I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.  16 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 26 ,   p p .   414 ~ 422   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 16 i 1 . p p 4 1 4 - 4 2 2          414       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Deep learni ng  arc hitectu re  for de te ction o fet a l h ea rt  a no ma lies       Nus ra t   J a wed  I qb a l A n s a ri 1, 2 ,   M a niro j a   M .   E din bu rg h 1 ,   Nik it a 3   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   T h a d o ma l   S h a h a n i   En g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   M u m b a i ,   I n d i a     2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   V i v e k a n a n d   Ed u c a t i o n   S o c i e t y s I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   M u m b a i ,   I n d i a     3 C e r t i f i e d   G y n e c o l o g i st   a n d   F e t a l   M e d i c i n e   S p e c i a l i st P . G .   M e d i c a l   Tr u s t   H o sp i t a l ,   K e r a l a ,   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   Ma r   4 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Oct  4 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   No v   2 3 ,   2 0 2 5       Re se a rc h   h a d e m o n stra ted   th a a rti ficia in telli g e n c e   (AI)  tec h n i q u e h a v e   sh o wn   trem e n d o u p o ten ti a o v e th e   p a st d e c a d e   fo a n a ly z i n g   a n d   d e tec ti n g   a n o m a li e in   th e   fe tal  h e a rt   d u ri n g   u lt ra so u n d   tes ts.   De sp it e   t h e ir  p o ten ti a l ,   th e   a d o p ti o n   o t h e se   a lg o ri th m re m a in li m it e d   d u e   to   c o n c e rn o v e r   p a ti e n p riv a c y ,   t h e   sc a rc it y   o larg e   we ll - a n n o tate d   d a tas e ts  a n d   c h a ll e n g e s   in   a c h ie v in g   h i g h   a c c u ra c y .   Th is   r e se a rc h   a ims   to   o v e rc o m e   t h e se   li m it a ti o n s   b y   p r o p o sin g   a n   o p t ima so l u ti o n .   Two   m e th o d s u c h   a d e term in is ti c   i m a g e   a u g m e n tatio n   tec h n i q u e a n d   W a ss e rste in   g e n e ra ti v e   a d v e rsa rial  n e two rk   with   g ra d ien t   p e n a lt y   (W G AN - G P sh o wc a se   th e   fra m e wo rk ' c a p a c it y   to   se a m les sly   a n d   e ffe c ti v e ly   e x p a n d   o ri g in a d a tas e ts  to   1 4   ti m e a n d   1 7   t ime re sp e c ti v e ly th e re b y   e ffe c ti v e ly   t a c k li n g   t h e   p ro b lem   o d a ta sc a rc it y .   It  u se s   a n   a n n o tatio n   to o to   p re c ise ly   c a teg o rize   a n o m a li e id e n ti f i e d   in   th e   e c h o c a rd io g ra m   d a tas e t.   S e g m e n tatio n   o th e   a n n o tate d   d a ta  i d o n e   t o   h ig h li g h re g io n   o f   in tere st.  Ni n e   d isti n c fe tal  h e a rt  a n o m a li e a r e   id e n ti fie d   with   re sp e c to   th e   fe we c o v e re d   in   e x isti n g   re se a rc h .   Th is  s tu d y   a lso   in v e stig a tes   t h e   sta te - of - t h e - a rt  a rc h it e c tu re a n d   o p ti m iza ti o n   t e c h n iq u e s   u se d   i n   d e e p   lea rn in g   m o d e ls.  T h e   re su lt c lea rly   in d ica te  th a th e   Re sN e t - 1 0 1   m o d e d e m o n stra ted   s u p e ri o p re c isio n   a c c u ra c y   o 9 9 . 1 5 % .   To   e n su re   th e   re li a b il it y   o th e   p ro p o se d   m o d e l,   i ts  p e rfo rm a n c e   u n d e rwe n t   th o r o u g h   e v a lu a ti o n   a n d   v a li d a ti o n   b y   c e rti fied   g y n e c o l o g ists  a n d   fe tal   m e d icin e   sp e c ialists.   K ey w o r d s :   Au g m en tatio n     Dee p   lear n in g   E ch o ca r d i o g r ap h y   Gen er ativ ad v e r s ar ial  n etwo r k s   Pre n atal   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 :   Nu s r at  J awe d   I q b al  An s ar i   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   T elec o m m u n icatio n   E n g in ee r in g ,   T h a d o m al  Sh ah a n i E n g in ee r in g   C o lleg Mu m b ai,   I n d ia   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   E n g i n ee r in g ,   Viv e k an an d   E d u ca tio n   So ciety s   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   Mu m b ai,   I n d ia   E m ail:  n u s r at. an s ar i@ v es.a c. in       1.   