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
13481	2025-10-07	Dissecting the cis-regulatory syntax of transcription initiation with deep learning 2024-Nov-21, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.05.28.596138 PMID:38853896	研究论文	利用深度学习模型ProCapNet解析DNA顺式调控元件对转录起始的调控机制	开发了能准确建模碱基分辨率转录起始谱的神经网络，揭示了启动子和增强子共享的顺式调控逻辑及基序间的高度上位相互作用	NA	解析哺乳动物Pol II转录起始的DNA序列决定因素	人类启动子和增强子的转录起始调控	机器学习	NA	PRO-cap实验, RAMPAGE分析	神经网络	DNA序列数据, 转录起始谱数据	多个细胞系	NA	ProCapNet	NA	NA
13482	2025-10-07	AI-enabled CT-guided end-to-end quantification of total cardiac activity in 18FDG cardiac PET/CT for detection of cardiac sarcoidosis 2024-Sep-23, medRxiv : the preprint server for health sciences DOI:10.1101/2024.09.20.24314081 PMID:39399046	研究论文	开发基于深度学习的全自动管道，通过CT衰减图分割心脏结构并量化18F-FDG PET活性以检测心脏结节病	首次提出基于CT衰减图深度学习分割的全自动化心脏活动量化管道，实现心脏结节病的客观检测	样本量相对较小（69例患者），需在更大群体中验证	开发自动化方法量化心脏FDG PET活性以改进心脏结节病诊断	疑似心脏结节病患者	数字病理	心脏结节病	18F-FDG PET/CT成像	深度学习分割模型	CT衰减图和PET图像	69例连续患者（平均年龄56.1±13.4岁），其中29例确诊心脏结节病	NA	NA	AUC, 灵敏度, 特异性	NA
13483	2025-10-07	Vulnerability of Thalamic Nuclei at CSF Interface During the Entire Course of Multiple Sclerosis 2024-May, Neurology(R) neuroimmunology & neuroinflammation DOI:10.1212/NXI.0000000000200222 PMID:38635941	研究论文	本研究通过深度学习分析多发性硬化症患者丘脑核团的萎缩动态，发现靠近第三脑室的核群更易发生神经退行性变	首次通过全病程追踪揭示丘脑不同核群在多发性硬化中的差异性萎缩模式，并验证了基于标准T1加权MRI的自动分割策略	研究依赖于常规3D-T1 MRI数据，未使用更高分辨率的专门序列验证分割准确性	探究多发性硬化症病程中丘脑不同核团的动态变化规律及驱动机制	1,123名多发性硬化症患者和相同数量的健康对照者	医学影像分析	多发性硬化症	3D-T1 MRI，深度学习序列合成，多图谱自动分割	深度学习	MRI影像	2,246名参与者（1,123名患者+1,123名健康对照）	NA	NA	NA	NA
13484	2025-10-07	Discovery of antibiotics that selectively kill metabolically dormant bacteria 2024-Apr-18, Cell chemical biology IF:6.6Q1 DOI:10.1016/j.chembiol.2023.10.026 PMID:38029756	研究论文	本研究通过结合静态期筛选方法和深度学习虚拟筛选技术，发现了能够选择性杀死代谢休眠细菌的新型抗生素	首次将静态期筛选方法与深度学习虚拟筛选相结合，并引入毒性过滤机制，成功识别出对代谢休眠细菌具有选择性杀伤作用的化合物	研究主要针对大肠杆菌和鲍曼不动杆菌，尚未验证对其他病原菌的广谱效果	开发对代谢休眠细菌有效且无毒的抗生素，解决慢性感染和抗生素耐药性问题	代谢休眠细菌（静态期大肠杆菌和鲍曼不动杆菌）	机器学习	细菌感染	静态期筛选、深度学习虚拟筛选、微生物学检测、生化测量、单细胞显微镜	深度学习	化合物筛选数据、微生物实验数据、显微镜图像	未明确说明具体样本数量	NA	NA	致死效果、毒性评估	NA
13485	2025-10-07	Deep learning-based automatic segmentation of cardiac substructures for lung cancers 2024-02, Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology IF:4.9Q1 DOI:10.1016/j.radonc.2023.110061 PMID:38122850	研究论文	开发基于深度学习的自动分割模型用于肺癌患者心脏亚结构分割	首次使用nnU-Net模型对19个心脏亚结构（包括冠状动脉）进行自动分割	冠状动脉分割的DSC系数相对较低（0.60±0.14），样本量有限	开发自动分割心脏亚结构的深度学习模型以降低肺癌放疗中心脏损伤风险	非小细胞肺癌患者的心脏亚结构	数字病理学	肺癌	医学图像分割	深度学习	医学影像	100例患者用于模型开发，42例患者用于主观评估	nnU-Net	nnU-Net	Dice相似系数, 剂量指标	NA
