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
9001	2025-12-29	Impact of retraining and data partitions on the generalizability of a deep learning model in the task of COVID-19 classification on chest radiographs 2024-Nov, Journal of medical imaging (Bellingham, Wash.) DOI:10.1117/1.JMI.11.6.064503 PMID:39734609	研究论文	本研究探讨了在标准胸部X光片上进行COVID-19分类任务时，不同模型再训练方案和数据划分对模型性能及泛化能力的影响	通过比较四种再训练策略（包括在Set B上重新训练、微调、L2正则化以及200次重新划分Set A训练集），深入分析了数据划分对深度学习模型泛化性能的影响，揭示了模型性能差异的原因	研究仅使用来自同一机构的数据集，可能限制了结果的广泛适用性；未涉及外部验证集，泛化能力评估可能不全面	评估不同再训练方案和数据划分对深度学习模型在COVID-19胸部X光分类任务中泛化性能的影响	标准胸部X光片（CXRs）	计算机视觉	COVID-19	深度学习	深度学习模型	图像	Set A：9860名患者（2020年2月20日至2021年2月3日）；Set B：5893名患者（2020年3月15日至2022年1月1日）	NA	NA	AUC（曲线下面积）	NA
9002	2025-12-29	MRI-based prostate cancer classification using 3D efficient capsule network 2024-Jul, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.16975 PMID:38346111	研究论文	本研究提出了一种基于T2加权MRI的3D高效胶囊网络，用于前列腺癌风险分层	开发了3D高效胶囊网络，结合全连接胶囊层构建更深层次结构，并引入动态加权边缘损失以处理数据不平衡问题	未明确说明模型对图像翻转、缩放或旋转等变化的鲁棒性具体提升程度，且低风险与中风险分类性能相对较低（AUC 0.59）	通过计算机辅助诊断实现前列腺癌Gleason评分的非侵入性预测	前列腺癌患者	数字病理	前列腺癌	MRI	胶囊网络	图像	976名患者	NA	3D Efficient CapsNet	AUC, F1-score, 加权Cohen's Kappa	NA
9003	2025-12-28	Machine learning (ML) and deep learning (DL) in vaccine target selection, design, development and characterization 2026-Jan-25, Vaccine IF:4.5Q2 DOI:10.1016/j.vaccine.2025.128051 PMID:41371096	综述	本文综述了机器学习和深度学习在疫苗靶点选择、设计、开发和表征中的应用	系统性地阐述了AI技术，特别是ML和DL，在理性疫苗设计中的关键作用，包括从靶点选择到临床前试验的全流程应用	数据可用性存在限制	描述ML和DL如何辅助理性疫苗设计，以应对传染病挑战	疫苗开发过程，包括靶点选择、设计、开发和表征	机器学习	传染病	NA	机器学习,深度学习	NA	NA	NA	NA	NA	NA
9004	2025-12-28	SpatialFusion: A Unified Model for Integrating Spatial Transcriptomics to Unveil Cell-type Distribution, Interaction, and Functional Heterogeneity in Tissue Microenvironments 2026-Jan-15, Journal of molecular biology IF:4.7Q1 DOI:10.1016/j.jmb.2025.169535 PMID:41237948	研究论文	本文介绍了一种名为SpatialFusion的创新深度学习模型，旨在通过整合基因表达和空间坐标来改进空间域识别和细胞类型反卷积	SpatialFusion模型的核心创新在于利用图神经网络和注意力机制，通过空间数据的多维嵌入捕获复杂的空间关系，并采用双编码策略和自监督对比学习，显著提高了准确性和鲁棒性	NA	解决现有空间域识别和细胞类型反卷积方法在准确性、鲁棒性和计算效率方面面临的挑战	空间转录组学数据，特别是人类DLPFC数据集和乳腺癌肿瘤微环境	空间转录组学	乳腺癌	空间转录组学	GNN, 注意力机制	基因表达数据, 空间坐标	NA	NA	图神经网络, 注意力机制	准确性, 分辨率	NA
