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
12001	2025-10-07	CoTF-reg reveals cooperative transcription factors in oligodendrocyte gene regulation using single-cell multi-omics 2025-Feb-05, Communications biology IF:5.2Q1 DOI:10.1038/s42003-025-07570-6 PMID:39910206	研究论文	开发了一个名为coTF-reg的分析框架，通过整合单细胞多组学数据识别少突胶质细胞中协同转录因子对基因的共调控机制	首次提出结合scRNA-seq和scATAC-seq数据识别协同转录因子的计算框架，并利用Shapley交互得分量化转录因子间的相互作用	仅针对少突胶质细胞进行研究，未验证所有预测的转录因子对	揭示少突胶质细胞中转录因子协同调控基因的分子机制	少突胶质细胞中的转录因子及其靶基因	生物信息学	神经系统疾病	scRNA-seq, scATAC-seq, ChIP-seq, eQTL分析	深度学习模型	单细胞多组学数据	NA	NA	NA	预测性能评估，消融研究	NA
12002	2025-10-07	Leveraging paired mammogram views with deep learning for comprehensive breast cancer detection 2025-Feb-05, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-88907-3 PMID:39910228	研究论文	本研究提出了一种基于配对乳腺钼靶视图的深度学习网络PMVnet，通过整合双视图关联信息来提升乳腺病变检测性能	首次将余弦相似度和压缩激励方法结合在U型架构中，利用配对乳腺钼靶视图的关联信息来改进病变检测	仅使用1636张私有乳腺钼靶图像，数据规模有限且未在公共数据集上验证	开发能够整合双视图信息的深度学习算法以提高乳腺病变检测准确率	乳腺钼靶图像中的病变区域	计算机视觉	乳腺癌	乳腺钼靶成像	CNN	医学图像	1636张私有乳腺钼靶图像	NA	U-Net,VGGNet16,ResNet50,EfficientNetB5	Dice相似系数,召回率,每图像假阳性数	NA
12003	2025-10-07	Artificial intelligence-driven ensemble deep learning models for smart monitoring of indoor activities in IoT environment for people with disabilities 2025-Feb-05, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-88450-1 PMID:39910242	研究论文	提出一种基于元启发式优化的集成模型，用于智能监测残疾人士的室内活动	结合海洋捕食者算法进行特征选择，采用三种分类器（图卷积网络、LSTM序列到序列方法和卷积自编码器）的集成模型，并使用改进的浣熊优化算法进行超参数调优	仅针对室内活动监测，未涉及室外环境；实验验证范围有限	开发智能监测系统以提升残疾人士的生活质量并降低医疗支出	残疾人士的室内日常活动	物联网与智能监测	残疾相关疾病	物联网传感器技术	集成学习, GCN, LSTM, 自编码器	传感器信号数据	NA	NA	图卷积网络, LSTM-seq2seq, 卷积自编码器	准确率	NA
12004	2025-10-07	Deep learning radiomics nomogram for preoperatively identifying moderate-to-severe chronic cholangitis in children with pancreaticobiliary maljunction: a multicenter study 2025-Feb-05, BMC medical imaging IF:2.9Q2 DOI:10.1186/s12880-025-01579-3 PMID:39910477	研究论文	本研究开发并验证了一种基于增强CT图像和临床特征的深度学习影像组学列线图，用于术前识别胰胆管合流异常儿童中重度慢性胆管炎	首次将手工影像组学特征与基于ResNet50迁移学习的深度学习影像组学特征相结合，构建多中心验证的深度学习影像组学列线图	回顾性研究设计，样本量相对有限	开发术前识别胰胆管合流异常儿童中重度慢性胆管炎的非侵入性诊断工具	323例接受手术的胰胆管合流异常儿科患者	医学影像分析	胆道疾病	对比增强CT成像	深度学习, 逻辑回归	医学影像	323例儿科患者（训练队列153例，内部验证队列67例，两个外部测试队列103例）	NA	ResNet50	AUC, 校准曲线, 决策曲线分析, 临床影响曲线	NA
