I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  15 ,   No .   2 J u n e   20 26 ,   p p .   497 ~ 5 0 7   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v15 i 2 . p p 4 9 7 - 5 0 7          497       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Enha nced t ra nsfe r learning  f ra me wo rk f o r b ra in t u mo detec tion from  M RI sca ns usi ng  att ention - ba sed  feat ure f usio n       Sm it a   B ha rne 1 ,   E k t a   Sa rda 2 ,   Sh a m a l Sa lun k he 2   1 D e p a r t me n t   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   B h a r a t i   V i d y a p e e t h   D e e m e d   t o   b e   U n i v e r s i t y ,   N a v i   M u m b a i ,   I n d i a   2 R a mr a o   A d i k   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   D .   Y .   P a t i l   d e e me d   t o   b e   U n i v e r s i t y ,   N a v i   M u m b a i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   24 2 0 2 5   R ev is ed   Dec   18 2 0 2 5   Acc ep ted   Mar   30 2 0 2 6       Du e   to   th e   c o m p lex i ty   o f   th e   d iffere n t u m o r   ty p e in   m e d ica ima g in g   d e tec ti o n   o f   b ra i n   tu m o r   is   stil l   a p ro m i n e n t   c h a ll e n g e .   T h is  p a p e p re se n t   th e   in n o v a ti v e   tec h n iq u e   e n h a n c e d   tran sfe lea rn in g   fra m e wo r k   (ET LF )   wh ich   i n teg ra ti n g   th e   a d v a n c e d   p re - p ro c e ss in g   with   h y b ri d   fin e - tu n e d   m e th o d   f o a c c u ra te  b ra in   tu m o d e tec ti o n   fr o m   m a g n e ti c   re so n a n c e   ima g in g   ( M RI sc a n s.  Th e   p ro p o se d   m o d e c o m b in e   th e   stre n g th   o f   p re - train e d   c o n v o lu ti o n a n e u ra n e tw o rk s   (CNN s)  su c h   a Eff icie n tNe tB 0   t h ro u g h   d o m a in   sp e c ifi c   t ra n sfe r   lea rn in g   a n d   a tt e n ti o n   b a se d   fi n e   t u n i n g .   n o v e l   fe a tu re   fu sio n   lay e a n d   a d a p ti v e   lea rn in g   ra te  sc h e d u ler  a re   k e y   in d ica to r s   fo m o d e l   p e rfo rm a n c e   a n d   p re v e n o v e rfit ti n g .   T h e   m e th o d o l o g y   i a ss e ss e d   o n   t h e   b e n c h m a rk   d a tas e Bra TS   a n d   Ka g g le  b ra i n   tu m o d a tas e ts.  Th e   m a in   c o n tri b u ti o n   o wo r k   li e in   d e v e lo p m e n o d o m a in -   a d a p ti v e   tran sfe lea rn in g   with   d iffere n d a tas e ts.   Th e   E TL F   sh o ws   th e   h ig h   a c c u ra c y   o f   9 8 . 7 6 %   wh ich   a b le  o u tp e rf o rm e ffe c ti v e ly   in   d iag n o si n g   t u m o su it a b le  o f   c li n ica p u rp o s e.   K ey w o r d s :   B r ain   tu m o r   d etec tio n   Dee p   lear n in g   E f f icien tNet   Fin e - tu n in g   T r an s f er   lear n i n g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sm ita  B h ar n e   Dep ar tm en t o f   E n g in ee r in g   a n d   T ec h n o lo g y ,   B h ar ati  Vid y ap ee th   Dee m ed   to   b Un iv er s ity   Nav i M u m b ai,   I n d ia   E m ail:  s m ita1 4 6 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   B r ain   tu m o r s   r e p r esen c r itical  m ed ical  ch allen g d u to   th eir   ag g r ess iv n at u r a n d   h ig h   m o r tality   r ates.  E ar ly   d etec tio n   a n d   ac cu r ate  class if icatio n   ar ess en tial   f o r   g u id in g   t h er ap e u tic  d ec is io n s   an d   im p r o v i n g   p atien o u tc o m es  [ 1 ] ,   [ 2 ] .   Du to   e x ce p tio n al   co n tr ast  r eso lu tio n   an d   th e   ca p ac ity   to   v ie th s o f t   tis s u es   w ith o u io n izin g   r ad iatio n ,   m a g n etic  r eso n an ce   im ag in g   ( M R I )   is   th r ec o m m en d ed   im a g in g   f o r   b r ain   tu m o r   d iag n o s is   [ 3 ] .   B u in   ad d itio n   to   b ei n g   tim co n s u m in g ,   m an u al  MRI  s ca n   in ter p r etatio n   is   p r o n to   er r o r s   wh en   d if f e r en tiatin g   b etwe en   b r ain   tu m o r   ty p es a n d   g r ad es  [ 4 ] .   Ad v an ce d   m eth o d o lo g y   lik e   d ee p   lear n in g   ( DL ) ,   tr an s f er   lear n in g   h as   d em o n s tr ated   o u ts tan d in g   p er f o r m an ce   in   v ar io u s   m e d ical  im ag an aly s is   task s ,   in clu d in g   tu m o r   s eg m e n tatio n   an d   class if icatio n   [ 5 ] ,   [ 6 ] co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs )   ar ca p ab le  o f   au to m atica lly   lear n in g   h ier ar ch ical  f ea tu r es  f r o m   im ag in g   d ata,   s u r p ass in g   tr ad it io n al  m eth o d s   th at  r ely   o n   h an d cr af ted   f ea t u r es   [ 7 ] .   Nev er th e less ,   tr ain in g   d ee p   n eu r al  n etwo r k s   f r o m   s cr atch   ty p ically   d em an d s   la r g a n n o tated   d atasets ,   wh ich   ar o f ten   s ca r ce   in   th m ed ical  d o m ain   d u e   to   t h c o m p lex ity   an d   co s o f   e x p er t   lab ellin g   [ 8 ] .   T o   ad d r ess   th is   ch allen g e,   tr an s f e r   lear n in g   h as  em er g e d   as  an   ef f ec tiv s tr ateg y   th at  lev er ag e s   k n o wled g f r o m   m o d els  p r e - tr ain ed   o n   lar g e - s ca le  d atasets   lik I m ag eNe t   an d   a d ap ts   th em   to   s p ec if ic  m ed ical  im ag in g   task s   [ 9 ] .   T r an s f er   lear n in g   n o t   o n ly   ac ce ler ates m o d el  co n v e r g en ce   b u t a ls o   im p r o v es g en e r aliza tio n   o n   lim ited   lab elled   d atasets .   Am o n g   th e   a v ailab le  C NN  ar ch itectu r es,  E f f icien tNet  h as  g ai n ed   atte n tio n   f o r   its   s u p er io r   p e r f o r m an ce - to - co m p lex ity   r atio ,   m ak in g   it we ll - s u ited   f o r   m ed ical  im ag an al y s is   u n d er   co m p u tatio n al  co n s tr ain ts   [ 1 0 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u n e   20 26 4 9 7 - 5 0 7   498   Desp ite  th p r o g r ess ,   s ev er al  lim itatio n s   r em ain   in   ex is tin g   ap p r o ac h es.  Mo s co n v en tio n al  tr an s f er   lear n in g   p i p elin es  ig n o r d o m ain   d is cr ep an cies  b etwe en   n atu r al  an d   m ed ical  im ag es,  lea d in g   to   s u b o p tim al   p er f o r m an ce .   