9005	2025-12-28	Diffuse optical imaging with channel attention fusion network 2026-Jan, Journal of biomedical optics IF:3.0Q2 DOI:10.1117/1.JBO.31.1.016001 PMID:41445764	研究论文	本文提出了一种用于漫射光学成像的端到端深度学习框架CAFNet，旨在克服传统重建技术中的伪影、噪声放大和深度敏感性限制	首次将通道注意力机制与AUTOMAP结合，通过多尺度特征学习和特征优先级处理，显著提升了光学属性重建的精度和鲁棒性	研究主要基于模拟和实验体模数据，未在真实临床患者数据上进行验证，可能限制了其直接医学应用的普适性	开发一种能够有效重建漫射光学图像中光学属性的深度学习模型，以改善肿瘤等深层异常检测的准确性	模拟数据集和实验体模中的光学属性图像	医学影像	肿瘤	漫射光学成像	深度学习	图像	模拟和实验数据集，具体样本数量未明确说明	未明确指定，但涉及深度学习框架	CAFNet, AUTOMAP	均方误差, 峰值信噪比, 结构相似性指数	NA
9006	2025-12-28	Medical Microwave Imaging Using Physics-Guided Deep Learning Part 1: The Forward Solver 2025-Dec-26, IEEE transactions on medical imaging IF:8.9Q1 DOI:10.1109/TMI.2025.3648756 PMID:41452684	研究论文	本文提出了一种用于医学微波成像的快速、自监督深度学习前向求解器，通过物理引导的混合损失函数确保计算结果的物理正确性	提出了一种基于物理框架的深度学习前向求解器，将计算域分为内部散射体区域和外部背景介质区域，采用结合麦克斯韦旋度方程与积分方程的混合损失函数，在保证全局和局部精度的同时比传统求解器快97%	未明确说明训练数据的具体规模和多样性限制，也未讨论在更复杂生物组织模型中的泛化能力	开发用于医学微波成像的快速准确前向求解器，为深度学习逆问题求解器提供高效训练基础	电磁散射问题中的散射场和介质特性计算	机器学习	NA	微波成像	深度神经网络	电磁场数据	未明确具体样本数量，但提及在随机物体上训练并在真实模型上测试	NA	NA	均方根误差	NA
9007	2025-12-28	STAR: Soil texture analysis recognizer integrating domain-adaptive transfer learning with NIR spectroscopy 2025-Dec-25, Journal of environmental management IF:8.0Q1 DOI:10.1016/j.jenvman.2025.128378 PMID:41453259	研究论文	本文提出了一种名为STAR的智能近红外光谱设备，用于精确的土壤质地分类，通过结合领域自适应迁移学习来解决模型泛化、标注数据依赖和跨域不一致性问题	提出了两种新颖的算法组件：面向迁移学习的光谱预处理方法TMSC以减少光谱分布偏移，以及SETAB框架来增强模型在跨区域和跨域不平衡条件下的适应性	研究主要基于四川省的局部土壤样本进行验证，未明确说明模型在其他地理区域或更广泛土壤类型上的泛化性能	开发一种用于精确土壤质地分类的智能近红外光谱设备，并解决光谱建模在实际部署中的泛化和跨域适应性问题	土壤样本	机器学习	NA	近红外光谱	深度学习	光谱数据	四川省的局部土壤样本（具体数量未明确说明）	NA	NA	准确率, Kappa系数	NA