I NT RO D UCT I O N   Fetal  h ea r an o m alies  en co m p ass   wid s p ec tr u m   o f   s tr u ctu r al  an d   f u n ctio n al  d is o r d er ,   f r o m   r elativ ely   s im p le  d ef ec ts   s u ch   as  s ep tal  ab n o r m alities   to   co m p lex   co n g en ital  m alf o r m ati o n s   lik h y p o p last ic  lef h ea r f r o m   th lef s y n d r o m an d   tr an s p o s itio n   o f   th e   g r ea ar ter ies.  E ar ly   an d   p r e cise  id en tific atio n   th r o u g h   p r e n atal  u ltra s o u n d   i s   ess en tia l,  en s u r in g   d iag n o s es  alig n   with   s tan d ar d ized   p r o to co ls .   Gu id elin es  estab lis h ed   b y   th I n ter n atio n al  So ciety   o f   Ultr aso u n d   i n   Ob s tetr ics  an d   Gy n ec o lo g y   ( I SUOG)   o f f er   a   s tr u ctu r ed   a p p r o ac h   to   f etal  ca r d iac  ass ess m en t,  p r o m o tin g   c o n s is ten cy   in   clin ical   p r ac tice  [ 1 ] .   T h Am e r ica n   I n s titu te  o f   Ultr aso u n d   i n   Me d icin ( AI UM )   h ig h lig h ts   th at   f etal  ec h o ca r d io g r ap h y   f o cu s es  o n   th e   ev alu atio n   o f   th e   f etal  h ea r u s in g   u ltra s o u n d   im ag in g ,   wh ic h   is   r ec o g n ized   as  r eliab le,   s ec u r e   an d   n o n - in v asiv [ 2 ] Ho wev er ,   h ea lth ca r p r o f ess io n als en co u n ter   o b s tacle s   r elate d   to   f etal  h ea r t a b n o r m alities ,   s u ch   as c o n s tr ain ts   in   u ltra s o u n d   r eso lu tio n ,   v ar iab ilit y   in   f etal  p o s itio n in g ,   g estatio n al  ag e - d ep en d en v i s ib ilit y   o f   ca r d iac  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dee p   lea r n in g   a r ch itectu r fo r   d etec tio n   o f fe ta l h e a r t a n o m a lies   ( N u s r a t J a w ed   I q b a l A n s a r i )   415   s tr u ctu r es  an d   lim ited   d iag n o s tic  ca p ab ilit ies  in   ce r tain   r eg io n s   [ 3 ] .   Dee p   lear n in g   ( DL )   p la y s   cr u cial  r o le  in   m ed ical  im ag in g   b y   en ab lin g   au to m ated   im a g s eg m e n t atio n ,   h el p in g   to   id en tify   an d   is o late  f etal   h ea r t   s tr u ctu r es  f o r   p r ec is an aly s i s .   I en h an ce s   class if icatio n ,   im p r o v es  im ag r ec o n s tr u ctio n .   T h r o u g h   im a g s y n th esis ,   it  g en er ates  h ig h - q u ality   s y n th etic  f etal  h ea r im ag es  f o r   tr ain in g   an d   r esear ch   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   I n   m e d ical  im ag in g ,   d ee p   lear n in g   m o d e ls   o f ten   f ac ch allen g es  d u to   th lim ited   av ailab ilit y   o f   an n o tated   d atasets .   T h is   s ca r city   ca n   lead   to   o v e r f itti n g   [ 6 ]   wh er m o d els  f ail  to   g en er alize   to   n ew  u n s ee n   d at [ 7 ] .   Ad d itio n ally ,   s m all  d atasets   m ay   n o t   ca p tu r th f u ll  v a r iab ilit y   o f   m e d ical  co n d itio n s ,   lim itin g   t h m o d el' s   r o b u s tn ess   an d   d iag n o s tic  ac cu r ac y .   Fo r   s en s itiv h ea lth ca r d o m ain ,   s y n t h etic  d ata  ca n   b u s ed   to   ar tific ially   in cr ea s th s ize  o f   tr ain in g   d atasets   an d   it  ca n   h elp   d ee p   lear n in g   m o d e ls   b ec o m m o r e   ad ap tab le,   r el iab le,   an d   r esil ien to   v ar iatio n s   [ 8 ] .   Mu lti - task   d ee p   lear n in g   ap p licatio n s   h av ac h iev ed   s ig n if ica n s u cc ess   in   f etal  h ea r t   ass es s m en ts ,   aid in g   i n   th e   d e tectio n   o f   n e o n atal  c o n d itio n s   f r o m   u ltra s o u n d   s ca n s   [ 9 ] [ 1 2 ] .   T h e   ex is tin g   r esear ch   [ 1 3 ]   in t r o d u ce s   d o m ain - s p ec if ic  d ata  au g m e n tatio n   s tr ateg y   f o r   m ed ical   im ag in g   task s .   I d em o n s tr ates  h o c o n tex t - p r eser v in g   au g m en tatio n   ca n   e n h an ce   m o d el  p er f o r m an ce   i n   f etal  u ltra s o u n d   class if icatio n .   Misk ee n   et  a l.   [ 1 4 ]   h ig h lig h ts   ex ten s iv in v esti g atio n   o f   s ev e r al  m eth o d s   f o r   id en tify in g   p r en atal  h ea r d is ea s e.   