Mo r eo v er ,   cr iti c al  s p atial  an d   co n tex t u al  tu m o r   f ea t u r es  m ay   b e   d ilu ted   d u r in g   d o wn s am p lin g   in   d ee p   ar ch itectu r es.  T o   o v er co m th ese  ch allen g es,  th is   w o r k   in tr o d u ce s   n o v el  en h a n c ed   tr an s f er   lear n in g   f r am ewo r k   ( E T L F)  th at  in teg r ates  d o m ain - s p ec if ic  f in e - tu n in g ,   atten tio n - b ased   f ea tu r f u s io n ,   an d   ad ap tiv e   lear n in g   s tr ateg ies  f o r   im p r o v ed   b r ain   tu m o r   d etec tio n   f r o m   MRI  s ca n s .   T h p r im ar y   co n tr ib u tio n s   o f   th is   r esear ch   ar e:  i )   d o m ai n - ad ap tiv f in e - tu n in g   s tr ateg y   f o r   E f f icien tNet  to   b r id g e   th g ap   b etwe en   s o u r ce   a n d   tar g et  d o m ain s ii)  a n   atten ti o n - d r i v en   f ea tu r e   f u s io n   m o d u le  th at   en h a n ce s   d is cr im in ativ lear n in g   f r o m   tu m o r   r eg i o n s iii)  ex ten s iv v alid atio n   u s in g   B r aT 2 0 2 0   an d   p u b licly   av aila b le  Kag g le  d ataset  to   d em o n s tr ate  g e n er aliza b ilit y   a n d   r o b u s tn ess .       2.   L I T E R AT U RE   SU RVE Y   Sev er al   ap p r o ac h es  h a v b ee n   ex p l o r ed   f o r   b r ain   tu m o r   class if icatio n   f r o m   MRI  im a g es  u s in g   tr ad itio n al  m ac h in e   lear n in g   a n d   d ee p   lear n in g   m eth o d s .   E a r ly   tech n iq u es  r elied   o n   h an d c r af ted   f ea tu r es  an d   class if ier s   lik SV M,   k - NN,   an d   d ec is io n   tr ee s .   Ho we v er ,   th ese  m eth o d s   lack ed   r o b u s tn ess   an d   ad a p tab ilit y .   R asto g et  a l.   [ 1 1 ]   in v esti g a ted   th e f f icac y   o f   f in e - t u n e d   tr an s f er   lear n in g   m o d els,  in clu d in g   I n ce p tio n R esNetV2 ,   VGG1 9 ,   Xce p tio n ,   an d   Mo b ileNet V2 ,   f o r   b r ain   tu m o r   d etec tio n .   T h eir   s tu d y   d em o n s tr ated   th at  th e   Xce p tio n   m o d el  ac h ie v ed   h ig h   ac cu r a cy   f in e - tu n ed   DL   lear n in g   m o d els  in   en h an cin g   d iag n o s tic  p r ec is io n .   s tu d y   f r o m   Dis ci  et  a l.   [ 1 2 ]   e x p lo r e d   th u s o f   p r e - tr ain ed   d ee p   l ea r n in g   m o d els  f o r   class if y in g   b r ain   MRI  im ag es   in to   ca te g o r ies  s u ch   as  g lio m a,   m en i n g io m a,   p it u itar y   tu m o r s ,   an d   n o   t u m o r .   T h Xce p tio n   m o d el  o u tp er f o r m ed   o th er s   h ig h lig h tin g   th ef f ec tiv en ess   o f   tr an s f er   lear n in g   in   m ed ical  im ag e   class if icatio n .   Pan d an d   C h a k i   [ 1 3 ]   p r o p o s ed   n o v el  tr ip le - m o d u le  a p p r o a ch   f o r   a u to m ated   b r ain   tu m o r   class if icatio n   f r o m   MRI  im a g es.  T h f ir s m o d u le  u tili ze d   p r e - tr ai n ed   d ee p   lear n in g   m o d els  f o r   f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   f o llo we d   b y   f ea t u r s elec tio n   an d   class if icati o n   m o d u les,  r esu ltin g   in   im p r o v e d   d iag n o s tic  ac cu r ac y .   I s lam   et  a l .   [ 1 4 ]   f o cu s ed   o n   th d ee p   lear n in g   alg o r ith m   o n   MRI  s ca n s   wi th   t h in teg r atio n   o f   2 D   C NNs  wh ich   in cr ea s th m o d el  p er f o r m an ce .   Ali  et  a l.   [ 1 5 ]   wo r k e d   o n   class if icatio n   o f   b r ain   tu m o r   with   U - Net  ar ch itectu r ap p lied   to   M R I   s ca n s .   T h is   s tu d y   also   ex p l o r ed   th v a r io u s   C N Ns lik I n ce p tio n - V3 ,   VGG1 9   th r o u g h   tr an s f er   lear n in g   ac h i ev ed   th im p r o v e d   p e r f o r m an ce .   s tu d y   f r o m   An a n th ar ajan   et  a l.   [ 1 6 ]   p r esen ted   th w o r k   o n   p r e - p r o ce s s in g   MRI  im ag es  with   ad ap tiv en h a n ce m en alg o r it h m   an d   m e d ian   f ilter in g   f o llo wed   b y   th d ee p   lear n in g   m o d els.  s tu d y   f r o m   R ez k   et  a l.   [ 1 7 ]   p r esen ted   t h tech n iq u e   with   h y b r id   d ee p   le ar n in g   m o d el   with   in te g r atio n   m ed ical  in ter n et   o f   th in g s   ( I o T s ) .   T o   en s u r e   th p atien d ata  s ec u r ity   t h ey   e n cr y p th MRI  im ag es  b ef o r class if icatio n .   Gu p ta  e t   a l.   [7 ]   u s ed   th C NNs  alg o r ith m   to   d etec b r ain   tu m o r .   T h m eth o d   h el p ed   to   ass is t   th r ad io lo g is in   d ec is io n -   m ak i n g   t h r o u g h   t h is   ac cu r ate  d etec tio n .   A h am ed   et  a l.   [ 1 8 ]   p r o v id ed   th c o m p lete  r e v iew  o f   d ee p   lear n in g   a p p licatio n s   f o c u s in g   o n   s eg m e n tatio n .   I also   h ig h lig h th ef f ec o f   DL   m o d els  in   au to m ated   tu m o r   s eg m en tatio n   f r o m   m ed ical   i m ag es.  Ma th iv an a n   et   a l.   [ 9 ]   an d   Dis ci  et  a l.  [ 1 2 ]   in v esti g ated   th e   ef f icien c y   o f   th DL   tr an s f er   lear n in g   ( T L )   m o d els  f o r   ac cu r ate  p er f o r m an ce   in   b r ai n   tu m o r   d iag n o s is .   T h r esear ch   h ig h lig h ted   th p e r f o r m an ce   o f   Mo b ileNetV3   an d   Xce p tio n   m o d el  o u tp e r f o r m ed   b est  r e s p ec tiv ely   th an   th e   ex is tin g   m o d el.   Desp ite  s ig n if ican p r o g r ess   in   ap p ly in g   DL   an d   T L   f o r   b r ain   tu m o r   d etec tio n   f r o m   MRI  im ag es,  s ev er al  g ap s   p er s is t.  First,  d o m ain   s h if ch allen g es  r em ain   lar g ely   u n r eso lv ed ,   with   m a n y   m o d els  s tr u g g lin g   to   g en er alize   ac r o s s   d if f er e n MRI  ac q u is itio n   p r o to co ls   an d   in s titu tio n s .   Seco n d ,   ex p lai n ab ilit y   an d   clin ical   in ter p r etab ilit y   o f   d ee p   m o d e ls   ar u n d er ex p l o r ed ,   lim itin g   th eir   ad o p tio n   in   r ea l - wo r ld   d iag n o s tics .   