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
981	2025-04-25	Bi-level Graph Learning Unveils Prognosis-Relevant Tumor Microenvironment Patterns in Breast Multiplexed Digital Pathology 2024-Oct-04, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.04.22.590118 PMID:38712207	研究论文	本研究提出了一种数据驱动且可解释的方法，用于识别与患者预后相关的肿瘤微环境细胞组织模式	引入了双层图模型（细胞图和群体图），通过软Weisfeiler-Lehman子树核捕捉患者间的相似性，从而识别具有独特预后的患者亚群和肿瘤微环境模式	方法虽然在乳腺癌患者中验证，但可能在其他癌症类型中的适用性需要进一步验证	开发一种可解释的深度学习方法，识别与预后相关的肿瘤微环境模式	乳腺癌患者的肿瘤微环境	数字病理学	乳腺癌	深度学习	双层图模型（细胞图和群体图）	数字病理图像	乳腺癌患者队列（具体数量未提及）及两个独立验证队列
982	2025-04-25	Computer Vision Identification of Trachomatous Inflammation-Follicular Using Deep Learning 2024-Sep-20, Cornea IF:1.9Q2 DOI:10.1097/ICO.0000000000003701 PMID:39312712	研究论文	本研究开发并评估了一种基于深度学习的计算机视觉模型，用于识别沙眼性炎症-滤泡（TF），以减少人工评分的资源负担和潜在错误	首次使用MobileNetV3大型深度卷积神经网络对沙眼性炎症-滤泡进行自动分类，显著提高了筛查效率和准确性	需要在具有不同TF流行率的多样化人群中进行进一步验证才能大规模实施	开发一种能够准确高效进行大规模沙眼筛查的自动化系统	0至9岁儿童的56,725张眼睑内翻照片	计算机视觉	沙眼	深度学习	MobileNetV3大型深度卷积神经网络	图像	来自埃塞俄比亚一个沙眼流行地区的11,358名儿童，共56,725张照片
983	2025-04-25	Detection and classification of mandibular fractures in panoramic radiography using artificial intelligence 2024-Sep-01, Dento maxillo facial radiology DOI:10.1093/dmfr/twae018 PMID:38652576	研究论文	本研究评估了YOLOv5深度学习模型在全景X光片中检测和分类下颌骨骨折的性能	使用YOLOv5模型对六种下颌骨骨折类型进行检测和分类，展示了机器学习作为临床诊断辅助工具的潜力	在检测下颌角和髁突头部骨折时性能相对较低	评估人工智能在全景X光片中检测和分类下颌骨骨折的准确性	下颌骨骨折的全景X光片	计算机视觉	下颌骨骨折	深度学习	YOLOv5	图像	498张包含673处骨折的全景X光片
984	2025-04-25	Foundation model of neural activity predicts response to new stimulus types and anatomy 2024-Aug-31, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.03.21.533548 PMID:36993435	研究论文	该研究通过训练一个基础模型来预测小鼠视觉皮层对任意自然视频的神经元响应，并展示了该模型在新刺激类型和解剖结构上的泛化能力	利用基础模型处理大规模神经活动数据，成功预测新刺激类型和解剖结构，展示了在神经科学领域的泛化能力	模型在训练分布之外的泛化能力仍有局限，需要更大规模的多模态数据集进一步提升	构建基础大脑模型，增强对大脑计算目标和神经编码的理解	小鼠视觉皮层的神经活动	神经科学	NA	深度学习	基础模型	神经活动数据	多只小鼠的大量神经活动数据
985	2025-04-25	PixelPrint 4D : A 3D printing method of fabricating patient-specific deformable CT phantoms for respiratory motion applications 2024-Aug-03, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.08.02.24311385 PMID:39211887	research paper	介绍了一种名为PixelPrint的3D打印方法，用于制造患者特异性可变形CT体模，以模拟呼吸运动	提出了一种能够精确复制患者肺部结构、纹理和衰减特性的3D打印方法，并展示了其在压缩下的非刚性变形、体积变化和衰减变化的准确性	未提及具体限制	开发更真实的呼吸运动体模（RMPs），以支持新型CT技术的测试	患者特异性可变形肺部体模	digital pathology	lung cancer	3D printing	NA	CT imaging	NA