9008	2025-12-28	Enhanced classification prostate cancer based on generative adversarial networks and integrated deep learning with vision transformer models 2025-Dec-24, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-31623-9 PMID:41444330	研究论文	本文提出了一种结合生成对抗网络、集成深度学习与视觉Transformer模型的增强型前列腺癌分类方法	提出了一种无需修改源图像的安全隐写术，并首次将ViT与GAN、SVM及多种深度学习模型（EfficientNet-B4、DenseNet121、ResNet-18）集成用于前列腺癌诊断	方法仅在DWI前列腺癌数据集上验证，未在其他模态或疾病数据集上测试泛化能力	开发一种安全且高精度的前列腺癌医学图像分类与诊断系统	扩散加权成像（DWI）前列腺癌数据集	计算机视觉	前列腺癌	扩散加权成像（DWI）	GAN, SVM, CNN, Transformer	医学图像	NA	NA	Vision Transformer (ViT), EfficientNet-B4, DenseNet121, ResNet-18	准确率, 敏感度, 精确率, F1分数, PSNR, SSIM	NA
9009	2025-12-28	Detection of cystoid macular edema in patients with retinitis pigmentosa based on deep learning 2025-Dec-24, International journal of retina and vitreous IF:1.9Q2 DOI:10.1186/s40942-025-00762-6 PMID:41444668	研究论文	本研究首次应用深度学习算法基于光学相干断层扫描图像自动检测视网膜色素变性患者的黄斑囊样水肿	首次将深度学习算法应用于视网膜色素变性患者黄斑囊样水肿的诊断与管理	NA	利用深度学习模型基于光学相干断层扫描图像检测视网膜色素变性患者的黄斑囊样水肿	视网膜色素变性患者的黄斑囊样水肿	计算机视觉	视网膜色素变性	光谱域光学相干断层扫描	CNN	图像	1,318张光学相干断层扫描图像，来自296只眼睛	Scikit-learn	ResNet-34, ResNet-18	准确率, F1分数, ROC	NA
9010	2025-12-28	Deep learning-based 3D automatic segmentation of impacted canines in CBCT scans 2025-Dec-23, BMC oral health IF:2.6Q1 DOI:10.1186/s12903-025-07117-5 PMID:41437345	研究论文	本研究开发了一种基于nnU-Net v2的深度学习模型，用于自动分割CBCT扫描中的阻生尖牙	首次将nnU-Net v2架构应用于阻生尖牙的3D自动分割，实现了高精度的检测与分割性能	研究样本量有限（仅159例CBCT扫描），且为回顾性数据，可能存在选择偏倚	开发自动分割阻生尖牙的深度学习模型，以提升牙颌面放射学诊断效率	CBCT扫描中的阻生尖牙	计算机视觉	牙科疾病	CBCT成像	CNN	3D医学图像	159例CBCT扫描	nnU-Net v2	nnU-Net	召回率, 精确率, Dice相似系数, 95% Hausdorff距离, 交并比	NA
9011	2025-12-28	Advanced deep-learning model for temporal-dependent prediction of dynamic behavior of AC losses in superconducting propulsion motors for hydrogen-powered cryo-electric aircraft 2025-Dec-17, Communications engineering DOI:10.1038/s44172-025-00554-8 PMID:41407868	研究论文	本文提出了一种先进的深度学习模型，用于预测氢动力低温电动飞机中超导推进电机动态交流损耗的时变行为	开发了首个能够预测超导推进电机动态交流损耗（包括周期平均和瞬时波形形态）的AI模型，并推广至未见设计，相比传统方法（如有限元分析、解析模型或早期智能模型）在速度和准确性上具有显著优势	NA	优化氢动力低温电动飞机中超导推进电机的效率、最小化低温热负荷并最大化比功率密度，通过快速准确的动态交流损耗预测支持系统级建模设计	氢动力低温电动飞机中的超导推进电机	机器学习	NA	深度学习	深度学习模型	电机配置数据集	大型电机配置数据集	NA	NA	准确性（R），预测时间	NA