T h ir d ,   d ata  s ca r city   an d   a n n o tatio n   c o s h in d er   th e   d ev elo p m en o f   r o b u s m o d els,  esp ec ially   f o r   r ar tu m o r   ty p es.   Fo u r th ,   f ew  s tu d ies  em p h asize  cr o s s - d ataset  v alid atio n ,   wh ich   is   cr itical  f o r   e n s u r in g   g e n er aliza tio n .   L astl y ,   r ea l - tim an d   lig h tweig h d e p lo y m en t   o n   ed g d ev ices  r em ain s   u n d er - ad d r ess ed ,   im p ac tin g   th eir   u s i n   telem ed icin o r   lo w - r eso u r ce   s ettin g s .   T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   th is   wo r k   i n tr o d u c es  n o v el   tr an s f er   lear n in g   p ip elin with   d o m ai n - s p ec if ic  tu n in g ,   lig h tweig h t   ar ch itectu r e,   an d   a d ap tiv l ea r n in g   s ch ed u les - s ig n if ican tly   im p r o v in g   class if icatio n   m etr ics an d   r ea l - w o r ld   f ea s ib il ity .       3.   RE S E ARCH   M E T H O D     3. 1   Da t a s et   des cr iptio n   W u tili ze   two   b en ch m ar k   d a tasets B r aT 2 0 2 0 C o n tain s   m u lti - m o d al  MRI  s ca n s   ( T 1 ,   T 1 c,   T 2 ,   FLAI R )   with   g r o u n d   tr u th   s eg m en tatio n s   f o r   g lio m tu m o r s   [ 1 9 ] [ 2 2 ] .   Kag g le  B r ain   T u m o r   Data s et,   in clu d es  3 9 0 3   T 1 - weig h ted   c o n tr ast - e n h an ce d   im a g es  ca teg o r ized   in to   g lio m a,   m en i n g io m a,   p itu itar y   tu m o r ,   a n d   n o r m al  [ 2 3 ] .   All  im ag es  u n d er wen r esizin g   to   2 2 4 × 2 2 4   p ix els,  n o r m aliza tio n ,   a n d   au g m en tatio n   th r o u g h   r an d o m   r o tatio n s ,   z o o m s ,   an d   f lip s   to   im p r o v g en e r aliza tio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       E n h a n ce d   tr a n s fer lea r n in g   fr a mewo r fo r   b r a in   tu mo r   d etec tio n   fr o MRI   s ca n s   u s in g     ( S mita   B h a r n e )   499   3. 2   P r o po s ed  enha nced  t ra ns f er   lea rning   f ra m ewo rk  ( E T L F )   Fig u r 1   s h o ws  th ar ch itectu r o f   p r o p o s ed   s y s tem .   I in cl u d es  th f o llo win g   c o m p o n en ts :   i)   b ase   mod el:  E f f icien tNetB 0   p r e - tr a in ed   o n   I m a g eNe is   u s ed   f o r   f ea tu r ex tr ac tio n .   I n itial  lay er s   ar f r o ze n   d u r in g   ea r ly   tr ain in g   s tag es ii)  d o m ain - ad ap tiv f in e - tu n in g t o p   lay er s   ar f in e - tu n ed   u s in g   s m all  lear n in g   r ate,   wh ile  in ter m ed iate   lay er s   ar e   s elec tiv ely   u n f r o ze n   u s in g   a   co s in a n n ea lin g   s ch ed u le r i ii)  f ea tu r f u s io n   m o d u le:  a tten tio n - b ased   f u s i o n   lay er   co m b in es  s p atial  an d   ch an n el - wis atten tio n   to   em p h asize  tu m o r - s p ec if ic  r eg io n s   iv )   c lass if icatio n   h ea d d e n s b lo ck   with   d r o p o u ( 0 . 3 ) ,   b atch   n o r m aliz atio n ,   an d   s o f tm a x   ac tiv atio n   p er f o r m s   m u lti - cl as s   class if icat io n .           Fig u r 1 .   Ar c h itectu r o f   p r o p o s ed   s y s tem       3. 3   Da t a   pre - pro ce s s ing   T h in itial  p h ase   in v o lv es  s y s tem atic  p r e - p r o ce s s in g   to   n o r m alize   an d   s tan d ar d ize  b r ain   M R I   im ag es  ac r o s s   m o d alities   an d   ac q u is itio n   s o u r ce s .   T h s tep s   ar as f o llo ws:   a.   R esizin g all   im ag es a r r esize d   to   2 2 4 ×2 2 4   p ix els to   m atch   t h in p u t sh a p b y   E f f icien tNet B 0 .   b.   No r m aliza t io n p ix el  in te n s ity   v alu es a r s ca led   to   th [ 0 ,   1 ]   r an g f o r   u n i f o r m ity   ac r o s s   b at ch es.   c.   C o n tr ast  E n h an ce m e n t:  h is to g r am   e q u aliza tio n   a n d   co n tr ast  lim ited   ad ap tiv h is to g r a m   eq u aliza tio n   ( C L AHE )   ar ap p lied   to   ac ce n tu ate  tu m o r   r eg io n s .   d.   Data   au g m en tatio n :   to   r ed u ce   o v er f itti n g   an d   s im u late  im a g in g   v ar iab ilit y ,   we   ap p ly   r a n d o m   r o tatio n s   ( ± 1 5 °),   h o r iz o n tal/v er tical  f lip s ,   r an d o m   z o o m   ( 0 . 8 x 1 . 2 x ) ,   Gau s s ian   n o is ad d itio n .     3. 4   B a s net wo r k   s elec t io n a nd   ini t ia liza t io n   W ad o p E f f icien tNetB 0 ,   h ig h ly   ef f icien C NN  ar ch itectu r k n o wn   f o r   its   co m p o u n d   s ca lin g   o f   wid th ,   d ep th ,   an d   r eso l u tio n .   I is   p r e - tr ain ed   o n   I m ag e Net  an d   s elec ted   d u to ,   lo p ar am eter   co u n t     ( ~5 . 3   m illi o n ) ,   b alan ce d   p e r f o r m an ce - to - c o m p u tatio n   r atio ,   an d   p r o v en   s u cc ess   in   m ed ical  im ag in g   co n tex ts .   T h b ase  lay er s   u p   to   th p en u ltima te  co n v o lu tio n al  b lo ck   ar in itially   f r o ze n   t o   r etain   g en er al  f ea tu r es .     3. 5   Do m a in - a da ptiv f ine - t un ing   s t ra t eg y   T o   tack le  th d if f e r en ce   b etwe en   n atu r al  an d   m ed ical  im ag es ,   we  em p lo y   p r o g r ess iv u n f r e ez in g   an d   co s in an n ea lin g   lear n in g   r at s ch ed u lin g ,   wh ich   co n s is ts   o f   lay e r - wis u n f r ee zin g .   Gr a d u al  u n f r ee zin g   o f   lay er s   s tar tin g   f r o m   d ee p er   la y er s   to war d   ea r lier   o n es.  Dy n am ic  lear n in g   r ate  th at  b eg in s   at  1 e - 3   an d   d ec ay s   f o llo win g   co s in cu r v to   p r ev en ea r ly   c o n v e r g en ce .   W ith   d is cr im in ativ f in e - tu n in g ,   d if f e r en lear n in g   r ates  ar ass ig n ed   to   d if f er en lay er s   ( h ig h er   f o r   later   lay er s ,   lo wer   f o r   ea r lier   o n es)  to   o p t im ize  task - s p ec if ic   f ea tu r lear n in g .     3. 6   F e a t ure  f us io n m o du le  wit h a t t ent io n m ec ha nis m   n o v el  f ea tu r f u s io n   m o d u le  ( FF M)   is   p r o p o s ed   to   en h an ce   tu m o r   r eg io n   d et ec tio n   b y   em p h asizin g   d is cr im in ativ e   f ea tu r es.  