Approche par réseaux de neurones convolutifs pour le diagnostic de tumeurs cérébrales
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University of Tlemcen
Abstract
Les tumeurs cérébrales constituent une pathologie grave du système nerveux central, et
leur détection précoce demeure un enjeu majeur en imagerie médicale. Ce travail vise à
développer un système automatique de classification et de segmentation des tumeurs
cérébrales à partir d'images par résonance magnétique (IRM) en utilisant des
approches d'apprentissage profond. L'étude s'appuie sur la base de données BRISC
2025, qui contient 6 000 coupes IRM pondérées en T1 avec injection de gadolinium,
réparties en quatre classes équilibrées : gliome, méningiome, tumeur hypophysaire et
absence de tumeur. Pour la classification, l'architecture DenseNet121 a été
implémentée avec une stratégie de transfert d'apprentissage en deux phases. Pour la
segmentation, l'architecture U-Net a été utilisée avec une fonction de perte Dice loss.
Les résultats montrent un contraste marqué entre les deux tâches. Le modèle de
classification atteint une exactitude de 92,80 % et un F1-score moyen de 92,81 %,
démontrant sa capacité à discriminer efficacement les différents types de tumeurs. Le
modèle de segmentation obtient un coefficient de Dice de 21,79 % et un IoU de 12,22
%, performances modestes principalement expliquées par le déséquilibre extrême des
classes, les contraintes matérielles (exécution sur CPU uniquement, résolution réduite
à 128×128 pixels) et la complexité inhérente à la délimitation au niveau du pixel.
Malgré ces limites, la progression régulière du Dice score durant l'apprentissage
confirme la convergence du modèle et la pertinence de l'approche choisie. Ce travail
démontre la faisabilité d'une classification automatisée des tumeurs cérébrales avec des
performances prometteuses pour l'aide au diagnostic, tout en soulignant que la
segmentation reste un verrou scientifique et technique nécessitant des ressources
computationnelles accrues et des jeux de données annotés plus conséquents avant une
éventuelle application clinique.