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
1621	2026-06-06	PSMA PET/MRI-based Swin Transformer architecture for Gleason Score prediction in prostate cancer 2026-Jan, Medical physics IF:3.2Q1 DOI:10.1002/mp.70274 PMID:41556393	研究论文	开发基于Swin Transformer的深度学习框架，利用多中心PSMA PET/MRI数据非侵入性预测前列腺癌的Gleason评分	首次将Swin Transformer架构应用于融合PSMA PET/MRI多模态数据的Gleason评分预测，结合3D patch嵌入和滑动窗口注意力机制	样本量较小（225例），模型泛化性和预测准确性需更多中心数据进一步验证	实现前列腺癌Gleason评分的非侵入性预测，支持临床决策	前列腺癌患者的PSMA PET/MRI影像数据及病理Gleason评分	计算机视觉	前列腺癌	PSMA PET/MRI	Swin Transformer	影像（PET、ADC、T2WI）	225例前列腺癌患者	PyTorch	Swin Transformer（含3D patch嵌入层、4个Swin Transformer块、MLP分类头）	AUC、准确率、灵敏度、特异度、精确率	NA
1622	2026-06-06	Deep learning-based arterial waveform analysis for predicting postoperative cerebrovascular events in pediatric patients with Moyamoya disease 2026, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0350637 PMID:42241444	研究论文	使用深度学习分析术中动脉血压波形，预测儿童烟雾病患者术后脑血管事件	首次利用可解释的深度学习模型，基于术中动脉血压波形预测儿童烟雾病术后脑血管事件，并探索了与血压波形相关的生理特征	回顾性单中心研究，样本量有限，需要前瞻性多中心验证	开发基于术中动脉血压波形分析的深度学习分类模型，预测儿童烟雾病术后脑血管事件	181名接受血运重建手术的儿童烟雾病患者（≤18岁），独立时间验证队列79名患者	深度学习	烟雾病	NA	CNN, Vision Transformer (ViT)	血压波形图像	181名患者（训练）和79名患者（独立时间验证）	NA	ResNet50, ResNet34, DenseNet121, VGG16, VGG19	AUROC	NA
1623	2026-06-06	Estimation of battery SOC using a combined approach of temporal convolutional networks and Unscented Kalman Filter 2026, PloS one IF:2.9Q1 DOI:10.1371/journal.pone.0350331 PMID:42241468	研究论文	提出一种结合时间卷积网络和无迹卡尔曼滤波的方法，用于估计锂离子电池的荷电状态	通过扩展卷积和残差连接高效处理时间序列数据，并结合无迹卡尔曼滤波进一步提升精度并减少输出波动	文中未明确提及局限性	提高锂离子电池荷电状态估计的准确性和鲁棒性	锂离子电池的荷电状态	机器学习	NA	NA	时间卷积网络（TCN）和无迹卡尔曼滤波（UKF）	时间序列数据	使用马里兰大学的动态应力测试（DST）、US06测试和联邦城市驾驶方案（FUDS）数据集	NA	时间卷积网络（TCN）	平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）	NA
1624	2026-06-06	Bilateral disease in the classic subtype of papillary thyroid carcinoma: clinical significance and development of an artificial intelligence-based multimodal prediction model 2026, Frontiers in endocrinology IF:3.9Q2 DOI:10.3389/fendo.2026.1759451 PMID:42244944	研究论文	评估经典亚型甲状腺乳头状癌双侧病变的临床意义，并开发基于人工智能的多模态预测模型	首次针对经典亚型甲状腺乳头状癌的双侧病变，结合临床参数和超声图像开发多模态人工智能预测模型，并证明双侧病变而非多灶性是独立的复发风险因素	未明确提及限制，但回顾性研究设计可能带来选择偏倚，且外部验证样本量相对较小（120例）	评估经典亚型甲状腺乳头状癌双侧病变的临床病理特征和复发模式，并开发术前识别双侧病变的多模态人工智能模型	经典亚型甲状腺乳头状癌患者	机器学习, 计算机视觉	甲状腺癌	超声成像	深度学习, 机器学习, 逻辑回归	图像, 临床数据	1,218例患者（来自两家医院）	PyTorch	TresNet	AUC	NA
