Integrando redes neuronales convolucionales con mecanismos de atención para la clasificación basada en resonancia magnética de tumores cerebrales
Autores: Rasheed, Zahid; Ma, Yong-Kui; Ullah, Inam; Al-Khasawneh, Mahmoud; Almutairi, Sulaiman Sulmi; Abohashrh, Mohammed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Integrando redes neuronales convolucionales con mecanismos de atención para la clasificación basada en resonancia magnética de tumores cerebrales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Resonancia magnética
Tumores cerebrales
Aprendizaje profundo
Redes neuronales convolucionales
Precisión de clasificación
Atención médica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La aplicación de la resonancia magnética (RM) en la clasificación de tumores cerebrales se ve limitada por las características complejas y que consumen mucho tiempo de los procedimientos de diagnóstico tradicionales, principalmente debido a la necesidad de una evaluación exhaustiva en varias regiones. Sin embargo, los avances en el aprendizaje profundo (DL) han facilitado el desarrollo de un sistema automatizado que mejora la identificación y evaluación de imágenes médicas, abordando eficazmente estas dificultades. Las redes neuronales convolucionales (CNN) han surgido como herramientas sólidas para la clasificación de imágenes y la percepción visual. Este estudio introduce un enfoque innovador que combina CNN con un mecanismo de atención híbrido para clasificar tumores cerebrales primarios, incluyendo glioma, meningioma, hipofisario y casos sin tumor. El algoritmo propuesto fue rigurosamente probado con datos de referencia de fuentes bien documentadas en la literatura. Fue evaluado junto a modelos pre-entrenados establecidos como Xception, ResNet50V2, Densenet201, ResNet101V2 y DenseNet169. Las métricas de rendimiento del método propuesto fueron notables, demostrando una precisión de clasificación del 98.33%, precisión y recall del 98.30%, y un puntaje F1 del 98.20%. El hallazgo experimental resalta el rendimiento superior del nuevo enfoque en la identificación de los tipos más frecuentes de tumores cerebrales. Además, el método muestra excelentes capacidades de generalización, convirtiéndolo en una herramienta invaluable para la atención médica en el diagnóstico preciso y eficiente de condiciones cerebrales.
Descripción
La aplicación de la resonancia magnética (RM) en la clasificación de tumores cerebrales se ve limitada por las características complejas y que consumen mucho tiempo de los procedimientos de diagnóstico tradicionales, principalmente debido a la necesidad de una evaluación exhaustiva en varias regiones. Sin embargo, los avances en el aprendizaje profundo (DL) han facilitado el desarrollo de un sistema automatizado que mejora la identificación y evaluación de imágenes médicas, abordando eficazmente estas dificultades. Las redes neuronales convolucionales (CNN) han surgido como herramientas sólidas para la clasificación de imágenes y la percepción visual. Este estudio introduce un enfoque innovador que combina CNN con un mecanismo de atención híbrido para clasificar tumores cerebrales primarios, incluyendo glioma, meningioma, hipofisario y casos sin tumor. El algoritmo propuesto fue rigurosamente probado con datos de referencia de fuentes bien documentadas en la literatura. Fue evaluado junto a modelos pre-entrenados establecidos como Xception, ResNet50V2, Densenet201, ResNet101V2 y DenseNet169. Las métricas de rendimiento del método propuesto fueron notables, demostrando una precisión de clasificación del 98.33%, precisión y recall del 98.30%, y un puntaje F1 del 98.20%. El hallazgo experimental resalta el rendimiento superior del nuevo enfoque en la identificación de los tipos más frecuentes de tumores cerebrales. Además, el método muestra excelentes capacidades de generalización, convirtiéndolo en una herramienta invaluable para la atención médica en el diagnóstico preciso y eficiente de condiciones cerebrales.