986	2025-04-25	Digital pathology assessment of kidney glomerular filtration barrier ultrastructure in an animal model of podocytopathy 2024-Jul-15, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.06.14.599097 PMID:38948787	research paper	开发了一种基于深度学习的数字病理计算方法，用于测量TEM图像中肾小球滤过屏障的超微结构	首次使用U-Net模型和图像处理算法自动测量GBM和PFP宽度，减少了人工操作的劳动强度和操作者间的变异性	自动和手动PFP宽度测量在ILK cKO标本中存在差异，表明方法在PFP测量上可能不够精确	研究肾小球滤过屏障超微结构的自动化测量方法，以促进足细胞病的研究和临床诊断	Integrin-Linked Kinase (ILK) 足细胞特异性条件敲除小鼠和野生型小鼠的肾脏TEM图像	digital pathology	podocytopathy	transmission electron microscopy (TEM)	U-Net	image	WT和ILK cKO同窝小鼠的肾脏TEM图像，4周龄
987	2025-04-25	Analysis of RNA translation with a deep learning architecture provides new insight into translation control 2024-Jul-02, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.07.08.548206 PMID:39005319	研究论文	开发了一种深度神经网络模型，用于从RNA序列直接预测和分析翻译起始和终止位点	模型揭示了密码子使用在调控翻译终止中的新作用，并发现了数千个新的开放阅读框	模型主要基于人类转录本训练，在其他生物体中的预测准确性可能有限	理解基因翻译的调控机制	RNA序列中的翻译起始和终止位点	自然语言处理	NA	深度神经网络	深度神经网络	RNA序列	人类转录组数据
988	2025-04-25	Analyzing heterogeneity in Alzheimer Disease using multimodal normative modeling on imaging-based ATN biomarkers 2024-Jul-01, ArXiv PMID:39010871	research paper	使用多模态规范建模分析阿尔茨海默病的异质性，基于成像ATN生物标志物	采用深度学习多模态规范框架分析个体水平的ATN成像生物标志物变异	研究仅基于横断面数据，未考虑纵向变化	探究阿尔茨海默病的异质性及其与认知功能和疾病进展的关系	阿尔茨海默病患者（淀粉样蛋白阳性和阴性对照）	digital pathology	geriatric disease	T1-weighted MRI, amyloid and tau PET	deep learning-based multimodal normative framework	imaging data	发现队列（n = 665）和复制队列（n = 430）
989	2025-04-25	Artificial intelligence in colonoscopy: from detection to diagnosis 2024-07, The Korean journal of internal medicine DOI:10.3904/kjim.2023.332 PMID:38695105	综述	本文综述了人工智能在结肠镜检查中从检测到诊断的最新进展	总结了不同深度学习模型在结肠镜检查不同任务中的适用性及性能表现	仅纳入2021年及以后发表的英文文献，可能存在发表偏倚	评估人工智能在结肠镜检查中的应用效果	27篇PubMed原始研究	数字病理学	胃肠道疾病	深度学习	Efficientnet, YOLO, Unet	医学影像	27项研究
990	2025-04-25	Privacy-proof Live Surgery Streaming: Development and Validation of a Low-cost, Real-time Robotic Surgery Anonymization Algorithm 2024-Jul-01, Annals of surgery IF:7.5Q1 DOI:10.1097/SLA.0000000000006245 PMID:38390732	研究论文	开发并验证了一种低成本、实时机器人手术匿名化算法，用于隐私保护的实时手术流媒体	首创了一种手术匿名化算法，能够可靠且准确地实时移除体外图像，并在多种机器人平台上进行验证	NA	开发一种可靠、准确且实时的机器人手术匿名化算法，用于手术视频数据的隐私保护	机器人手术视频数据	计算机视觉	NA	深度学习	Robotic Anonymization Network	视频	63个手术视频，包含6种手术和4种机器人系统，共496,828张图像