12005	2025-10-07	Development and Evaluation of a Deep Learning-Based Pulmonary Hypertension Screening Algorithm Using a Digital Stethoscope 2025-Feb-04, Journal of the American Heart Association IF:5.0Q1 DOI:10.1161/JAHA.124.036882 PMID:39895552	研究论文	开发并评估了一种基于深度学习的肺动脉高压筛查算法，使用数字听诊器采集心音图进行早期检测	首次将深度学习与数字听诊器结合，以半监督方式利用大量未标记心音图数据开发肺动脉高压筛查工具	测试数据集样本量相对较小（196名患者），模型性能仍有提升空间	开发低成本、无创且易于获取的肺动脉高压早期筛查工具	心音图（PCG）记录和对应的超声心动图估计的肺动脉收缩压值	数字病理	心血管疾病	心音图（PCG）、超声心动图	CNN	音频信号、梅尔频谱图	约6000个带标签的心音图记录和约169000个无标签心音图记录，测试集196名患者	NA	深度卷积网络	AUC, 敏感度, 特异度	NA
12006	2025-10-07	FLANet: A multiscale temporal convolution and spatial-spectral attention network for EEG artifact removal with adversarial training 2025-Feb-04, Journal of neural engineering IF:3.7Q2 DOI:10.1088/1741-2552/adae34 PMID:39902757	研究论文	提出一种结合多尺度时间卷积和空间-频谱注意力机制的网络FLANet，用于脑电信号中的伪影去除	采用多尺度时间卷积提取充分时序信息，结合空间-频谱注意力机制捕获非局部相似性和频谱依赖性，并引入对抗训练和新颖损失函数	NA	开发高效的脑电信号伪影去除方法，提升神经信号分析的信噪比	受肌肉或心脏活动等伪影污染的脑电信号	信号处理	NA	脑电信号分析	CNN, 注意力机制	脑电信号	NA	NA	FLANet	NA	NA
12007	2025-10-07	Automatic cervical lymph nodes detection and segmentation in heterogeneous computed tomography images using deep transfer learning 2025-Feb-04, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-84804-3 PMID:39905029	研究论文	本研究开发了一种基于深度迁移学习的模型，用于在异质性CT图像中自动检测和分割颈部淋巴结	使用在大规模头颈部数据集上预训练的nnUNet模型，并通过迁移学习在特定医院数据上进行微调，实现了在异质性CT图像中淋巴结的自动检测和分割	检测灵敏度在内部测试队列中为54.6%，仍有提升空间	开发自动检测和分割颈部淋巴结的深度学习模型，减轻肿瘤科医生的工作负担	头颈癌患者的颈部淋巴结	医学影像分析	头颈癌	计算机断层扫描(CT)	深度学习	CT图像	626名头颈癌患者的11,013个标注淋巴结（短轴直径≥3mm），来自四家医院	nnUNet	nnUNet	灵敏度, 阳性预测值(PPV), 每例假阳性率(FP/vol), Dice相似系数(DSC), Hausdorff距离(HD95)	NA
12008	2025-10-07	Capsule neural network and adapted golden search optimizer based forest fire and smoke detection 2025-Feb-04, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-81742-y PMID:39905031	研究论文	提出一种结合改进胶囊神经网络和自适应黄金搜索优化器的森林火灾与烟雾检测方法	首次将改进的胶囊神经网络与自适应黄金搜索优化器结合用于森林火灾检测，通过先进深度学习与优化策略识别复杂火灾模式	NA	开发高精度和可靠性的自动森林火灾检测系统	森林火灾和烟雾	计算机视觉	NA	深度学习	胶囊神经网络	图像	野火烟雾图像和BowFire数据集	NA	改进的胶囊神经网络	准确率, 可靠性	NA
12009	2025-10-07	Advances in colorectal cancer diagnosis using optimal deep feature fusion approach on biomedical images 2025-Feb-04, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-024-83466-5 PMID:39905104	研究论文	提出一种基于最优深度特征融合的结直肠癌诊断方法CCD-ODFFBI，通过融合多个深度学习模型对生物医学图像进行分析	融合MobileNet、SqueezeNet和SE-ResNet三种深度学习模型进行特征提取，并采用鱼鹰优化算法进行超参数选择	仅使用Warwick-QU数据集进行验证，未在其他数据集上测试泛化能力	开发基于生物医学图像的结直肠癌自动诊断方法	结直肠癌组织病理学图像	数字病理学	结直肠癌	组织病理学图像分析	深度学习	生物医学图像	Warwick-QU数据集	NA	MobileNet,SqueezeNet,SE-ResNet,Deep Belief Network	准确率	NA