Fig u r 2   s h o ws  th f ea tu r f u s io n   m o d u le  with   att en tio n   m ec h an is m .   T h f ea tu r e   f u s io n   m o d u le  ( FF M)   en h an ce s   th d is cr im i n ativ ca p ab ilit y   o f   ex t r ac ted   f ea tu r e   m ap s   b y   in co r p o r atin g   c h an n el  a n d   s p atial  atten tio n   m ec h an is m s ,   e n ab lin g   th e   n etwo r k   to   f o cu s   m o r ef f ec tiv ely   o n   tu m o r - s p ec if ic  r e g io n s   in   b r ai n   MRI  im ag es.   Fo llo win g   ar th co m p o n en ts   o f   th FF M.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u n e   20 26 4 9 7 - 5 0 7   500   -   I n p u f ea t u r es:  × ×   th in p u to   th m o d u le  is   3 f ea tu r m a p   f r o m   th b ac k b o n C NN  ( e. g . ,   E f f icien tNetB 0 ) ,   wh er   is   Hei g h t,    is   W id th   an d     Nu m b er   o f   ch an n els.   -   Ou tp u f ea t u r es:   × ×   th o u tp u r et ain s   th s am d im en s io n ality   as  th in p u b u is   r ich er   in   tu m o r - r ele v an t   co n tex tu al  an d   s p atial  in f o r m atio n ,   im p r o v in g   d o wn s tr ea m   class if icatio n   a cc u r ac y .   -   C h an n el  atten tio n   m o d u le  ( C AM ) ca p tu r es   in ter - ch an n el  d ep en d e n cies  b y   co m p u tin g   weig h ted   f ea tu r e   im p o r tan ce   ac r o s s   ch an n els.    -   Sp atial  atten tio n   m o d u le  ( SAM) lear n s   s p atial  lo ca tio n   im p o r tan ce   to   lo ca lize  t u m o r   r eg io n s   p r ec is ely .   -   Fu s io n   lay er C AM   an d   SAM   o u tp u ts   ar f u s ed   v ia  elem en t - wis m u lt ip licatio n   an d   ad d e d   to   th f ea tu r m ap ,   im p r o v in g   f o c u s   o n   tu m o r   r eg i o n s .           Fig u r 2 .   Featu r e   f u s io n   m o d u le  with   atten tio n   m ec h an is m       3. 7   Cla s s if ica t io n hea d   Af ter   f ea tu r e x tr ac tio n   a n d   en h an ce m en t,  t h class if icatio n   h ea d   p er f o r m s   tu m o r   ca teg o r i za tio n :   -   Glo b al  av er ag p o o lin g : r ed u c es  s p atial  d im en s io n s   an d   o v e r f itti n g   r is k s .   -   Fu lly   co n n ec ted   lay er : 2 5 6 - n e u r o n   d en s lay er   with   R eL a ctiv atio n .   -   Dr o p o u t la y er : Set  at  0 . 3   to   r e d u ce   co - a d ap tatio n   o f   n eu r o n s .   -   Ou tp u lay er s o f tm ax   clas s if ier   with   f o u r   n eu r o n s   ( g li o m a,   m en i n g io m a,   p itu itar y ,   n o   tu m o r )   f o r   m u lti - class   o u tp u t.   T h m o d el  is   tr ain ed   o n   th B r aT 2 0 2 0   d ataset  an d   ev al u ated   o n   Kag g le  B r ain   MRI  d ataset  ( an d   v ice  v er s a)   t o   m ea s u r e   p er f o r m an ce .   Dr o p   in   p e r f o r m an c m etr ics  ac r o s s   d atasets   is   k ep with in   1 . 5 %,   s h o win g   h ig h   d o m ain   ad a p tab ilit y .     Alg o r ith m   Let  = { ( , ) } = 1   be the dataset of MRI images  × ×   with class labels  { 0 , 1 , 2 , 3 }     be the pre - trained base model (EfficientNetB0) with parameters      be the classification head parameters.   ,   r epresent parameters of attention modules (channel and spatial attention).     be the total loss function.     a.   Featu r ex tr ac tio n   T h im ag   p ass ed   th r o u g h   th p r e - tr ain ed   C NN  to   o b tain   h i g h - lev el  f ea tu r es     = ( ) , × ×     wh er   th f ea tu r m ap   e x tr ac t ed   b y   E f f icien tNetB 0 .     b.   Atten tio n - b ased   f ea tu r f u s io n   -   C h an n el  atten tio n   m o d u le  ( C AM )     = ( 2 R eL U ( 1 GAP ( ) ) )        =     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       E n h a n ce d   tr a n s fer lea r n in g   fr a mewo r fo r   b r a in   tu mo r   d etec tio n   fr o MRI   s ca n s   u s in g     ( S mita   B h a r n e )   501   wh e r e:   GAP   Glo b al  Av er ag Po o lin g ,   1 , 2 : le ar n ed   weig h ts ,   : sig m o id   fun c tion ,   : e lem en t - wis m u ltip licatio n   -   Sp atial  atten tio n   m o d u le  ( SAM)     = ( C on v 7 × 7 ( [ A vgPool (  ) ; M a xPo ol (  ) ] ) )      =        -   Fin al  atten tio n - f u s ed   f ea t u r m ap      =  +       T h is   f u s io n   r etain s   th o r ig in al   f ea tu r es wh ile  en h a n cin g   r elev an t o n es v ia  atten tio n .     c.   C las s if icatio n   h ea d   = GAP (  )     = R eL U ( 1 + 1 )     = Dr o p o u t ( , = 0 . 3 )     ̂ = So f tm ax ( 2 + 2 )     wh er e:   1 , 2   an d   1 , 2   ar e   tr ain ab le  weig h ts   an d   b iases ,   ̂ 4 is   th p r ed icted   class   p r o b ab ilit y   v ec t o r .     d.   L o s s   f u n ctio n   W u s ca teg o r ical   cr o s s - en tr o p y   f o r   m u lti - class   class if icati o n :      = = 1 _         (   ̂ _    ) 4 = 1       wh er e:      is   th tr u lab el  ( o n e - h o t)   f o r   class     ̂  is   th p r ed icted   p r o b a b ilit y   f o r   class       e.   Op tim izatio n   T h to tal  o b jectiv is   to   m i n im ize:     ( , , , ) =  + ( , )       wh er e:     is   an   2   r eg u lar izatio n   ter m .     co n tr o ls   th r e g u lar izatio n   s tr en g th .   Op tim izatio n   is   co n d u cted   u s in g   th e   ad am   o p tim izer   with   lear n in g   r ate    ad ju s ted   th r o u g h   co s in e   an n ea lin g :     = + 1 2 (  ) ( 1   +   c os       (  ) )       f.   Do m ain - Ad ap tiv Fin e - T u n in g   Stra teg y     L et  = { , }     wh er e:     s h allo lay er s   ( f r o ze n   o r   m in im ally   u p d ated ) ,     d ee p er   lay e r s   ( f in e - tu n ed   m o r ag g r ess iv ely ) .   T h en :      0 ;        T h is   h ier ar ch ical  f in e - tu n i n g   s tab ilizes  tr ain in g   wh ile  ad ap tin g   th d ee p er   lay er s   to   th e   d o m ain - s p ec if ic  f ea tu r es in   MRI  im ag es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u n e   20 26 4 9 7 - 5 0 7   502   4.