991	2025-04-25	Analyzing heterogeneity in Alzheimer Disease using multimodal normative modeling on imaging-based ATN biomarkers 2024-Jun-30, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.08.15.553412 PMID:37662280	research paper	本研究采用基于深度学习的多模态规范框架，分析阿尔茨海默病(AD)患者个体水平的ATN成像生物标志物变异	首次将多模态规范建模应用于ATN成像生物标志物，以分析AD的异质性	研究仅基于横断面数据，缺乏纵向追踪验证	探究阿尔茨海默病的异质性表现	阿尔茨海默病患者(淀粉样蛋白阳性个体)与对照组(淀粉样蛋白阴性个体)	digital pathology	geriatric disease	T1加权MRI、淀粉样蛋白PET、tau蛋白PET	深度学习模型	医学影像数据	发现队列665人，验证队列430人
992	2025-04-25	Enhanced Cell Tracking Using A GAN-based Super-Resolution Video-to-Video Time-Lapse Microscopy Generative Model 2024-Jun-14, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.06.11.598572 PMID:38915545	research paper	该论文提出了一种基于GAN的超分辨率视频到视频延时显微镜生成模型，用于增强细胞追踪	提出了一种称为tGAN的GAN-based延时显微镜生成器，能够显著提高合成注释延时显微镜数据的质量和多样性，采用双分辨率架构合成低分辨率和高分辨率图像	需要进一步验证模型在更大规模和多样性数据集上的泛化能力	解决细胞追踪中由于缺乏大规模多样化注释数据集而导致的深度学习模型泛化能力不足的问题	细胞动态行为	digital pathology	NA	time-lapse microscopy	GAN	video	NA
993	2025-04-25	Cellpose as a reliable method for single-cell segmentation of autofluorescence microscopy images 2024-Jun-10, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.06.07.597994 PMID:38915614	研究论文	本研究验证了Cellpose在自发荧光显微镜图像中的单细胞分割可靠性	首次将Cellpose应用于低信噪比的自发荧光显微镜图像分割，并验证其在代谢成像中的准确性	研究仅针对NAD(P)H自发荧光图像进行验证，未涵盖其他类型的自发荧光	开发适用于自发荧光显微镜图像的可靠细胞分割工具	PANC-1细胞和来自9名患者的癌症类器官	数字病理学	癌症	多光子强度成像、荧光寿命成像显微镜(FLIM)	Cellpose深度学习网络	显微图像	PANC-1细胞系和9例患者来源的癌症类器官
994	2025-04-25	An updated compendium and reevaluation of the evidence for nuclear transcription factor occupancy over the mitochondrial genome 2024-Jun-06, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.06.04.597442 PMID:38895386	research paper	该研究通过分析扩展的ENCODE数据集和深度学习模型，创建了一个核转录因子与线粒体基因组关联的综合汇编	利用扩展的ENCODE数据集和深度学习模型，首次系统地评估了核转录因子在线粒体基因组上的占据情况	部分核转录因子的chrM占据证据在不同抗体和ChIP协议下不可重复	评估核转录因子在线粒体基因组上的占据情况	核转录因子与线粒体基因组的关联	基因组学	NA	ChIP-seq, 深度学习模型	深度学习	基因组数据	6,153 ChIP实验，涉及942种蛋白质（其中763种为序列特异性TFs）
995	2025-04-25	MulTFBS: A Spatial-Temporal Network with Multichannels for Predicting Transcription Factor Binding Sites 2024-05-27, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.3c02088 PMID:38733561	research paper	提出了一种名为MulTFBS的多通道深度学习框架，用于预测转录因子结合位点（TFBSs）	整合了DNA序列的不同类型特征，包括独立的一热编码、词嵌入编码（可结合上下文信息并提取序列的全局特征）和双螺旋三维结构特征，通过空间-时间网络结合CNN和双向LSTM及注意力机制有效提取序列高层信息	未明确提及	揭示影响转录因子结合特异性的机制，理解基因调控	转录因子结合位点（TFBSs）	natural language processing	NA	深度学习	CNN, bidirectional LSTM, attention mechanism	DNA序列	66个不同转录因子的通用蛋白结合微阵列数据集