1625	2026-06-06	Pathological diagnosis of thyroid nodules directly from ultrasonography by a weakly supervised deep learning framework 2026, Frontiers in endocrinology IF:3.9Q2 DOI:10.3389/fendo.2026.1834977 PMID:42244954	研究论文	提出一种弱监督深度学习框架，直接从甲状腺超声图像推断病理状态，无需昂贵的图像级标注	开发了名为ThyUS2Path的双注意力引导深度学习框架，通过两个关注不同维度结节特征的注意力模块，实现超声表型与组织学报告的关联	未明确说明局限性	实现甲状腺结节超声图像到组织学病理诊断的直接推断，提高诊断效率和一致性	甲状腺结节患者的超声图像与组织学病理结果	计算机视觉	甲状腺癌	超声成像	卷积神经网络	图像	603名患者的6014张图像用于训练和验证，1978张外部图像用于测试	深度学习框架（未具体指定）	ThyUS2Path（双注意力模块）	AUC, AUROC, AUPRC	NA
1626	2026-06-06	ecPICK: A deep learning-enabled spatial diagnostic platform for direct ecDNA identification and clinical prognosis across pan-cancer histopathology 2026, Theranostics IF:12.4Q1 DOI:10.7150/thno.134316 PMID:42244994	研究论文	开发了深度学习框架ecPICK，用于常规H&E染色全切片图像中ecDNA的识别与定位，并在20种癌症中验证其诊断效能和临床预后价值	首次实现基于常规病理切片的ecDNA空间定位，结合空间转录组学揭示ecDNA富集区域的独特微环境，提供无需测序的低成本ecDNA检测方案	NA	开发一种成本效益高、可临床转化的ecDNA定量与定位平台，实现泛癌组织病理学中的ecDNA直接识别与预后预测	ecDNA及其在肿瘤微环境中的空间分布	数字病理学	泛癌种	H&E染色	深度学习	图像	4280张图像，涵盖20种不同癌症	NA	深度学习框架ecPICK	AUC, R²	NA
1627	2026-06-06	High-throughput phenotyping for climate-resilient forests: integrating multi-sensor fusion and root-shoot dynamics 2026, Frontiers in plant science IF:4.1Q1 DOI:10.3389/fpls.2026.1842337 PMID:42245104	综述	本文回顾了高通量表型分析在气候适应性森林研究中的应用，提出结合多传感器融合与根-梢动态的约束框架	提出超越冠层表型分析、将根系-土壤-植物-大气连续体整合到高通量表型中的约束框架，利用航空传感器与生态水文及过程模型耦合间接推断根系功能策略	当前方法主要集中于冠层，忽视根系及土壤-植物-大气连续体；深度学习模型存在过拟合、可迁移性有限和森林类型间的域偏移问题；提出的约束框架本身面临假设验证的挑战	开发气候适应性森林，通过综合根系功能策略与地上信号的联系克服现有高通量表型的瓶颈	森林树种，特别是其冠层与根系系统在复合干旱和高温胁迫下的适应性性状	自然语言处理, 数字病理学	NA	热成像, 太阳诱导荧光, 高光谱遥感, 激光雷达, 多传感器数据融合	深度学习	图像, 遥感数据	NA	NA	NA	NA	NA
1628	2026-06-06	Cognitive decline and reduced bone mineral density under the bone-brain axis: mechanistic insights and imaging evaluation strategies 2026, Frontiers in aging neuroscience IF:4.1Q2 DOI:10.3389/fnagi.2026.1799025 PMID:42245135	综述	探讨骨-脑轴介导的认知衰退与骨密度降低的机制及多模态成像评估策略	首次深入阐述了骨-脑轴的双向调控网络在认知障碍与骨质疏松共病中的作用，并提出了从单模态评估向多模态成像深度整合的范式转变	NA	揭示骨-脑轴机制并总结多模态成像评估策略，为阿尔茨海默病的早期精准筛查和个性化预防干预提供路径	认知障碍与骨质疏松的共病机制及相关成像评估方法	机器学习	阿尔茨海默病、骨质疏松	结构/功能磁共振成像、分子PET成像、高分辨率外周定量计算机断层扫描	3D-CNN	图像	NA	NA	3D-CNN	NA	NA
