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ORCID:  http://orcid.org/0009-0006-9825-2127
Tipo do documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Avaliação de arquiteturas de redes neurais convolucionais na identificação de tumores cerebrais por ressonância magnética
Título(s) alternativo(s): Evaluation of convolutional neural network architectures for brain tumor identification using magnetic resonance imaging
Autor(es): Gomes Neto, Carlos Augusto
Primeiro orientador: Santos, Fernanda Maria da Cunha
Primeiro membro da banca: Paulino, Alessandra Aparecida
Segundo membro da banca: Labaki, Arthur do Prado
Resumo: O câncer cerebral é um tipo agressivo de neoplasia que requer diagnóstico precoce para tratamento eficaz. A ressonância magnética é um exame de diagnóstico por imagem não invasivo, amplamente utilizada na visualização de tumores cerebrais devido à sua capacidade de detalhar a estrutura do cérebro. No entanto, a identificação precoce e precisa dos diferentes tipos de tumores ainda é um desafio devido às similaridades visuais entre eles e à dependência de métodos invasivos. Este trabalho avalia arquiteturas de redes neurais convolucionais para classificar tumores cerebrais em imagens de ressonância magnética, com o objetivo de melhorar a precisão e eficiência do diagnóstico. Foram utilizados os modelos DenseNet201, EfficientNetB0 e ResNet50 com técnicas de Transfer Learning e fine-tuning, aplicados a conjuntos de dados públicos contendo imagens distribuídas em quatro classes: meningioma, glioma, tumor hipofisário e sem tumor. As imagens passaram por etapas, sendo a primeira a de pré-processamento, o que incluiu redimensionamento, conversão para escala de cinza e filtragem bilateral. Durante a etapa de treinamento, foi empregada a técnica de validação cruzada k-fold com o objetivo de avaliar a estabilidade e a capacidade de generalização dos modelos. Após o treinamento, a etapa de avaliação final do modelo proposto foi aplicado a um conjunto de dados público e inédito ao modelo, utilizando as métricas acurácia, precisão, recall, F1-score e AUC para quantificar o desempenho do mesmo. A EfficientNetB0 apresentou acurácia de 75,63%, precisão de 86,52% e F1-score de 73,30%. A ResNet50 obteve acurácia de 75,13% e a maior AUC (92,86%), enquanto a DenseNet201 apresentou acurácia de 73,10% e F1-score de 67,82%. Os modelos apresentaram sensibilidade entre 69,04% e 73,46% e especificidade superior a 91% em todas as arquiteturas. Os resultados demonstram a capacidade dos modelos em classificar tumores cerebrais em imagens de ressonância magnética, sendo a EfficientNetB0, a de melhor desempenho.
Abstract: Brain cancer is an aggressive type of neoplasm that requires early diagnosis for effective treatment. Magnetic resonance imaging (MRI) is a non-invasive diagnostic imaging technique widely used for the visualization of brain tumors due to its ability to provide detailed images of brain structures. However, the early and accurate identification of different tumor types remains a challenge due to their visual similarities and the reliance on invasive diagnostic methods. This study evaluates convolutional neural network architectures for classifying brain tumors in magnetic resonance images, aiming to improve diagnostic accuracy and efficiency. The DenseNet201, EfficientNetB0, and ResNet50 models were employed using Transfer Learning and fine-tuning techniques and applied to public datasets containing images distributed into four classes: meningioma, glioma, pituitary tumor, and no tumor. The images underwent a preprocessing stage that included resizing, grayscale conversion, and bilateral filtering. During the training stage, k-fold cross-validation was employed to assess the stability and generalization capability of the models. After training, the final evaluation of the proposed models was performed using a public dataset previously unseen by the models. Accuracy, precision, recall, F1-score, and AUC were used to quantify model performance. EfficientNetB0 achieved an accuracy of 75.63%, a precision of 86.52%, and an F1-score of 73.30%. ResNet50 achieved an accuracy of 75.13% and the highest AUC (92.86%), while DenseNet201 achieved an accuracy of 73.10% and an F1-score of 67.82%. The models exhibited sensitivity ranging from 69.04% to 73.46% and specificity above 91% across all architectures. The results demonstrate the capability of the models to classify brain tumors in magnetic resonance images, with EfficientNetB0 achieving the best overall performance.
Palavras-chave: Tumores cerebrais
Brain tumors
Redes neurais convolucionais
Convolutional neural networks
Ressonância magnética
Magnetic resonance imaging
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Referência: GOMES NETO, Carlos Augusto. Avaliação de arquiteturas de redes neurais convolucionais na identificação de tumores cerebrais por ressonância magnética. 2026. 33 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49193
Data de defesa: 27-Mar-2026
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