论文	本研究通过使用基因组基础模型的预训练嵌入，开发了能够从DNA序列预测个性化基因表达的深度学习模型	首次将Nucleotide Transformer基础模型的预训练嵌入应用于个性化基因表达预测，显著缩小了与仅使用遗传变异的弹性网络回归方法的性能差距	训练数据规模有限（290个个体），需要更多训练数据和计算资源改进方法	提高从DNA序列预测个性化基因表达的准确性	人类基因组DNA序列和基因表达数据	基因组学	NA	基因表达分析，基因型分析	Transformer	DNA序列数据，基因表达数据，基因型数据	290个个体的基因型和表达数据	NA	Transformer	相关性	NA
6802	2025-10-06	Integrated image-based deep learning and language models for primary diabetes care 2024-Oct, Nature medicine IF:58.7Q1 DOI:10.1038/s41591-024-03139-8 PMID:39030266	研究论文	开发集成图像和语言模型的DeepDR-LLM系统，用于改善基层糖尿病管理和糖尿病视网膜病变筛查	首次将基于图像的深度学习模型与大型语言模型集成，为基层医生提供个性化糖尿病管理建议	仅进行了单中心前瞻性研究，样本量有限，需要在更广泛人群中验证	解决基层糖尿病管理和DR筛查资源不足的问题	糖尿病患者和基层医生	计算机视觉,自然语言处理	糖尿病,糖尿病视网膜病变	深度学习,大型语言模型	Transformer	图像,文本	回顾性评估未明确样本量，前瞻性研究769名患者（397名无辅助组，372名辅助组）	NA	Transformer	准确率,依从性改善统计显著性	NA
6803	2025-10-06	Data Science Opportunities To Improve Radiotherapy Planning and Clinical Decision Making 2024-Oct, Seminars in radiation oncology IF:2.6Q2 DOI:10.1016/j.semradonc.2024.07.012 PMID:39271273	综述	探讨数据科学在改善放射治疗计划和临床决策中的应用前景	提出整合多源数据（基因组学、影像组学、剂量组学）和深度学习技术来优化个性化放疗方案，并引入数字孪生概念指导自适应放疗	未提及具体实施案例或验证结果	提升放射治疗的精准性和个性化水平	放射治疗患者	医疗人工智能	肿瘤疾病	基因组学, 影像组学, 剂量组学	深度学习	多模态数据（基因组数据、医学影像、剂量数据）	NA	NA	NA	NA	NA
6804	2025-10-06	Graph-Based Spatial Proximity of Super-Resolved Protein-Protein Interactions Predicts Cancer Drug Responses in Single Cells 2024-Oct, Cellular and molecular bioengineering IF:2.3Q3 DOI:10.1007/s12195-024-00822-1 PMID:39513000	研究论文	开发基于图结构的超分辨率蛋白质-蛋白质相互作用技术，用于预测单细胞水平的癌症药物反应	首次将图神经网络与超分辨率显微镜结合，实现单细胞水平蛋白质相互作用空间网络的三维解析	研究样本数量有限（约10,000个细胞），仅针对EGFR突变细胞系进行验证	开发空间信号网络解析技术以理解癌症耐药机制	EGFR突变PC9和HCC827癌细胞、临床肺组织样本、T细胞	计算生物学	肺癌	空间邻近连接分析、超分辨率显微镜、3D空间蛋白质组分子像素化	图神经网络	蛋白质相互作用图像、3D空间蛋白质数据	超过10,000个EGFR突变细胞	深度学习框架	图神经网络架构	准确率、AUC、F1分数	NA
6805	2025-10-06	Association of quantitative histopathology measurements with antemortem medial temporal lobe cortical thickness in the Alzheimer's disease continuum 2024-09-03, Acta neuropathologica IF:9.3Q1 DOI:10.1007/s00401-024-02789-9 PMID:39227502	研究论文	开发深度学习算法定量测量p-tau和pTDP-43病理，并分析其与阿尔茨海默病连续谱中内侧颞叶皮层厚度的关联	首次开发两种深度学习算法分别定量测量p-tau和pTDP-43病理，相比半定量评分能更精确地揭示病理与结构的关系	样本量相对有限（140例），仅关注内侧颞叶区域，未涵盖其他脑区病理	探究内侧颞叶萎缩与特定神经病理（p-tau和pTDP-43）之间的具体关系	阿尔茨海默病连续谱和边缘系统为主年龄相关TDP-43脑病患者	数字病理学	阿尔茨海默病	深度学习，组织切片分析，MRI成像	深度学习	组织切片图像，MRI图像	140例具有生前MRI成像的病例	NA	NA	病理分级区分能力，模型拟合优度	NA
6806	2025-10-06	Deep5hmC: predicting genome-wide 5-hydroxymethylcytosine landscape via a multimodal deep learning model 2024-09-02, Bioinformatics (Oxford, England) DOI:10.1093/bioinformatics/btae528 PMID:39196755	研究论文	开发了一个多模态深度学习框架Deep5hmC，用于预测全基因组5-羟甲基胞嘧啶修饰景观	首次整合DNA序列和表观遗传特征（组蛋白修饰和染色质可及性）的多模态深度学习模型预测5hmC修饰	NA	预测全基因组5-羟甲基胞嘧啶修饰景观，理解组织特异性基因调控	人脑类器官发育四个阶段和17种人体组织的5hmC测序数据	机器学习	阿尔茨海默病	5hmC测序	深度学习	DNA序列数据, 表观遗传数据	四个前脑发育阶段和17种人体组织的5hmC测序数据	NA	多模态深度学习架构	AUROC, Spearman相关系数	NA
6807	2025-10-06	Presurgical Upgrade Prediction of DCIS to Invasive Ductal Carcinoma Using Time-dependent Deep Learning Models with DCE MRI 2024-09, Radiology. Artificial intelligence DOI:10.1148/ryai.230348 PMID:38900042	研究论文	本研究使用时间依赖性深度学习模型预测DCIS术前升级为浸润性导管癌	首次将时间依赖性深度学习模型应用于DCE MRI数据，无需病灶分割即可预测DCIS升级	样本量较小（154例），为回顾性研究	预测导管原位癌术前升级为浸润性恶性肿瘤	经活检证实的DCIS患者（154例，其中25例术后升级）	计算机视觉	乳腺癌	动态对比增强MRI	CNN, LSTM	医学影像	154例DCIS病例（25例升级，129例未升级）	NA	ResNet50, VGG16, CNN-LSTM	AUC	NA
