Systems and methods for analyzing perfusion-weighted medical imaging using deep neural networks are provided. In some aspects, a method includes receiving perfusion-weighted imaging data acquired from a subject using a magnetic resonance ("MR") imaging system and modeling at least one voxel associated with the perfusion- weighted imaging data using a four-dimensional ("4D") convolutional neural network. The method also includes extracting spatio-temporal features for each modeled voxel and estimating at least one perfusion parameter for each modeled voxel based on the extracted spatio-temporal features. The method further includes generating a report using the at least one perfusion parameter indicating perfusion in the subject.La présente invention concerne des systèmes et des procédés pour analyser une imagerie médicale pondérée par perfusion au moyen de réseaux neuronaux profonds. Dans certains aspects, un procédé comprend la réception de données dimagerie pondérées par perfusion acquises à partir dun sujet au moyen dun système dimagerie par résonance magnétique ("RM") et la modélisation dau moins un voxel associé aux données dimagerie pondérées par perfusion au moyen dun réseau neuronal convolutif à quatre dimensions ("4D"). Le procédé comprend en outre lextraction de caractéristiques spatio-temporelles pour chaque voxel modélisé et lestimation dau moins un paramètre de perfusion pour chaque voxel modélisé sur la base des caractéristiques spatio-temporelles extraites. Le procédé comprend en outre la génération dun rapport au moyen de lau moins un paramètre de perfusion indiquant une perfusion chez le sujet.