12010	2025-10-07	ThyroNet-X4 genesis: an advanced deep learning model for auxiliary diagnosis of thyroid nodules' malignancy 2025-Feb-04, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-86819-w PMID:39905156	研究论文	提出一种名为ThyroNet-X4 Genesis的新型深度学习模型，用于甲状腺结节良恶性的自动分类诊断	基于ResNet架构，通过引入分组卷积和使用更大的卷积核来增强特征提取能力	外部验证集准确率相对较低（67.02%），表明模型泛化能力仍需提升	开发高性能深度学习模型辅助甲状腺结节的良恶性诊断	甲状腺结节	计算机视觉	甲状腺疾病	超声成像	CNN	超声图像	公开甲状腺超声影像数据集和汉中市中心医院外部验证数据集	NA	ResNet	准确率	NA
12011	2025-10-07	Deep learning-based CT-free attenuation correction for cardiac SPECT: a new approach 2025-Feb-04, BMC medical imaging IF:2.9Q2 DOI:10.1186/s12880-025-01570-y PMID:39905320	研究论文	提出一种基于深度学习的无CT衰减校正方法用于心脏SPECT成像	开发了基于3D U-Net框架的特征对齐衰减校正网络(FA-ACNet)，通过对抗学习和距离度量学习技术对齐多尺度特征	训练样本量相对有限(167例)，需要进一步验证在更大样本和不同设备上的泛化能力	开发无需CT扫描的心脏SPECT衰减校正方法	心脏SPECT成像	医学影像分析	心血管疾病	SPECT/CT成像	深度学习	医学影像	167例心脏SPECT/CT研究用于训练，35例独立测试集	NA	3D U-Net	MSE, SSIM, PSNR, Bland-Altman图	NA
12012	2025-10-07	UTR-Insight: integrating deep learning for efficient 5' UTR discovery and design 2025-Feb-04, BMC genomics IF:3.5Q2 DOI:10.1186/s12864-025-11269-7 PMID:39905334	研究论文	开发了UTR-Insight深度学习模型用于5' UTR的发现和设计	整合预训练语言模型与CNN-Transformer架构，在随机和内生5' UTR中分别解释89.1%和82.8%的MRL变异，超越现有模型	NA	提高mRNA稳定性和翻译效率的5' UTR发现与设计	灵长类、小鼠和病毒的数十万个内生5' UTR序列	自然语言处理	NA	深度学习	CNN,Transformer	序列数据	数十万个5' UTR序列	NA	CNN-Transformer	平均核糖体负载变异解释率	NA
12013	2025-10-07	Quantifying the tumour vasculature environment from CD-31 immunohistochemistry images of breast cancer using deep learning based semantic segmentation 2025-Feb-04, Breast cancer research : BCR IF:6.1Q1 DOI:10.1186/s13058-024-01950-2 PMID:39905431	研究论文	提出一种基于深度学习的自动量化方法，从乳腺癌CD-31免疫组化图像中分析肿瘤血管环境	首次使用U-Net卷积神经网络自动分割血管结构并量化多种血管参数，同时整合3D组织学分析提供更全面的血管形态可视化	样本量有限（27名患者的36张图像用于训练验证，15名患者的21张图像用于应用），需要进一步验证	开发自动量化肿瘤血管形态的方法并研究其与临床参数的关系	乳腺癌患者的CD-31免疫组化图像	数字病理学	乳腺癌	免疫组化，3D组织学分析	CNN	图像	27名患者的36张全切片图像（训练验证集），15名患者的21张图像（应用集）	NA	U-Net	Dice系数，F1分数	NA
12014	2025-10-07	Transitioning from wet lab to artificial intelligence: a systematic review of AI predictors in CRISPR 2025-Feb-04, Journal of translational medicine IF:6.1Q1 DOI:10.1186/s12967-024-06013-w PMID:39905452	系统综述	本文系统综述了CRISPR-Cas9系统中人工智能预测工具的应用现状与发展趋势	首次系统梳理了AI与CRISPR-Cas9领域的知识鸿沟，提供了80个可用数据集和50个预测管线的综合分析	现有AI预测器性能有限，许多步骤仍需依赖耗时费力的湿实验	促进人工智能在CRISPR-Cas9多步骤系统中的有效整合	CRISPR-Cas9系统中的AI预测工具	机器学习	遗传疾病	CRISPR-Cas9基因编辑技术	NA	基因组数据	80个数据集，50个预测管线	NA	NA	NA	NA
12015	2025-10-07	Synthetic CT generation from CBCT and MRI using StarGAN in the Pelvic Region 2025-Feb-04, Radiation oncology (London, England) DOI:10.1186/s13014-025-02590-2 PMID:39905495	研究论文	本研究评估了使用StarGAN从CBCT和MRI生成合成CT图像的性能，并与CycleGAN进行对比	使用单一StarGAN模型同时处理CBCT和MRI数据生成合成CT，实现多模态图像合成	StarGAN在定量指标（MAE）上表现不如CycleGAN，样本量相对较小（53例）	为MRI模拟和自适应放射治疗提供准确的HU值数据用于剂量计算	盆腔癌症患者的CBCT和MRI图像数据	医学影像处理	盆腔癌症	深度学习图像生成	GAN	医学影像（CBCT、MRI、CT）	53例盆腔癌症病例	NA	StarGAN, CycleGAN	平均绝对误差（MAE）, 剂量差异（DD）, 伽马通过率（GPR）	NA