13486	2025-10-07	RecGOBD: accurate recognition of gene ontology related brain development protein functions through multi-feature fusion and attention mechanisms 2024, Bioinformatics advances IF:2.4Q2 DOI:10.1093/bioadv/vbae163 PMID:39678209	研究论文	开发了专门用于识别与脑发育相关的基因本体蛋白质功能的深度学习模型RecGOBD	通过多特征融合和注意力机制优化脑发育数据集，专门针对神经发育障碍研究	NA	预测与脑发育相关的蛋白质功能	与脑发育相关的蛋白质序列	生物信息学	神经发育障碍	蛋白质序列分析	深度学习	蛋白质序列数据	NA	Python	注意力机制	AUROC, AUPR, Fmax	NA
13487	2025-10-07	How Artificial Intelligence Will Impact Colonoscopy and Colorectal Screening 2020-Jul, Gastrointestinal endoscopy clinics of North America DOI:10.1016/j.giec.2020.02.010 PMID:32439090	综述	探讨人工智能在结肠镜和结直肠癌筛查中的应用及其潜在影响	提出AI可通过实时计算机辅助检测息肉提高腺瘤检出率，并通过光学活检实现'切除丢弃'或'诊断留置'策略以降低医疗成本	AI技术整合到内镜医师工作流程的临床挑战、对内镜中心效率的影响以及深度学习算法的可解释性问题	研究人工智能如何提升结肠镜结直肠筛查的价值	结肠镜检查和结直肠筛查过程	医学影像分析	结直肠癌	计算机辅助检测、计算机辅助诊断、光学活检	深度学习	内镜图像	NA	NA	NA	腺瘤检出率	NA
13488	2025-10-07	Deep learning-enhanced zero echo time MRI for glenohumeral assessment in shoulder instability: a comparative study with CT 2025-Jun, Skeletal radiology IF:1.9Q3 DOI:10.1007/s00256-024-04830-0 PMID:39572485	研究论文	本研究比较了深度学习重建的零回波时间MRI与传统重建方法在肩关节不稳评估中的图像质量，并与CT进行骨缺损测量的对比	首次将深度学习重建算法应用于零回波时间MRI，并与金标准CT在肩关节骨缺损测量方面进行系统性比较	样本量相对较小（44例患者），且仅限于前向盂肱不稳患者	评估深度学习增强的ZTE MRI在肩关节不稳诊断中的性能	44例有症状的前向盂肱不稳患者（9名女性，平均年龄33.5±15.65岁）	医学影像分析	肩关节不稳	零回波时间MRI，CT扫描，深度学习重建	深度学习算法	MRI影像，CT影像	44例患者	NA	NA	Likert评分，Cohen's kappa，组内相关系数，Bland-Altman分析，比值比	NA
13489	2025-10-07	Leveraging protein language models for robust antimicrobial peptide detection 2025-Jun, Methods (San Diego, Calif.) DOI:10.1016/j.ymeth.2025.03.002 PMID:40049432	研究论文	提出了一种基于蛋白质语言模型的新型抗菌肽检测框架PLAPD	首次将预训练的ESM2蛋白质语言模型与卷积层局部特征提取和残差Transformer模块全局特征提取相结合用于抗菌肽分类	NA	开发高精度、高通量的抗菌肽检测方法	抗菌肽(AMPs)	自然语言处理	NA	蛋白质语言模型	Transformer, CNN	蛋白质序列	8,268条肽序列	NA	ESM2, 残差Transformer	准确率, 精确率, 特异性, MCC, AUC	NA
13490	2025-10-07	OmniClust: A versatile clustering toolkit for single-cell and spatial transcriptomics data 2025-Jun, Methods (San Diego, Calif.) DOI:10.1016/j.ymeth.2025.03.007 PMID:40057293	研究论文	开发了一个名为OmniClust的多功能聚类工具包，用于单细胞和空间转录组学数据分析	开发了首个整合单细胞RNA测序和空间转录组学数据的聚类工具包，采用深度学习算法处理空间转录组数据，机器学习算法处理单细胞RNA测序数据	NA	开发一个能够整合单细胞和空间转录组学数据的通用聚类工具包	单细胞RNA测序数据和空间转录组学数据	生物信息学	乳腺癌	单细胞RNA测序(scRNA-seq), 空间转录组学	深度学习算法, 机器学习算法	转录组测序数据	12个空间转录组基准数据集和4个单细胞RNA测序基准数据集	NA	NA	聚类准确率	NA