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   Pro p o s ed   E T L o u tp er f o r m s   a ll  b aselin m o d els  ac r o s s   ev er y   ev alu atio n   m etr ic  with   an   ac cu r ac y   o f   9 8 . 7 6 %,  it  s h o ws  +6 . 5 i m p r o v e m en o v er   VGG1 6   a n d   ~2 g ain   o v er   E f f icien tN etB 0   alo n e,   d u e   to   en h an ce d   f in e - t u n in g ,   atten ti o n   f u s io n ,   a n d   lea r n in g   r ate   ad ap ta tio n .   Fig u r e   3   s h o ws  th p e r f o r m an ce   co m p ar is o n   o f   b r ai n   tu m o r   d etec tio n   m o d el.   T h ese  r esu lts   co llectiv ely   s h o ws  th s u p er i o r ity   a n d   g en er aliza b ilit y   o f   th e   p r o p o s ed   m o d el.   Per f o r m an ce   o f   cr o s s   v alid atio n   o n   tr ain in g   o n   B r aT an d   test in g   o n   Kag g le  ( a n d   v ic v er s a)   r esu l ted   in   o n ly   ~1 . 5 d r o p ,   s h o w ca s in g   th m o d el’ s   d o m ai n   g e n er aliza b ilit y .   T h e   r esu lts   ar co m p ar ed   to   e x is tin g   m o d els  lik VGG1 6   ( B aselin e) ,   R esNet5 0 ,   I n ce p tio n V3 ,   E f f icien tNetB 0   an d   th p r o p o s ed   E T L ac h ie v ed   s u p er io r   r esu lts   with   f ewe r   p a r am e ter s   an d   f aster   in f er en ce .   T ab le  1   s h o ws  th e   co m p ar ativ an aly s is   o f   d if f er en m o d els  with   b aselin m o d els.  I in d icate s   th p o s s ib le  f o r   in teg r atio n   in to   r ea l - tim clin ical  s y s tem s .           Fig u r 3 Per f o r m an c co m p ar is o n   o f   b r ain   tu m o r   d etec tio n   m o d els        T ab le  1 C o m p a r is o n   o f   r esu lts   b etwe en   p r o p o s ed   E T L F a n d   b aselin m o d els   M o d e l   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - S c o r e   ( %)   AUC   V G G 1 6   ( ba s e l i n e )   9 1 . 2 3   9 0 . 8 1   8 9 . 6 7   9 0 . 2 0   0 . 9 4   R e sN e t 5 0   9 4 . 3 7   9 3 . 7 0   9 2 . 8 9   9 3 . 2 9   0 . 9 6   I n c e p t i o n V 3   9 5 . 8 0   9 5 . 2 1   9 4 . 7 0   9 4 . 9 5   0 . 9 7   Ef f i c i e n t N e t B 0   ( B e st   B a se l i n e )   9 6 . 9 2   9 6 . 3 0   9 5 . 7 0   9 6 . 0 0   0 . 9 8   P r o p o se d   E TLF   9 8 . 7 6   9 8 . 5 4   9 8 . 3 4   9 8 . 4 3   0 . 9 9       Fig u r 4   s h o ws  th p r o p o s ed   m o d el’ s   p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   E T L m o d el  ac r o s s   th ep o ch s .   Fro m   F ig u r e   5   we  ca n   an aly ze   th ac cu r ac y   cu r v s h o ws   a   r is in g   tr en d   an d   th lo s s   cu r v is   d ec r ea s in g   co n s is ten tly ,   s h o win g   th e f f ec tiv lear n in g   p er f o r m an ce   o f   th m o d el.   Fig u r 5 ( a )   s h o ws  th tr ain in g   an d   v alid atio n   test   ac cu r ac y .   T h e   ac cu r ac y   cu r v es  s h o co n s is ten in cr ea s in   b o th   tr ai n in g   an d   v alid atio n   ac cu r ac y ,   p latea u i n g   af ter   a p p r o x im ately   1 5   ep o ch s .   T h f in al  v alid atio n   ac cu r ac y   clo s ely   f o llo ws  th tr a in in g   ac cu r ac y ,   r ea ch in g   a b o v 9 8 %,  wh ich   s ig n if ies  h ig h   class if icatio n   p er f o r m an c ac r o s s   all  tu m o r   class es.  T h p ar allel  b eh av io u r   o f   th two   c u r v es  co n f ir m s   th at  th m o d el  m ain tain s   g o o d   b ias - v ar ian c e   tr ad e - o f f .   I n   Fig u r 5 ( b ) ,   th tr ain in g   an d   v alid a tio n   lo s s   cu r v es  d em o n s tr ate  s m o o t h   an d   co n s is ten d o wn war d   tr en d ,   s h o win g   t h ef f ec tiv e   lear n in g   an d   c o n v er g e n ce   o f   th e   m o d el.   B o th   lo s s es  d ec r ea s e   p r o g r ess iv ely   ac r o s s   ep o ch s ,   with   m in im al  g ap   b etwe en   th em ,   s u g g esti n g   th at  th m o d el   g en er alize s   well  to   u n s ee n   d ata  a n d   d o es  n o o v er f it.  Fro m   Fig u r e   6 ,   t h a r ea   u n d er   c u r v ( AUC )   s co r o f   0 . 9 9   co n f ir m s   ex ce llen class   s ep ar ab ilit y ,   w h ile  th h i g h   p r ec is io n   a n d   r e ca ll  s co r es  v alid ate  its   r o b u s tn ess   in   b o th   tu m o r   p r esen ce   d etec tio n   a n d   co r r ec class if icatio n .   An   a b latio n   s tu d y   was  co n d u cted   to   ass ess   th co n tr ib u tio n   o f   ea ch   co m p o n en t,  with o u f in e - tu n in g ac cu r ac y   d r o p p ed   to   9 4 . 0 2 %,  with o u atten tio n   f u s io n ac cu r ac y   d r o p p ed   to   9 5 . 1 8 an d   with o u lear n in g   r ate  ( L R )   s ch ed u le r ac cu r ac y   d r o p p e d   to   9 6 . 7 2 %.  Fig u r 7   clea r ly   illu s tr ates  h o ea ch   co m p o n en t f in e - tu n i n g ,   atten tio n   f u s io n ,   an d   lear n i n g   r ate  s c h ed u ler   a f f ec ts   th p er f o r m an ce   o f   th m o d el.   T h f u ll E T L F m o d el  lead s   with   th h ig h est ac cu r ac y   at  9 8 . 7 6 %.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       E n h a n ce d   tr a n s fer lea r n in g   fr a mewo r fo r   b r a in   tu mo r   d etec tio n   fr o MRI   s ca n s   u s in g     ( S mita   B h a r n e )   503       Fig u r 4 Ov e r all  tr ain in g   p er f o r m an ce   E T L F m o d el           ( a)   ( b )     Fig u r 5 T r ain in g   a n d   v alid atio n   ( a)   ac cu r ac y   an d   ( b )   l o s s           Fig u r 6 AUC   v alid atio n   v s   test   d ataset   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u n e   20 26 4 9 7 - 5 0 7   504       Fig u r 7 I m p ac t o f   k ey   co m p o n en ts   o n   E T L F a cc u r ac y       5.   ST A T I S T I CAL   SI G N I F I CA NCE O F   T H E   ST U DY    T ab le   2   s h o ws  th s tatis t ic al  c o m p ar is o n   b etwe en   p r o p o s ed   E T L an d   E f f icien tN etB 0   ( B est   B aselin Mo d el) .   Statis tical   s ig n if ican ce   an aly s is   was  co n d u cted   to   v alid ate  th r o b u s t n ess   an d   r eliab ilit y   o f   th p r o p o s ed   E T L F.  T h s tatis tical  ev alu atio n   f o llo ws  with   th m o d er n   ML   b ased   co m p ar is o n   in   m e d ical  im ag in g   [ 2 4 ] .   