1629	2026-06-06	Learning-based segmentation of diffusion-weighted MR images with arbitrary q-space samplings 2026, Imaging neuroscience (Cambridge, Mass.) DOI:10.1162/IMAG.a.1183 PMID:42245204	研究论文	提出一种结合几何深度学习重建框架DISCUS与分割网络VINN的方法，直接从无结构扩散加权MRI数据生成解剖分割，无需扩散模型拟合	首次实现单一神经网络在异质采集方案（不同q空间采样）上的鲁棒泛化，无需扩散模型拟合或结构化表示转换，且分割时间从数小时缩短至分钟级	NA	解决传统CNN在扩散加权MRI分割中因q空间采样不一致导致的应用局限，实现跨数据集和采集设置的高效通用分割	脑部扩散加权MRI中的解剖区域分割	数字病理学、机器学习	NA	扩散加权MRI	卷积神经网络、几何深度学习	图像（扩散加权MRI）	多个数据集和采集设置	PyTorch	DISCUS, VINN	分割性能（与DeepAnat, DDParcel, SynthSeg比较）	NA
1630	2026-06-06	Construction of an artificial intelligence system for the Los Angeles classification-based assessment of reflux esophagitis (with video) 2026 Jan-Dec, Digital health IF:2.9Q2 DOI:10.1177/20552076261458065 PMID:42245256	研究论文	构建基于洛杉矶分类的胃食管反流病人工智能分级系统，用于自动评估内镜图像	首次基于YOLOv11网络开发出针对洛杉矶分级的内镜图像人工智能分级系统，其诊断准确率显著高于初、高级内镜医师	仅在回顾性外部测试数据上验证，尚需前瞻性和多位读者验证才能进入常规临床部署	开发能自动根据洛杉矶分类对胃食管反流内镜图像进行分级的人工智能系统，提升诊断准确率与效率	来自三个中心的胃食管反流内镜图像	计算机视觉	胃食管反流	内窥镜成像	深度学习模型（YOLOv11l）	图像	三中心收集的多中心内镜图像数据集	PyQt5	YOLOv11l	准确率、灵敏度、特异度、精密度、AUC、F1分数	NA
1631	2026-06-06	Image processing and AI techniques for climate change detection using remote sensing: a comprehensive review 2026, Frontiers in artificial intelligence IF:3.0Q2 DOI:10.3389/frai.2026.1814362 PMID:42245266	综述	系统回顾了用于气候变化检测的遥感图像处理与AI技术，涵盖光学、SAR、热红外和高光谱数据	提出统一的算法-应用分类法，系统比较性能指标权衡，构建实践决策框架指导方法选择	模型跨区域泛化能力不足，标注数据集稀缺，多传感器时间序列数据整合存在显著差距	整合遥感与AI在气候变化检测中的研究进展并提供方法选择指导	遥感图像处理与AI技术及其在气候变化检测中的应用	计算机视觉	不适用	光学遥感、合成孔径雷达、热红外遥感、高光谱遥感	卷积神经网络、孪生网络、分割网络	图像	不适用	TensorFlow, PyTorch, Keras	Siamese网络, U-Net, CNN	总体精度, 精确率, 召回率, F1分数, 交并比, Kappa系数, 均方根误差	不适用
1632	2026-06-06	A novel lightweight deep learning model for early prediction of cardiovascular disease 2026, Frontiers in artificial intelligence IF:3.0Q2 DOI:10.3389/frai.2026.1828950 PMID:42245267	研究论文	提出一种轻量级深度学习模型，用于利用临床数据早期预测心血管疾病	提出了一个轻量级且鲁棒的人工智能系统，采用SMOTE处理类别不平衡确保无数据泄露，并通过系统性比较多种机器学习和深度学习模型，强调鲁棒验证和统计可靠性而非仅关注准确率	未明确提及具体限制	开发准确可靠的早期风险预测模型，以便及时进行临床干预	心血管疾病的早期风险预测	机器学习	心血管疾病	NA	人工神经网络（ANN）、逻辑回归、决策树、K近邻、随机森林、支持向量机	临床数据	NA	NA	四层人工神经网络	准确率、精确率、召回率、F1分数、ROC曲线、均值、标准差	NA
