Szczegóły publikacji

Opis bibliograficzny

A hybrid particle swarm–genetic algorithm framework for U-Net hyperparameter optimization in high-precision brain tumor MRI segmentation / Shoffan SAIFULLAH, Rafał DREŻEWSKI, Anton Yudhana, Radius Tanone, Andiko Putro Suryotomo // Applied Sciences (Basel) [Dokument elektroniczny]. — Czasopismo elektroniczne ; ISSN  2076-3417 . — 2026 — vol. 16 iss. 6 art. no. 3041, s. 1–46. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 42–46, Abstr. — Publikacja dostępna online od: 2026-03-21. — S. Saifullah - dod. afiliacja: Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta, Yogyakarta, Indonesia. — R. Dreżewski - dod. afiliacja: Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta, Indonesia

Autorzy (5)

Słowa kluczowe

genetic algorithmparticle swarm optimizationU-Net optimizationGAbrain tumor segmentationhybrid metaheuristicsPSOmedical image analysis

Dane bibliometryczne

ID BaDAP166831
Data dodania do BaDAP2026-03-30
Tekst źródłowyURL
DOI10.3390/app16063041
Rok publikacji2026
Typ publikacjiartykuł w czasopiśmie
Otwarty dostęptak
Creative Commons
Czasopismo/seriaApplied Sciences (Basel)

Abstract

Accurate and robust brain tumor segmentation remains a critical challenge in medical image analysis due to high inter-patient variability, complex tumor morphology, and modality-specific noise in MRI scans. This study proposes PSO-GA-U-Net, a novel hybrid deep learning framework that integrates Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithms (GAs) to optimize the U-Net architecture, enhancing segmentation performance and generalization. PSO dynamically tunes the learning rate to accommodate modality-specific variations, while the GA adaptively regulates dropout to improve feature diversity and reduce overfitting. The model was evaluated on three benchmark datasets—FBTS, BraTS 2021, and BraTS 2018—using five-fold cross-validation. PSO-GA-U-Net achieves Dice Similarity Coefficients (DSC) of 0.9587, 0.9406, and 0.9480 and Jaccard Index (JI) scores of 0.9209, 0.8881, and 0.9024, respectively, consistently outperforming state-of-the-art models in both overlap accuracy and boundary delineation. Statistical tests confirm that these improvements are significant across folds (𝑝 < 0.05). Visual heatmaps further illustrate the model’s ability to preserve structural integrity across tumor types and modalities. These results indicate that metaheuristic-guided deep learning offers a promising and clinically applicable solution for automatic tumor segmentation in radiological workflows.

Publikacje, które mogą Cię zainteresować

fragment książki
#161862Data dodania: 3.9.2025
Particle swarm-optimized U-Net framework for precise multimodal brain tumor segmentation / Shoffan SAIFULLAH, Rafał DREŻEWSKI // W: GECCO'25 Companion [Dokument elektroniczny] : proceedings of the 2025 Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion : July 14–18, 2025, Málaga, Spain. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — New York : Association for Computing Machinery, 2025. — e-ISBN: 979-8-4007-1464-1. — S. 323–326. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 326, Abstr. — Publikacja dostępna online od: 2025-08-11. — S. Saifullah - dod. afiliacja: Universitas PembangunanNasional Veteran Yogyakarta, Indonesia
artykuł
#163550Data dodania: 15.10.2025
GA-UNet: Genetic Algorithm-optimized lightweight U-Net architecture for multi-sequence brain tumor MRI segmentation / Shoffan SAIFULLAH, Rafał DREŻEWSKI // IEEE Access [Dokument elektroniczny]. — Czasopismo elektroniczne ; ISSN  2169-3536 . — 2025 — vol. 13, s. 175010–175024. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 175022–175024, Abstr. — Publikacja dostępna online od: 2025-10-08. — S. Saifullah - dod. afiliacja: Department of Informatics, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta, Indonesia