13491	2025-04-19	A Pilot Study on Deep Learning With Simplified Intravoxel Incoherent Motion Diffusion-Weighted MRI Parameters for Differentiating Hepatocellular Carcinoma From Other Common Liver Masses 2025-Jun-01, Topics in magnetic resonance imaging : TMRI DOI:10.1097/RMR.0000000000000316 PMID:40249154	研究论文	本研究开发并评估了一种利用仅3个b值图像衍生的简化IVIM参数结合深度学习技术区分肝细胞癌与其他常见肝脏肿块的性能	首次将简化IVIM参数与3D-CNN架构结合用于HCC鉴别，显著提升了诊断准确率	样本量较小（98例），且为回顾性研究	提高肝细胞癌的影像学鉴别诊断准确率	肝细胞癌与其他常见肝脏肿块	数字病理	肝癌	简化IVIM扩散加权MRI	3D-CNN	MRI图像	98例回顾性MRI数据（68男30女，平均年龄59±14岁）	NA	NA	NA	NA
13492	2025-10-07	Comparable Performance Between Automatic and Manual Laryngeal and Hypopharyngeal Gross Tumor Volume Delineations Validated With Pathology 2025-May-01, International journal of radiation oncology, biology, physics DOI:10.1016/j.ijrobp.2024.12.009 PMID:39788389	研究论文	本研究验证了深度学习模型在喉部和下咽部大体肿瘤体积分割中的性能，并与临床医生手动勾画结果进行病理学验证对比	首次使用病理学验证的肿瘤轮廓作为金标准，比较深度学习自动分割与临床医生手动勾画在喉部和下咽部肿瘤中的性能	验证数据集样本量较小（18例患者），且仅针对喉部和下咽部癌症	验证深度学习模型在头颈部癌症大体肿瘤体积勾画中的准确性和临床应用价值	喉部和下咽部癌症患者	数字病理	头颈部癌症	医学影像分析，组织病理学验证	深度学习	医学影像	训练集193例患者，验证集18例患者（其中16例有病理学验证）	NA	NA	灵敏度，阳性预测值，临床靶区边界，临床可接受率	NA
13493	2025-10-07	Clinical Application of Deep Learning-Assisted Needles Reconstruction in Prostate Ultrasound Brachytherapy 2025-May-01, International journal of radiation oncology, biology, physics DOI:10.1016/j.ijrobp.2024.12.026 PMID:39800329	研究论文	本研究探讨深度学习辅助针重建在前列腺超声近距离放射治疗中的临床应用可行性	首次将AI驱动的自动重建技术应用于经会阴针在前列腺超声引导近距离放射治疗规划中	单中心研究，样本量有限（102例），需要进一步多中心验证	评估AI辅助针重建工具在临床实践中的可行性和时间节省潜力	前列腺癌患者接受高剂量率近距离放射治疗	医学影像分析	前列腺癌	超声成像，近距离放射治疗	深度学习	3D超声图像	102例超声规划近距离放射治疗图像（50例训练验证，11例测试，41例临床实施）	NA	NA	平均误差，真阳性重建率，手动校正率，时间节省	NA
13494	2025-10-07	AI in SPECT Imaging: Opportunities and Challenges 2025-May, Seminars in nuclear medicine IF:4.6Q1 DOI:10.1053/j.semnuclmed.2025.03.005 PMID:40189986	综述	本文全面回顾了人工智能在SPECT成像中的应用进展与挑战	系统总结了深度学习在SPECT图像重建、增强、分割和多模态融合中的创新应用，并探讨了自监督学习和对比学习等新兴策略	面临数据异质性、模型可解释性、计算复杂度等挑战，临床验证和标准化评估仍需完善	推动人工智能技术在SPECT成像中的临床应用与发展	SPECT医学影像数据	医学影像分析	心血管疾病、神经系统疾病、肿瘤疾病	SPECT成像技术	CNN, GAN, Transformer	医学影像	NA	NA	NA	NA	NA
13495	2025-10-07	Correlation of retinal fluid and photoreceptor and RPE loss in neovascular AMD by automated quantification, a real-world FRB! analysis 2025-May, Acta ophthalmologica IF:3.0Q1 DOI:10.1111/aos.16799 PMID:39540601	研究论文	本研究通过人工智能算法量化新生血管性年龄相关性黄斑变性患者抗VEGF治疗期间的椭圆体带损失，并分析其与疾病活动的相关性	首次使用深度学习算法自动量化视网膜内液体、视网膜下液体和色素上皮脱离，并分析其对椭圆体带完整性的影响	样本量相对有限（211只眼），且为单中心观察性研究	评估抗VEGF治疗期间椭圆体带损失与新生血管性年龄相关性黄斑变性疾病活动的相关性	新生血管性年龄相关性黄斑变性患者的视网膜光学相干断层扫描图像	数字病理学	年龄相关性黄斑变性	光谱域光学相干断层扫描	深度学习	医学图像	158名患者的211只眼，随访3年	NA	U-net, 集成U-net	Wilcoxon秩和检验, 线性混合模型, 纵向面板回归模型	NA