1633	2026-06-06	Evaluating the Role of AI Assistants in Accelerating Neurodegenerative Disease Research: Opportunities and Translational Limitations 2026, Neuropsychiatric disease and treatment IF:2.5Q2 DOI:10.2147/NDT.S614952 PMID:42245290	综述	评估人工智能助手在加速神经退行性疾病研究中的机遇与转化局限	从传统机器学习/深度学习扩展到基础模型和大语言模型作为通用AI助手，并系统分析其在神经退行性疾病研究中的具体应用与隐患	人工智能输出易受数据集偏差、可解释性差、分布漂移和幻觉影响，且神经退行性疾病表型细微、标注不完善、病程漫长，使问题尤为突出	评估人工智能在神经退行性疾病研究中的当前应用，并讨论从分析型AI到通用型AI助手的转变及其潜在影响	神经退行性疾病（阿尔茨海默病和帕金森病）研究中的AI应用	机器学习	神经退行性疾病	NA	传统机器学习、深度学习、基础模型、大语言模型	高维多模态数据（影像、临床数据等）	NA	NA	NA	NA	NA
1634	2026-06-06	Predicting VNN resistance in European sea bass using machine learning on high dimensional low sample size data 2026, Frontiers in bioinformatics IF:2.8Q2 DOI:10.3389/fbinf.2026.1718386 PMID:42245288	研究论文	利用机器学习从高维小样本数据中预测欧洲海鲈鱼对VNN的抗性	在高维小样本的遗传数据背景下，系统比较了多种机器学习方法，包括基于混沌游戏表示的图像分类变体，并采用最大化基因距离的划分策略来模拟育种中的泛化挑战	实验表明该关联任务具有难度，结果局限于特定测试场景，且所有动物属于同一群体，可能影响对更广泛种群的推广性	探索机器学习方法在非模式物种的遗传预测中的应用，以克服高维小样本数据的挑战	欧洲海鲈鱼群体及其对病毒性神经坏死症的抗性	机器学习	病毒性神经坏死症	SNP分析	支持向量机、梯度提升、深度学习、基于混沌游戏表示的图像分类	遗传数据（SNP）	NA	NA	NA	NA	NA
1635	2026-06-06	A transformer based deep learning framework for accurate single nucleotide variant correction in heterogeneous samples 2026, Frontiers in microbiology IF:4.0Q2 DOI:10.3389/fmicb.2026.1838029 PMID:42245499	研究论文	提出一种基于Transformer的深度学习框架，用于在异质性宿主-微生物混合物中准确校正单核苷酸变异	首次采用Transformer架构与组编码机制，整合多元特征（VAF分布、纯度估计、测序深度、局部基因组上下文），以有效消除低纯度样本中由纯度引起的系统性偏差	仅基于模拟测序数据评估，尚未在真实生物学样本中验证；纯度梯度范围（0.2-1.0）可能不足以覆盖极端低纯度场景	开发计算框架以提高异质性宿主-微生物混合物中宿主单核苷酸变异的量化准确性	宿主-微生物混合物中的宿主单核苷酸变异	机器学习	不适用	测序（模拟数据）	Transformer	序列数据	模拟数据；纯度梯度0.2-1.0	PyTorch	Transformer	量化误差、SNV计数一致性	不适用