9012	2025-12-28	Predicting and Synchronising Co-Speech Gestures for Enhancing Human-Robot Interactions Using Deep Learning Models 2025-Dec-13, Biomimetics (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/biomimetics10120835 PMID:41439904	研究论文	本文提出了一种基于深度学习的系统，用于预测并同步机器人的伴随语音手势，以增强人机交互的生动性	结合深度学习模型预测手势类型，并通过规则模块实现手势与语音的精确同步，满足实时交互的时间约束	NA	提升机器人在人机交互中的表现力和自然度，使其能够通过多模态动作有效传达信息	机器人的语音和伴随手势	自然语言处理	NA	深度学习	RNN, 条件随机场, Transformer	语音文本	NA	NA	NA	NA	NA
9013	2025-12-28	Comparative CFD Simulations of a Soft Robotic Fish for Undulatory Swimming Behaviors 2025-Dec-02, Biomimetics (Basel, Switzerland) DOI:10.3390/biomimetics10120805 PMID:41439874	研究论文	本文提出了一种用于分析波动游泳行为的机器鱼水动力性能预测策略，通过CFD模拟和深度学习模型进行性能评估	结合计算流体动力学模拟与基于LSTM、CNN和GRU的深度学习时间序列预测模型，对机器鱼的推力进行预测，并比较不同模型的性能	研究基于二维机器鱼模型进行模拟，可能未完全反映三维真实环境中的复杂流体动力学效应	分析机器鱼在波动游泳行为中的水动力性能，并预测其推力	软体机器鱼	机器人与流体动力学	NA	计算流体动力学模拟，深度学习时间序列预测	LSTM, CNN, GRU	模拟数据	NA	NA	CNN-GRU, LSTM, CNN, GRU	均方根误差	NA
9014	2025-12-28	AI-Integrated Micro/Nanorobots for Biomedical Applications: Recent Advances in Design, Fabrication, and Functions 2025-Dec-02, Biosensors DOI:10.3390/bios15120793 PMID:41440274	综述	本文综述了人工智能与微/纳米机器人集成在生物医学应用中的最新进展，特别是在设计、制造和功能方面	将AI算法（如机器学习和深度学习）与微/纳米机器人结合，实现自主、自适应和高分辨率的生物分析，重塑生物传感领域	面临可扩展性、能源自主性、数据标准化和闭环控制等关键挑战	探讨AI集成微/纳米机器人在生物医学传感中的设计、制造和功能整合，以推动智能、响应式临床转化系统	微/纳米机器人系统及其在生物医学传感中的应用	机器学习	NA	光刻、软光刻、纳米压印、3D打印、自组装	机器学习, 深度学习	NA	NA	NA	NA	NA	NA
9015	2025-12-28	A review of image processing and analysis of computed tomography images using deep learning methods 2025-Dec, Physical and engineering sciences in medicine IF:2.4Q2 DOI:10.1007/s13246-025-01635-w PMID:40903704	综述	本文综述了深度学习在医学CT图像处理与分析中的应用，特别是在放射治疗中的增强和分析阶段	系统性地将深度学习的一般概念与医学CT图像处理的具体阶段（如去噪、超分辨率、生成、配准和分割）联系起来，并提供了最新文献示例	NA	旨在提供对深度学习方法的理解，并将其与放射治疗中的医学CT图像处理联系起来	医学CT图像，特别是用于放射治疗的解剖和功能图像	计算机视觉	NA	CT成像	深度人工神经网络	图像	NA	NA	NA	NA	NA
9016	2025-12-28	Identifying suspicious naevi with dermoscopy via variational autoencoder auxiliary generative classifiers 2025-Dec, 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，并生成高质量的合成样本以扩充数据集	提出了一种结合变分自编码器和辅助分类器生成对抗网络（VAE-ACGAN）的新方法，用于生成可疑痣的视觉流形表示，并通过可解释的聚类方法区分可疑与非可疑痣	未明确说明模型在外部验证集上的泛化能力，以及合成样本的临床有效性验证可能不足	开发数据驱动方法用于早期黑色素瘤检测，通过识别与可疑痣相关的特征	皮肤痣（可疑痣与非可疑痣）的皮肤镜图像	计算机视觉	皮肤癌（黑色素瘤）	皮肤镜成像	GAN, VAE	图像	NA	NA	VAE-ACGAN	特异性, 敏感性, AUC	NA