13496	2025-10-07	Development and Validation of an Algorithm for Segmentation of the Prostate and its Zones from Three-dimensional Transrectal Multiparametric Ultrasound Images 2025-May, European urology open science IF:3.2Q1 DOI:10.1016/j.euros.2025.03.005 PMID:40241852	研究论文	开发并验证一种基于深度学习的算法，用于从三维经直肠多参数超声图像中自动分割前列腺及其分区	首次开发能够同时分割前列腺整体及其分区的深度学习算法，支持对比增强超声和常规B模式超声两种三维图像	区域分割准确度相对较低，样本量有限（259个图像），需要进一步验证	开发前列腺癌计算机辅助诊断系统，改进前列腺分割工作流程	疑似前列腺癌患者的经直肠三维多参数超声图像	数字病理	前列腺癌	对比增强超声，B模式超声，三维超声成像	CNN	三维超声图像	259个三维多参数超声图像	NA	U-Net	Dice相似系数，R2，定性评估等级	NA
13497	2025-10-07	BERT-DomainAFP: Antifreeze protein recognition and classification model based on BERT and structural domain annotation 2025-Apr-18, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.112077 PMID:40241758	研究论文	提出基于BERT和结构域注释的抗冻蛋白识别与分类模型BERT-DomainAFP	使用新型注释策略创建AntiFreezeDomains数据集，结合预训练ProteinBERT并采用过采样和欠采样技术处理不平衡数据	NA	提高抗冻蛋白的预测和分类准确性	抗冻蛋白	自然语言处理	NA	结构域注释	BERT	蛋白质序列数据	NA	ProteinBERT	BERT	准确率	NA
13498	2025-10-07	Scaling down annotation needs: The capacity of self-supervised learning on diatom classification 2025-Apr-18, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.112236 PMID:40241763	研究论文	本研究探索自监督学习在硅藻分类中的应用，以解决标注数据稀缺的问题	首次将自监督学习应用于硅藻分类，显著减少对标注数据的依赖	未详细说明模型在更广泛硅藻物种上的泛化能力	开发减少标注需求的硅藻分类方法	硅藻显微图像	计算机视觉	NA	光学显微镜成像	自监督学习	图像	每类50个样本（基础实验），每类30个样本（扩展实验）	NA	NA	宏平均准确率	NA
13499	2025-10-07	Capsule neural network and its applications in drug discovery 2025-Apr-18, iScience IF:4.6Q1 DOI:10.1016/j.isci.2025.112217 PMID:40241764	综述	本文全面分析胶囊神经网络在药物发现领域的理论基础、应用现状及性能表现	胶囊网络通过捕捉特征间的空间层次关系，有效解决传统神经网络的空间信息丢失问题，特别适用于小数据集场景	胶囊网络本身存在局限性，需要未来研究进一步改进以提升其在药物发现中的实用性	探讨胶囊神经网络在药物发现中的应用潜力与挑战	胶囊神经网络及其在药物设计发现任务中的应用	机器学习	NA	胶囊网络	CapsNet	稀疏标注数据	有限数据集	NA	CapsNet	NA	NA
13500	2025-04-19	Deep learning reconstruction of diffusion-weighted imaging with single-shot echo-planar imaging in endometrial cancer: a comparison with multi-shot echo-planar imaging 2025-Apr-18, Abdominal radiology (New York) DOI:10.1007/s00261-025-04955-3 PMID:40249551	research paper	评估深度学习重建(DLR)在子宫内膜癌单次激发平面回波成像(SSEPI)扩散加权成像(DWI)中的效果，并与多激发敏感编码(MUSE) DWI进行比较	首次将深度学习重建技术应用于子宫内膜癌的SSEPI DWI，并与MUSE DWI进行对比，证明DLR能显著提高图像质量且扫描时间更短	研究样本量较小(31例)，且为回顾性研究	评估DLR在子宫内膜癌DWI成像中的效果	31例经手术确诊的子宫内膜癌患者	digital pathology	endometrial cancer	deep learning reconstruction, diffusion-weighted imaging, single-shot echo-planar imaging, multiplexed sensitivity-encoding	deep learning	MRI图像	31例子宫内膜癌患者	NA	NA	NA	NA