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Tipo do documento: Dissertação
Título: HistAttentionNAS: Uma CNN construída via NAS para o diagnóstico do câncer do pênis usando imagens histopatológicas
Título(s) alternativo(s): HistAttentionNAS: A CNN built via NAS for diagnosing penile cancer using histopathological images
Autor: RODRIGUES JÚNIOR, José Ribamar Durand 
Primeiro orientador: BRAZ JUNIOR, Geraldo
Primeiro membro da banca: BRAZ JUNIOR, Geraldo
Segundo membro da banca: ALMEIDA, João Dallyson Sousa de
Terceiro membro da banca: QUINTANILHA, Darlan Bruno Pontes
Quarto membro da banca: BAPTISTA, Cláudio de Souza
Resumo: O câncer de pênis (CP) é uma neoplasia rara que, embora pouco frequente em países desenvolvidos, apresenta incidência alarmante em determinadas regiões de países em desenvolvimento. Seu diagnóstico precoce é fundamental para melhorar o prognóstico e reduzir a necessidade de intervenções cirúrgicas mutiladoras. A análise histopatológica permanece como o padrão ouro para diagnóstico, porém envolve processos subjetivos que podem atrasar o laudo e gerar divergências entre especialistas. Nesse sentido, o aprendizado profundo tem se mostrado promissor ao agilizar e padronizar avaliações, auxiliando patologistas na identificação de padrões relevantes. Este trabalho propõe uma metodologia para a classificação de CP em imagens histopatológicas digitais. Inicia-se com a preparação dos dados, balanceando as classes por meio de transformações geométricas e aplicando diferentes técnicas de pré-processamento e perturbações de cor. Em seguida, um processo de Pesquisa de Arquitetura Neural é empregado para definir, de forma automatizada, a melhor combinação de blocos iniciais (stem) e mecanismos de atenção nos estágios principais (backbone) da rede, otimizando a extração de texturas e informações discriminativas. Nos experimentos realizados, as arquiteturas otimizadas apresentaram valores de F1-Score de 0,927 em 40x e 0,958 em 100x, confirmando a eficácia da estratégia. Comparações com trabalhos relacionados na mesma base mostram resultados competitivos, em particular na ampliação de 100x, mesmo sem o uso de grandes bases externas ou transferência de aprendizado. Conclui-se que o balanceamento de classes, a configuração do pré-processamento e aumento de representatividade, aliados à automação via pesquisa de arquitetura neural (NAS), potencializam o desempenho da classificação de câncer de pênis.
Abstract: Penile cancer (PC) is a rare neoplasm which, although infrequent in developed countries, has an alarming incidence in some areas of developing countries. Early diagnosis is essential to improve prognosis and reduce the need for mutilating surgical interventions. Histopathological analysis remains the gold standard for diagnosis, but it involves subjective processes that can delay the report and lead to disagreements between specialists. In this sense, deep learning has shown promise in speeding up and standardizing assessments, helping pathologists to identify relevant patterns. This paper proposes a methodology for classifying PC in digital histopathology images. It begins by preparing the data, balancing the classes using geometric transformations and applying different pre-processing and colour disturbance techniques. Next, a Neural Architecture Search process is used to automatically define the best combination of stem blocks and attention mechanisms in the backbone stages of the network, optimizing the extraction of textures and discriminative information. In the experiments, the optimized architectures showed F1-Score values of 0.927 at 40x and 0.958 at 100x, confirming the strategy’s effectiveness. Comparisons with related work on the same basis show competitive results, particularly at 100x magnification, even without using large external bases or transfer learning. It is concluded that class balancing, pre-processing configuration and increased representativeness, combined with automation via neural architecture search (NAS), boost the performance of penile cancer classification.
Palavras-chave: Câncer de pênis;
Imagens histopatológicas;
Aprendizado profundo;
Redes neurais convolucionais;
Pesquisa de arquitetura neural;
Mecanismos de atenção
Penile cancer;
Histopathological images;
Deep learning; Convolutional neural networks, Neural architecture research, Attention mechanisms.
Convolutional neural networks;
Neural architecture research;
Attention mechanisms
Área(s) do CNPq: Bioengenharia
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET
Citação: RODRIGUES JÚNIOR, José Ribamar Durand. HistAttentionNAS: Uma CNN construída via NAS para o diagnóstico do câncer do pênis usando imagens histopatológicas. 2025. 95 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6070
Data de defesa: 27-Fev-2025
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

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