T h p r im ar y   g o al  is   to   d eter m in e   if   th o b s er v ed   i m p r o v em en ts   d u t o   E T L o v er   b aselin e   m o d els we r ca u s ed   b y   th m e th o d o lo g y   b ein g   s u p e r io r ,   n o r an d o m   v ar iatio n s   in   t h tr ain i n g   d y n am ics.    T o   en s u r th s tab ilit y   o f   th m o d el  tr ain in g /tes d atasets ,   a   5 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   ex p er i m en was   p er f o r m ed .   T h E T L s h o wed   th m ea n   ac cu r ac y   o f   9 8 . 7 6 % ,   s tan d ar d   d ev iatio n   ( σ )   o f   0 . 2 7 an d   co ef f icien t   o f   v ar iatio n   is   0 . 0 0 2 7 .   T h e   s m all  d ev iatio n   ac r o s s   th e   f o ld s   in d icate s   th at   th e   E T L p r o d u ce s   r eliab le   p r ed ictio n s   an d   h as  th p o t en tial  f o r   g o o d   g en er alis atio n   ca p ab ilit ies.  T o   m ea s u r e   im p r o v e m en ts   in   p er f o r m an ce   with   th b est  b aselin m o d el  i.e .   E f f icien tNetB 0 ,   p air ed   two -   tailed   t - test   was  co n d u cted   with   th 1 0   in d ep en d e n r u n s   f o r   ea ch   m o d el.   T h E f f icien tNe tB 0   m ea n   ac cu r ac y   is   9 6 . 9 2 %.  W g o p - v alu ( ac cu r ac y )   as  0 . 0 0 4 1   an d   p - v a lu ( AUC)  as  0 . 0 0 9 4 .   Sin ce   b o th   th e   p - v alu es  a r less   th an   0 . 0 5 ,   th e   d if f er en ce   h ig h ly   s ig n if ica n t r esu lts   o f   p r o p o s ed   E T L F’s m o d el  im p r o v em en ts   is   n o t r an d o m .   Fig u r 8   s h o ws  th v is u al   r ep r esen tatio n   o f   th e   9 5 co n f id en ce   in ter v al  f o r   k ey   m etr ics  o f   E T L F.   Usi n g   cr o s s   v alid atio n   s co r es,  th m o d el  h ad   9 5 co n f i d e n ce   in ter v al  ( C I )   f o r   its   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   E T L ac cu r ac y   C I   ( 9 5 %)  s h o ws 9 8 . 7 6 % with   an   im p r o v em en ts   o f   ±   0 . 2 9 %.  T h n ar r o C I   in d icate s   s tab ilit y   o f   th m o d el  an d   lo v ar ian c e,   f u r th er   s u p p o r tin g   th r eliab ilit y   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m .   T o   m ea s u r th e   ef f ec s ize  m ea s u r em en with   C o h en s   d   ef f ec s ize  was  c alcu late  b etwe en   th E T L an d   E f f icien tNetB 0   s h o ws  th C o h en s   d   ( Acc u r ac y )   is   1 . 8 5   C o h e n s   d   AUC  is   1 . 6 7   r esp ec t iv ely .   Acc o r d in g   to   co n v en tio n al  th r esh o ld s ,   C o h en s   d   >1 . 6   r ep r esen ts   lar g ef f ec s ize  s h o ws  E T L s ig n if ican im p r o v em en ts   n o ju s t   s tatis t ically   d etec tab le  with   th b aselin m o d el.     T o   ch ec k   th er r o r   p atter n   s tu d y   o f   th d is tr ib u tio n   o f   m is clas s i f icatio n   er r o r s   h as  d em o n s tr ated   th at  th m ajo r ity   o f   m is class i f icatio n s   in   b aselin m o d els  o cc u r   w h en   class if y in g   b etwe en   th e   g lio m a   an d   m en in g io m a   class es.  T h is   is   p r im ar ily   d u to   th f ac t   th a th ese  two   class es  h av s ev er al  m o r p h o lo g ical  ch ar ac ter is tic s   th at  o v er lap   wi th   o n an o th er .   T h er e f o r e,   b y   ap p ly in g   an   atten tio n   f u s io n   m o d u le  to   im p r o v e   th lear n in g   o f   d is cr im in ativ s p atial  f ea tu r es,  we  r ed u ce d   th n u m b e r   o f   f alse  p o s itiv r esu lts   an d   in cr ea s ed   th p er - class   r eliab ilit y   o f   r esu lts .       T ab le  2 St atis tical  co m p ar is o n   b etwe en   th p r o p o s ed   E T L F   an d   E f f icien tNetB 0   ( b est b aselin m o d el)   M e t r i c   Ef f i c i e n t N e t B 0   P r o p o se d   ETLF   A b so l u t e   i mp r o v e me n t   9 5 C I   ( ETLF)   p - v a l u e   ( P a i r e d   t - t e st )   Ef f e c t   si z e   ( C o h e n d )   A c c u r a c y   ( %)   9 6 . 9 2   9 8 . 7 6   + 1 . 8 4 %   ± 0 . 2 9 %   0 . 0 0 4 1   1 . 8 5   P r e c i s i o n   ( %)   9 6 . 3 0   9 8 . 5 4   + 2 . 2 4 %   ± 0 . 3 1 %   0 . 0 0 6 3   1 . 7 2   R e c a l l   ( %)   9 5 . 7 0   9 8 . 3 4   + 2 . 6 4 %   ± 0 . 2 7 %   0 . 0 0 5 7   1 . 9 1   F1 - S c o r e   ( %)   9 6 . 0 0   9 8 . 4 3   + 2 . 4 3 %   ± 0 . 2 4 %   0 . 0 0 5 1   1 . 8 8   AUC   0 . 9 8   0 . 9 9   + 0 . 0 1   ± 0 . 0 0 4   0 . 0 0 9 4   1 . 6 7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       E n h a n ce d   tr a n s fer lea r n in g   fr a mewo r fo r   b r a in   tu mo r   d etec tio n   fr o MRI   s ca n s   u s in g     ( S mita   B h a r n e )   505       Fig u r 8 .   Statis tical  s ig n if ican ce   o f   co n f id en ce   in ter v al  o f   E T L p er f o r m an ce       6.   CO N CL U SI O N   I n   th is   s tu d y   we  p r esen an   in n o v ativ f r am ewo r k   f o r   b r ain   tu m o r   d etec tio n   with   an   en h an ce d   tr an s f er   lear n in g   m o d el.   B y   i n teg r atin g   d o m ain - ad ap tiv e   f i n e - tu n in g ,   atten tio n - b ase d   f ea tu r f u s io n ,   an d   an   ad ap tiv tr ain in g   s tr ateg y ,   th e   p r o p o s ed   m o d el  attain s   ex ce llen p er f o r m a n ce   o n   m u ltip le  d atasets .   T h is   wo r k   b r id g es  th e   g a p   b etwe en   g e n er al - p u r p o s C NNs  an d   d o m ain - s p ec if ic  m ed ical   im ag in g   task s   b y   o f f er in g   a   p r ac tical,   g en er aliza b le,   a n d   ef f icien d iag n o s tic  s o lu tio n .   T h s tatis tical  s ig n if ican ce   o f   th s tu d y   with   all  cr o s s   v alid atio n ,   t - test s ,   co n f id en ce   in ter v als  an d   ef f ec s ize  an aly s is   v alid ate  th p er f o r m an ce   g ain s   s h o wed   b y   th p r o p o s ed   E T L m o d el   is   s tatis tically   s u b s tan tia l.   T h r esu lts   s h o w   im p r o v em en t s   o v er   th ex is tin g   d ee p   lear n in g   tech n iq u es  f o r   b r ain   tu m o r   d etec tio n .   S tu d y   f u r th er   co n f ir m ed   th c r itical  co n tr ib u tio n s   o f   ea c h   m o d u le,   in cl u d in g   atten tio n   f u s io n   an d   f in e - tu n i n g ,   in   b o o s tin g   th o v e r all  ef f icien cy   o f   th e   m o d el.   