9017	2025-12-28	Global research trends in MRI of temporomandibular disorders: a bibliometric study and visualization analysis via CiteSpace 2025-Dec, Journal of oral & facial pain and headache IF:1.9Q2 DOI:10.22514/jofph.2025.072 PMID:41436112	研究论文	本研究通过CiteSpace对颞下颌关节紊乱病MRI研究的文献进行计量学分析，以描绘其知识图谱和新兴趋势	首次对颞下颌关节紊乱病MRI研究领域进行全面的文献计量与可视化分析，识别了核心集群和研究前沿方向	分析仅基于Web of Science数据库，可能未涵盖所有相关文献，且时间范围截至2024年，最新发展可能未被完全捕捉	进行文献计量分析，以描绘颞下颌关节紊乱病MRI研究的智力景观和新兴趋势，识别知识差距和未来方向	从Web of Science核心合集中检索的1017篇关于颞下颌关节紊乱病MRI研究的科学文献	NA	颞下颌关节紊乱病	磁共振成像	NA	文献数据	1017篇文章	CiteSpace	NA	NA	NA
9018	2025-12-28	Deep Learning-Assisted Cactus-Inspired Osmosis-Enrichment Patch for Biosafety-Isolative Wearable Sweat Metabolism Assessment 2025-Dec-01, Biosensors DOI:10.3390/bios15120790 PMID:41440271	研究论文	本文开发了一种仿仙人掌的Janus膜用于单向传输和浓缩汗液，并结合深度学习辅助的荧光传感器进行汗液代谢物分析	提出了一种仿仙人掌的双向渗透富集传感贴片，实现了汗液的原位收集与生物安全隔离，并首次将深度学习模型应用于汗液荧光图像的分类与定量分析	NA	开发一种生物安全隔离的可穿戴汗液代谢评估系统	汗液中的生物标志物，如氨基酸混合物、钙离子和氯离子	数字病理学	NA	荧光传感，荧光光谱法	CNN	图像	4500张荧光图像	NA	CNN	分类准确率，一致性	NA
9019	2025-12-28	Biomarkers 2025-Dec, Alzheimer's & dementia : the journal of the Alzheimer's Association DOI:10.1002/alz70856_102531 PMID:41442629	研究论文	本研究利用tau-PET数据和深度学习算法，识别了阿尔茨海默病谱系中基于tau蛋白空间积累模式的三种不同亚型	采用新颖的自监督深度学习框架结合高斯混合模型，基于tau-PET的空间模式识别阿尔茨海默病的异质性亚型	本研究为横断面研究，无法确定亚型的时间演变或因果关系	识别阿尔茨海默病谱系中基于tau蛋白空间积累模式的异质性人群亚型	阿尔茨海默病谱系中的个体	数字病理学	阿尔茨海默病	tau-PET成像	深度学习, 高斯混合模型	图像	318名参与者（来自ADNI Phase 3）	NA	NA	验证准确率, 调整互信息分数	NA
9020	2025-12-28	Biomarkers 2025-Dec, Alzheimer's & dementia : the journal of the Alzheimer's Association DOI:10.1002/alz70856_103177 PMID:41442697	研究论文	本研究利用先进的成像技术和自动化处理流程，识别额颞叶痴呆亚型的敏感生物标志物并优化临床试验设计	整合了体积和扩散MRI指标，并结合深度学习分割技术，提高了变化检测的精确性和早期性，从而降低了临床试验所需的样本量	研究样本主要来自FTLDNI数据库，可能无法完全代表所有额颞叶痴呆患者群体	识别额颞叶痴呆亚型的敏感生物标志物，优化临床试验设计，以支持疾病修饰疗法的开发	额颞叶痴呆患者，包括行为变异型、语义变异型原发性进行性失语和非流利变异型原发性进行性失语亚型，以及健康对照	数字病理学	额颞叶痴呆	MRI, 扩散MRI, 深度学习分割	深度学习	MRI图像	238名参与者（52名bvFTD, 32名nfvPPA, 35名svPPA, 117名健康对照）	NA	NA	样本量计算, 脑萎缩减少检测	NA