6808	2025-10-06	Prediction of extraction difficulty for impacted maxillary third molars with deep learning approach 2024-09, Journal of stomatology, oral and maxillofacial surgery DOI:10.1016/j.jormas.2024.101817 PMID:38458545	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习的模型，用于通过全景X光片预测上颌阻生第三磨牙的手术难度	首次使用YoloV5x架构对阻生上颌第三磨牙进行自动分割和手术难度分类	数据集仅包含708张全景X光片，样本量相对有限	评估深度学习模型在预测上颌阻生第三磨牙手术难度方面的有效性	上颌阻生第三磨牙	计算机视觉	口腔疾病	全景X光成像	深度学习	医学图像	708张全景X光片	YoloV5	YoloV5x	灵敏度,精确度,F1分数	NA
6809	2025-10-06	Clinical Translation of a Deep Learning Model of Radiation-Induced Lymphopenia for Esophageal Cancer 2024-Sep, International journal of particle therapy IF:2.1Q2 DOI:10.1016/j.ijpt.2024.100624 PMID:39228692	研究论文	本研究将深度学习模型应用于食管癌放疗中预测辐射诱导淋巴细胞减少症风险，并提出将免疫系统作为风险器官纳入放疗计划优化的策略	首次提出将免疫系统作为风险器官的概念，并开发深度学习模型指导放疗计划优化以减轻辐射诱导淋巴细胞减少症	研究基于回顾性数据和小样本量（20例患者），需要前瞻性临床试验验证	开发并验证深度学习模型在预测和减轻食管癌放疗中辐射诱导淋巴细胞减少症风险的应用	食管癌患者	数字病理	食管癌	深度学习	深度学习模型	放疗计划数据、剂量学参数、淋巴细胞计数	20例食管癌患者（10例接受调强放疗，10例接受被动散射质子治疗）	NA	NA	绝对淋巴细胞计数最低值预测准确性	NA
6810	2025-10-06	Investigating the relationship between radiographic joint space width loss and deep learning-derived magnetic resonance imaging-based cartilage thickness loss in the medial weight-bearing region of the tibiofemoral joint 2024-Sep, Osteoarthritis and cartilage open DOI:10.1016/j.ocarto.2024.100508 PMID:39238657	研究论文	研究膝关节X射线关节间隙宽度损失与深度学习衍生的MRI软骨厚度损失之间的关系	首次使用深度学习定量分析MRI软骨厚度损失，并与传统X射线测量方法进行对比分析	样本量相对有限(n=256)，仅关注膝关节内侧承重区域，观察时间较短(12-24个月)	评估X射线关节间隙宽度损失是否能有效代表MRI测量的软骨厚度损失	骨关节炎倡议(OAI)研究中可能处于早期骨关节炎阶段的膝关节	医学影像分析	骨关节炎	磁共振成像, X射线成像, 深度学习	深度学习模型	医学影像(MRI和X射线)	256个膝关节	NA	NA	Pearson相关系数, p值, 线性混合效应模型系数	NA
6811	2025-10-06	ConIQA: A deep learning method for perceptual image quality assessment with limited data 2024-Aug-29, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-70469-5 PMID:39209864	研究论文	提出一种基于深度学习的图像质量评估方法ConIQA，能够在有限标注数据条件下有效评估图像质量	结合一致性训练和新型数据增强方法，能够同时利用标注和未标注数据进行学习	在特定领域（如计算机生成全息图）的验证，通用性需要进一步验证	开发在有限标注数据条件下仍能有效评估图像质量的深度学习方法	虚拟现实和增强现实应用中的图像质量评估	计算机视觉	NA	深度学习	神经网络	图像	1000张自然图像，每张配对不同CGH算法渲染的图像，由13名参与者进行质量评分	NA	NA	皮尔逊相关系数, 斯皮尔曼相关系数, 肯德尔tau系数	NA
6812	2025-10-06	Expert-Level Detection of Referable Glaucoma from Fundus Photographs in a Safety Net Population: The AI and Teleophthalmology in Los Angeles Initiative 2024-Aug-26, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.08.25.24312563 PMID:39252888	研究论文	开发并测试用于检测可转诊青光眼的深度学习算法，应用于洛杉矶县卫生服务部远程视网膜筛查项目	基于VGG-19架构的深度学习算法在检测可转诊青光眼方面达到或超过眼科医生和验光师的表现水平	研究数据来源于单一医疗系统，可能限制算法的泛化能力	开发自动检测可转诊青光眼的深度学习算法，优化眼科筛查流程	洛杉矶县卫生服务部远程视网膜筛查项目中的眼底照片和患者数据	计算机视觉	青光眼	眼底摄影	CNN	图像	训练集：12,098张图像来自5,616名患者；测试集：1,000张图像来自500名患者	NA	VGG-19	AUC, 敏感度, 特异度	NA
6813	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
6814	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
6815	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
6816	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
6817	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
6818	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
6819	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
6820	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