T h e   n o v elty   o f   th is   s tu d y   lies   in   h y b r id   f in e - tu n in g   s tr ateg y   tail o r ed   f o r   MRI - b ased   task s   an d   p o wer f u f ea t u r e   f u s io n   m ec h an is m .   Fu tu r wo r k   in clu d es  ex ten d in g   th f r a m ewo r k   to   m u lti - m o d al  f u s io n   ( co m b in in g   MRI  m o d alities ) ,   3 v o l u m etr ic  an aly s i s ,   an d   ex p lain ab le  AI   co m p o n e n ts   f o r   b etter   clin ical  in ter p r etab ilit y .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Sm ita  B h ar n e                               E k ta  Sar d a                               Sh am al  Salu n k h e                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u n e   20 26 4 9 7 - 5 0 7   506   CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       I NF O RM E CO NS E N T   W h av o b tain ed   in f o r m ed   c o n s en t f r o m   all  in d iv id u als in c lu d ed   in   t h is   s tu d y .       E T H I CAL  AP P RO V AL   T h is   s tu d y   d o es n o t in v o l v h u m an   p a r ticip an ts   o r   an im als .       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  is   av ailab le  at  h t tp s ://www. k ag g le. co m /d atasets /p k d ar ab i/m ed ical - im a g e - d at aset - b r ain - tu m o r   d etec tio n .       RE F E R E NC E S     [ 1 ]   E. - S .   A .   E l - D a h sh a n ,   T.   H o s n y ,   a n d   A . - B .   M .   S a l e m,   H y b r i d   i n t e l l i g e n t   t e c h n i q u e s   f o r   M R I   b r a i n   i ma g e c l a s si f i c a t i o n ,     D i g i t a l   S i g n a l   Pro c e ss i n g ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 ,   p p .   4 3 3 4 4 1 ,   M a r .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d s p . 2 0 0 9 . 0 7 . 0 0 2 .   [ 2 ]   B .   B a b u   V i m a l a ,   S .   S r i n i v a s a n ,   S .   K .   M a t h i v a n a n ,   M a h a l a k s h m i ,   P .   J a y a g o p a l ,   a n d   G .   T .   D a l u ,   D e t e c t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n   o f   b r a i n   t u m o r   u s i n g   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s ,   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p .   2 3 0 2 9 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 3 - 5 0 5 0 5 - 6.   [ 3 ]   K .   K a v i n   K u mar   e t   a l . ,   B r a i n   t u mo r   i d e n t i f i c a t i o n   u si n g   d a t a   a u g m e n t a t i o n   a n d   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a p p r o a c h ,     C o m p u t e r   S y st e m S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   4 6 ,   n o .   2 ,   p p .   1 8 4 5 1 8 6 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 2 6 0 4 / c sse . 2 0 2 3 . 0 3 3 9 2 7 .   [ 4 ]   K .   K a m n i t sas   e t   a l . ,   Ef f i c i e n t   m u l t i - s c a l e   3 D   C N N   w i t h   f u l l y   c o n n e c t e d   C R F   f o r   a c c u r a t e   b r a i n   l e s i o n   se g me n t a t i o n ,     Me d i c a l   I m a g e   A n a l y s i s ,   v o l .   3 6 ,   p p .   6 1 7 8 ,   F e b .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m e d i a . 2 0 1 6 . 1 0 . 0 0 4 .   [ 5 ]   M .   D .   Ze i l e r   a n d   R .   F e r g u s ,   V i su a l i z i n g   a n d   u n d e r st a n d i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k s,”   i n   L e c t u r e   N o t e i n   C o m p u t e S c i e n c e   ( i n c l u d i n g   su b ser i e s   L e c t u re   N o t e i n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   L e c t u re   N o t e i n   B i o i n f o rm a t i c s) ,   v o l .   8 6 8 9   LN C S ,   n o .   P A R T   1 ,   D .   F l e e t ,   T.   P a j d l a ,   B .   S c h i e l e ,   a n d   T.   Tu y t e l a a r s,  Ed s . ,   2 0 1 4 ,   p p .   8 1 8 8 3 3 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 319 - 1 0 5 9 0 - 1 _ 5 3 .   [ 6 ]   M .   Ta n   a n d   Q .   V .   L e ,   Ef f i c i e n t N e t :   r e t h i n k i n g   m o d e l   s c a l i n g   f o r   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s ,   a rX i v   p r e p r i n t   a rX i v   1 9 0 5 . 1 1 9 4 6 ,   2 0 1 9 .   [ 7 ]   B .   B .   G u p t a ,   A .   G a u r a v ,   a n d   V .   A r y a ,   D e e p   C N N   b a s e d   b r a i n   t u mo r   d e t e c t i o n   i n   i n t e l l i g e n t   s y s t e ms ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   I n t e l l i g e n t   N e t w o rks ,   v o l .   5 ,   p p .   3 0 3 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j i n . 2 0 2 3 . 1 2 . 0 0 1 .   [ 8 ]   M .   Z.   K h a l i k i   a n d   M .   S .   B a şars l a n ,   B r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   f r o i ma g e a n d   c o m p a r i so n   w i t h   t r a n sf e r   l e a r n i n g   me t h o d a n d   3 - l a y e r   C N N ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   p .   2 6 6 4 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 024 - 5 2 8 2 3 - 9.   [ 9 ]   S .   K .   M a t h i v a n a n ,   S .   S o n a i m u t h u ,   S .   M u r u g e sa n ,   H .   R a j a d u r a i ,   B .   D .   S h i v a h a r e ,   a n d   M .   A .   S h a h ,   Emp l o y i n g   d e e p   l e a r n i n g     a n d   t r a n sf e r   l e a r n i n g   f o r   a c c u r a t e   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   p .   7 2 3 2 ,   M a r .   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 024 - 5 7 9 7 0 - 7.   [ 1 0 ]   R .   P r e e t h a ,   M .   J.   P .   P r i y a d a r s i n i ,   a n d   J.  S .   N i sh a ,   A u t o ma t e d   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   f r o m   ma g n e t i c   r e s o n a n c e   i mag e u s i n g   f i n e - t u n e d   Ef f i c i e n t N e t - B 4   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   I EE Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 1 2 1 8 1 1 1 2 1 9 5 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 4 2 9 7 9 .   [ 1 1 ]   D .   