12016	2025-10-07	Leveraging public AI tools to explore systems biology resources in mathematical modeling 2025-Feb-04, NPJ systems biology and applications IF:3.5Q1 DOI:10.1038/s41540-025-00496-z PMID:39910106	研究论文	本研究探索利用公共AI工具提升系统生物学数学建模资源的可访问性	首次系统评估公共AI工具对系统生物学数学建模中数学表达、数据和模型结构的理解能力	未具体说明测试的AI工具类型和评估方法细节	降低非系统生物学背景用户理解系统生物学建模的门槛	系统生物学数学建模资源	机器学习	NA	人工智能	NA	数学建模数据、系统生物学数据	NA	NA	NA	NA	公共AI工具
12017	2025-10-07	Deep learning powered single-cell clustering framework with enhanced accuracy and stability 2025-Feb-03, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-87672-7 PMID:39900656	研究论文	提出一种名为scG-cluster的深度结构聚类方法，通过双拓扑邻接图和自适应图卷积网络提升单细胞RNA测序数据的聚类精度与稳定性	提出双拓扑邻接图整合节点分布信息，并设计具有残差连接的双拓扑自适应图卷积网络（TAGCN）来动态加权特征并防止过平滑	未明确说明方法对特定细胞类型或数据质量的敏感性	提升单细胞RNA测序数据无监督聚类的准确性和稳定性	单细胞RNA测序数据中的细胞群体	机器学习	NA	单细胞RNA测序（scRNA-seq）	图卷积网络（GCN）	基因表达数据	六个不同的scRNA-seq数据集	NA	双拓扑自适应图卷积网络（TAGCN）	聚类准确率，可扩展性	NA
12018	2025-10-07	Fundus camera-based precision monitoring of blood vitamin A level for Wagyu cattle using deep learning 2025-Feb-03, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-85372-w PMID:39900776	研究论文	开发基于手持式眼底相机和深度学习的实时监测和牛血液维生素A水平系统	首次实现实时监测和牛维生素A水平，并提出利用LRP热图可视化方法分析颜色相关DNN任务	仅针对日本黑牛进行研究，样本量相对有限	通过眼底图像监测和牛血液维生素A水平，预防维生素A缺乏或过量	和牛（日本黑牛）	计算机视觉	维生素A缺乏症	眼底成像	深度学习	图像	50头日本黑牛的4000张眼底图像	NA	NA	准确率	NA
12019	2025-10-07	An explainable deep learning model for diabetic foot ulcer classification using swin transformer and efficient multi-scale attention-driven network 2025-Feb-03, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-87519-1 PMID:39900977	研究论文	提出一种基于特征融合的可解释深度学习模型，用于糖尿病足溃疡分类	首次提出结合Swin Transformer和高效多尺度注意力驱动网络的双轨架构，并引入可解释人工智能技术	NA	开发自动化糖尿病足溃疡分类系统以辅助医疗诊断	糖尿病足溃疡图像	计算机视觉	糖尿病足溃疡	深度学习	Transformer, CNN	图像	DFUC-2021数据集	NA	Swin Transformer, EMADN	准确率, 宏F1分数	NA
12020	2025-10-07	Enhancing depression recognition through a mixed expert model by integrating speaker-related and emotion-related features 2025-Feb-03, Scientific reports IF:3.8Q1 DOI:10.1038/s41598-025-88313-9 PMID:39900968	研究论文	提出一种混合专家模型，通过整合说话人相关和情感相关特征来增强抑郁症识别	首次在抑郁症识别中分离并整合说话人相关特征和情感相关特征，采用多领域自适应算法训练混合专家模型	NA	提高抑郁症语音识别的准确性和跨文化适应性	抑郁症患者的语音数据	自然语言处理	抑郁症	语音分析，迁移学习	MoE, Time Delay Neural Network	语音	自建中文抑郁症数据集和AVEC2014数据集	NA	混合专家模型，时间延迟神经网络	准确率，平均绝对误差	NA