1636	2026-06-06	Ultrasound deep learning features for predicting cervical lymph node metastasis in papillary thyroid carcinoma 2026, Frontiers in oncology IF:3.5Q2 DOI:10.3389/fonc.2026.1721234 PMID:42245688	研究论文	开发并验证一种基于超声深度学习特征的临床深度学习影像组学模型，用于预测甲状腺乳头状癌患者的颈部淋巴结转移状态	结合深度学习特征与临床参数构建Cli-DLR模型，在验证队列中AUC达到0.80，表现优于经验丰富的放射科医生	回顾性单中心研究，样本量有限（205例），缺乏前瞻性多中心验证	建立一种无创方法，在术前准确评估甲状腺乳头状癌患者的颈部淋巴结转移情况，以优化临床管理并避免过度治疗	甲状腺乳头状癌患者的术前甲状腺超声图像和临床参数	计算机视觉	甲状腺乳头状癌	超声	深度学习模型	图像	205例甲状腺乳头状癌患者（训练集143例，验证集62例）	NA	NA	AUC	NA
1637	2026-06-06	DeepRespNet: a hybrid attention-recurrent framework for non-contact respiratory rate estimation 2026, Frontiers in physiology IF:3.2Q2 DOI:10.3389/fphys.2026.1792689 PMID:42245836	研究论文	提出一种名为DeepRespNet的混合深度学习框架，用于非接触式呼吸频率估计，并兼顾不同肤色个体的估计准确性	提出RespFormer特征编码器，融合时空卷积与多头自注意力机制，结合BiLSTM网络建模时间连贯性，并联合分析rPPG和运动信号实现多通道呼吸表征	需要在更大人群中进一步验证	开发一种鲁棒的深度学习框架，确保跨不同肤色的可靠呼吸频率估计	RGB视频中提取的rPPG和运动信号	计算机视觉	无特定疾病	光学流量分析、rPPG信号提取	BiLSTM、多头自注意力机制	RGB视频序列	多受试者数据集，含同步参考呼吸信号	PyTorch	RespFormer、BiLSTM	平均绝对误差、Bland-Altman分析	NA
1638	2026-06-06	FHP-ClsNet: a model for fetal head position classification based on intrapartum ultrasound 2026, Frontiers in medicine IF:3.1Q1 DOI:10.3389/fmed.2026.1830543 PMID:42245941	研究论文	提出基于产时超声的胎头位置分类深度学习模型FHP-ClsNet	将CBAM、ECA和PSA注意力机制与AIFI特征交互模块集成到YOLOv8架构中，提升分类精度	视频序列处理能力仍需改进	开发高精度胎头位置分类模型以辅助产程管理和分娩结局预测	产时超声图像中的胎头位置（枕前、枕后、枕横位）	计算机视觉	产科相关疾病	超声成像	YOLOv8	图像	69个标注的产时超声视频	PyTorch	YOLOv8, CBAM, ECA, PSA, AIFI	ACC, PR-AUC, ROC-AUC, Kappa系数	NA
1639	2026-06-06	Structural connectome analysis using a graph-based deep model for prediction of non-imaging variables 2026, Frontiers in neuroscience IF:3.2Q2 DOI:10.3389/fnins.2026.1786355 PMID:42246028	研究论文	基于扩散磁共振成像的脑结构连接组，使用图卷积网络预测年龄和MMSE评分等非影像变量	模型架构创新，特别是提出连接注意力块，学习脑图的嵌入表示并提供图级注意力	NA	基于结构性脑连接组预测非影像变量，以理解健康和疾病中的连接组变化	年龄和简易精神状态检查评分	机器学习	NA	扩散磁共振成像	图卷积网络	脑连接图	来自PREVENT-AD和OASIS3公开数据集	NA	图卷积网络，连接注意力块	预测性能比较	NA
1640	2026-06-06	[Predictive epileptology: the emergence of a new paradigm for the management of epileptic seizures] 2026, Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova DOI:10.17116/jnevro202612605114 PMID:42246521	综述	评估基于可穿戴设备与人工智能预测癫痫发作的现状与潜力	提出癫痫管理从被动反应向主动风险管理的范式转变，并强调个性化深度学习模型的预测准确性	实验室高准确率与真实世界中等性能之间存在差距，误报率高，非运动性发作预测困难，以及监管、伦理和经济障碍	评估可穿戴人工智能设备用于癫痫发作预测的技术可行性和临床应用前景	过去五年内发表的科学论文，包括基础性出版物	机器学习	癫痫	可穿戴设备	深度学习	多模态传感器数据	NA	NA	NA	预测准确性	NA