R a st o g i   e t   a l . ,   B r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   a n d   p r e d i c t i o n   i n   M R I   i ma g e u t i l i z i n g   a   f i n e - t u n e d   t r a n sf e r   l e a r n i n g   mo d e l   i n t e g r a t e d   w i t h i n   d e e p   l e a r n i n g   f r a m e w o r k s,   L i f e ,   v o l .   1 5 ,   n o .   3 ,   p .   3 2 7 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / l i f e 1 5 0 3 0 3 2 7 .   [ 1 2 ]   R .   D i sc i ,   F .   G u r c a n ,   a n d   A .   S o y l u ,   A d v a n c e d   b r a i n   t u mo r   c l a ss i f i c a t i o n   i n   M R   i ma g e s   u si n g   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a n d   p r e - t r a i n e d   d e e p   C N N   m o d e l s ,   C a n c e rs ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,   p .   1 2 1 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c a n c e r s1 7 0 1 0 1 2 1 .   [ 1 3 ]   Y .   P a n d e   a n d   J .   C h a k i ,   B r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   a c r o ss   d i v e r s e   M R   i m a g e s:   A n   a u t o m a t e d   t r i p l e - m o d u l e   a p p r o a c h   i n t e g r a t i n g   r e d u c e d   f u se d   d e e p   f e a t u r e a n d   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   R e s u l t i n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 5 ,   p .   1 0 3 8 3 2 ,   M a r .   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 4 . 1 0 3 8 3 2 .   [ 1 4 ]   M .   N .   I sl a m ,   M .   S .   A z a m,   M .   S .   I sl a m,  M .   H .   K a n c h a n ,   A .   H .   M .   S .   P a r v e z ,   a n d   M .   M .   I sl a m,  A n   i m p r o v e d   d e e p   l e a r n i n g - b a se d   h y b r i d   m o d e l   w i t h   e n sem b l e   t e c h n i q u e f o r   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   f r o M R I   i mag e ,   I n f o rm a t i c i n   M e d i c i n e   U n l o c k e d ,   v o l .   4 7 ,   p .   1 0 1 4 8 3 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i m u . 2 0 2 4 . 1 0 1 4 8 3 .   [ 1 5 ]   S .   A l i   e t   a l . ,   A n   i m p r o v e d   3 D   U - N e t - b a se d   d e e p   l e a r n i n g   s y st e f o r   b r a i n   t u m o r   s e g me n t a t i o n   u s i n g   m u l t i - m o d a l   M R I ,   Mu l t i m e d i a   T o o l a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   8 3 ,   n o .   3 7 ,   p p .   8 5 0 2 7 8 5 0 4 6 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 2 - 0 2 4 - 1 9 4 0 6 - 2.   [ 1 6 ]   S .   A n a n t h a r a j a n ,   S .   G u n a s e k a r a n ,   T.   S u b r a m a n i a n ,   a n d   V .   R ,   M R I   b r a i n   t u mo r   d e t e c t i o n   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   a n d   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s,   Me a su r e m e n t :   S e n so rs ,   v o l .   3 1 ,   p .   1 0 1 0 2 6 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . mea se n . 2 0 2 4 . 1 0 1 0 2 6 .   [ 1 7 ]   N .   G .   R e z k ,   S .   A l sh a t h r i ,   A .   S a y e d ,   E .   E. - D .   H e m d a n ,   a n d   H .   El - B e h e r y ,   S e c u r e   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g   f o r   M R I - b a se d   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   i n   smar t   me d i c a l   I o s y st e m s,”   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   5 ,   p .   6 3 9 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o s t i c s1 5 0 5 0 6 3 9 .   [ 1 8 ]   M .   F .   A h a m e d   e t   a l . ,   A   r e v i e w   o n   b r a i n   t u m o r   s e g m e n t a t i o n   b a s e d   o n   d e e p   l e a r n i n g   m e t h o d s   w i t h   f e d e r a t e d   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s ,   C o m p u t e r i z e d   Me d i c a l   I m a g i n g   a n d   G r a p h i c s ,   v o l .   1 1 0 ,   p .   1 0 2 3 1 3 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p m e d i ma g . 2 0 2 3 . 1 0 2 3 1 3 .   [ 1 9 ]   S .   B a k a s,   M u l t i m o d a l   b r a i n   t u m o r   s e g me n t a t i o n   c h a l l e n g e   2 0 2 0 :   d a t a ,   2 0 2 0 ,   MIC C AI   2 0 2 0   Br a T S   D a t a ,   C e n t e f o Bi o m e d i c a l   I m a g e   C o m p u t i n g   & A n a l y t i c s .   [ 2 0 ]   B .   H .   M e n z e   e t   a l . ,   T h e   m u l t i m o d a l   b r a i n   t u mo r   i m a g e   s e g m e n t a t i o n   b e n c h m a r k   ( B R A TS) ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   Me d i c a l   I m a g i n g ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 9 9 3 2 0 2 4 ,   O c t .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M I . 2 0 1 4 . 2 3 7 7 6 9 4 .   [ 2 1 ]   S .   B a k a e t   a l . ,   A d v a n c i n g   t h e   c a n c e r   g e n o me  a t l a g l i o ma  M R I   c o l l e c t i o n w i t h   e x p e r t   s e g me n t a t i o n   l a b e l a n d   r a d i o mi c   f e a t u r e s,   S c i e n t i f i c   D a t a ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p .   1 7 0 1 1 7 ,   S e p .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / sd a t a . 2 0 1 7 . 1 1 7 .   [ 2 2 ]   S .   B a k a e t   a l . ,   I d e n t i f y i n g   t h e   b e s t   m a c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h m f o r   b r a i n   t u m o r   s e g me n t a t i o n ,   p r o g r e ssi o n   a sses sme n t ,   a n d   o v e r a l l   s u r v i v a l   p r e d i c t i o n   i n   t h e   B R A TS c h a l l e n g e ,   a rXi v   p re p r i n t   a rXi v : 1 8 1 1 . 0 2 6 2 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 1 8 1 1 . 0 2 6 2 9 .   [ 2 3 ]   P .   K .   D a r a b i ,   M e d i c a l   i m a g e   d a t a s e t :   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n ,   2 0 2 4 ,   K a g g l e .   [ 2 4 ]   B .   D .   W i l l i a mso n ,   P .   B .   G i l b e r t ,   M .   C a r o n e ,   a n d   N .   S i m o n ,   N o n p a r a met r i c   v a r i a b l e   i mp o r t a n c e   a ssess me n t   u si n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s,   B i o m e t r i c s ,   v o l .   7 7 ,   n o .   1 ,   p p .   9 2 2 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 1 / b i o m. 1 3 3 9 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.