996	2025-04-25	MolLoG: A Molecular Level Interpretability Model Bridging Local to Global for Predicting Drug Target Interactions 2024-05-27, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.4c00171 PMID:38709146	research paper	提出了一种名为MolLoG的深度学习网络结构，用于预测药物与靶标之间的相互作用，并提供分子层面的解释	MolLoG通过局部特征编码器（LFE）和全局交互学习（GIL）模块，平衡了局部特征提取与全局交互表示，提供了对黑盒结果的生物学相关解释	未提及具体的数据集规模或实验环境限制	提高药物与靶标相互作用预测的准确性和可解释性	药物与蛋白质分子	machine learning	NA	深度学习（DL）	图卷积网络（GCN）、多层感知机（MLP）	分子结构数据	四个数据集
997	2025-04-25	CNSMolGen: A Bidirectional Recurrent Neural Network-Based Generative Model for De Novo Central Nervous System Drug Design 2024-05-27, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.4c00504 PMID:38739718	研究论文	本文介绍了一种基于双向循环神经网络(Bi-RNN)的生成模型CNSMolGen，用于中枢神经系统(CNS)药物的从头设计	开发了首个专门针对CNS药物设计的Bi-RNN生成模型，能够生成90%以上全新且可合成的CNS药物分子结构	未提及模型在更大规模或更复杂CNS靶点上的泛化能力验证	加速中枢神经系统药物的发现与优化	中枢神经系统药物分子	机器学习	神经退行性疾病/精神疾病	深度学习生成模型	Bi-RNN	分子结构数据	未明确说明样本量（使用SERT靶点药物作为微调数据集）
998	2025-04-25	Predicting Antimicrobial Peptides Using ESMFold-Predicted Structures and ESM-2-Based Amino Acid Features with Graph Deep Learning 2024-05-27, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.3c02061 PMID:38739853	研究论文	提出了一种基于ESMFold预测结构和ESM-2氨基酸特征的图深度学习框架，用于预测抗菌肽	结合了最新的三级结构预测技术和进化信息编码方法，避免了多重序列对齐的内存和时间消耗	依赖于预测的肽结构，可能受到预测准确性的影响	开发一种无需对齐的模型，用于高效预测抗菌肽	抗菌肽（AMPs）	机器学习	抗菌耐药性	ESMFold结构预测，ESM-2进化模型，图注意力网络（GAT）	GAT	氨基酸序列和预测的3D结构	67,058种肽
999	2025-04-25	Prediction of Transcription Factor Binding Sites on Cell-Free DNA Based on Deep Learning 2024-05-27, Journal of chemical information and modeling IF:5.6Q1 DOI:10.1021/acs.jcim.4c00047 PMID:38798191	研究论文	本研究提出了一种基于深度学习的非侵入性方法，用于预测细胞游离DNA上的转录因子结合位点	利用卷积神经网络和长短期记忆网络从已知的转录因子结合位点学习序列信息，实现了非侵入性预测	研究中未提及样本的具体数量或多样性，可能影响模型的泛化能力	探索基因调控机制，为非侵入性动态监测疾病提供技术指导	细胞游离DNA上的转录因子结合位点	机器学习	癌症	深度学习	CNN, LSTM	DNA序列数据	NA
1000	2025-04-25	Natural language processing models reveal neural dynamics of human conversation 2024-Apr-18, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.03.10.531095 PMID:36945468	研究论文	该研究利用预训练的深度学习自然语言处理模型和颅内神经元记录，揭示了人类自然对话中语言产生和理解的神经动态	结合深度学习模型和颅内神经元记录技术，首次在自然对话情境下揭示了语言产生和理解过程中神经活动的动态组织	研究依赖于颅内记录技术，样本量有限，且仅关注了前颞叶区域的神经活动	探索人类自然对话中语言产生和理解的神经机制	人类自然对话过程中的神经活动	自然语言处理	NA	深度学习自然语言处理模型, 颅内神经元记录	预训练深度学习模型	神经信号数据, 语言数据	NA