No wak   et  a l.   [ 1 5 ]   p r o v id es  s y s tem a tic  s tr ateg y   to   u ltra s o u n d   d ata  au g m en tatio n   with   th g o al  o f   im p r o v i n g   class if icatio n   p er f o r m a n ce   f o r   f et al  s tan d ar d   p la n d etec tio n .   I em p h asizes  th im p o r tan ce   o f   o p tim al  au g m e n tatio n   p r o ce d u r es  in   m ed ical   im ag es.  B alah et  a l.   [ 1 6 ]   in v esti g ates  s ev er al  d ata  au g m e n tatio n   a n d   p r ep r o ce s s in g   s tr ateg ies  f o r   im p r o v i n g   d ee p   lear n in g   m o d els  f o r   m ed ical  ap p licatio n s .   T h f in d in g s   s h o th at  r o tatio n   is   th m o s s u cc ess f u l a u g m en tatio n   ap p r o ac h ,   in cr ea s in g   in - d o m ain   ac c u r ac y   b y   1 0 . 1 %.  T iag o   et  a l.   [ 1 7 ]   f o cu s es  o n   im p r o v in g   X - r ay   c ateg o r izatio n   f o r   n e cr o tizin g   en ter o co liti s   ( NE C ) ,   an   u n co m m o n   b u d an g e r o u s   in f an illn ess .   Du to   s ca r cit y   o f   im ag es,  th au th o r s   ex a m in ed   h o v ar i o u s   im ag ad ju s tm en ts   an d   p r e p a r atio n   tech n iq u es  ca n   o v e r co m d ata  s ca r city   a n d   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   m o d els'   ab ilit y   f o r   b etter   d etec tio n   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   T h i s   r e s ea r ch   ad d r es s e s   th ch al le n g o f   d ata  s ca r ci ty   in   th s tu d y   o f   f e ta h ea r ab n o r m al i ti es .   Al th o u g h   th i s   a r ea   h a s   b ee n   e x ten s iv e ly   e x p lo r ed ,   i wa s   f o u n d   th at   r e la tiv ely   l i tt le  wo r k   h ad   b e en   d ed i ca ted   to   en h an cin g   m o d e tr a in in g   t h r o u g h   d at au g m en t at io n   t ec h n iq u e s ,   p ar t icu la r ly   th o s b a s ed   o n   W a s s e r s te in   g en er at iv e   ad v er s ar ia l   n e two r k s   w ith   g r ad i en p en a lty   ( W G AN - G P)   an d   d e te r m in i s t ic   im ag e   au g m en t at io n .   Us in g   d e te r m in i s t ic   im ag a u g m en t at io n ,   two   a u g m en ta ti o n   l ev e l s   we r e   ap p li ed ,   ex p a n d in g   th o r ig in a l   d ata s et s   ar o u n d   1 4   t im e s   an d   ar o u n d   1 7   t im es   u s in g   W GA N - GP .   W i th   th is   en lar g e d   d at a s e t,  th d ee p   lea r n in g   m o d el   ac h i ev ed   h ig h er   a cc u r ac y   an d   ab le   to   d e tec f iv c o m p l ex   co n g e n i ta l   h ea r an o m al ie s h y p o p la s ti h ea r t   s y n d r o m ( HL HS) tr a n s p o s i tio n   o f   th g r ea ar t er i e s   ( T G A) ab er r an r ig h s u b cl av i an   ar t er y   ( A R S A) ec h o g en i in t r ac a r d i ac   f o cu s   ( E C I F) ,   an d   d il at ed   ca r d i ac   s in u s   ( D C S)   wi th in   s in g le  s tu d y .   T h i s   a d v an c em en en h an ce s   th m o d e l 's  u ti l ity   f o r   m e d ica p r o f e s s io n a ls   in   f e ta ca r d iac   a s s e s s m e n t.   R esNet - 1 0 1   was  s elec ted   f o r   i ts   ab ilit y   to   a d d r ess   th e   g r a d ie n lo s s   is s u an d   d eliv e r   o p tim al  r esu lts .   Prio r   to   u tili zin g   R esNet - 1 0 1 ,   ec h o c ar d io g r a p h y   im ag es  wer e x am in ed   u s in g   s ev er al  o th e r   m o d els,  in clu d in g   R esNet - 5 0 ,   Den s eNe t1 6 9 ,   VGG1 6 ,   an d   E f f icien tNetB 0 .   Ho wev er ,   th r esu lts   wer u n s atis f ac to r y .   T h er e f o r e,   th tr an s itio n   to   R esNet - 1 0 1 ,   co u p led   with   d eter m in is tic  an d   W GAN - GP  au g m en tatio n ,   y ield ed   s ig n if ican tly   im p r o v e d   o u tc o m es.  Als o ,   s ix   o u t o f   n in class es a ch iev ed   f u ll p er f o r m a n ce   ac cu r ac y   u s in g   R esNet - 101.   T h s tr u ctu r e   o f   t h is   p ap er   is   as  f o llo ws:   Sectio n   2   elab o r ates  o n   p r o p o s ed   m o d el  a d o p ted   f o r   ar tifa cts d ev elo p m en t.  Sectio n   3   d is cu s s   th r esu lt th at  co m p ar th p r o p o s ed   f r am ewo r k ' s   o u tco m es to   ea r lier   s tu d ies,  h ig h lig h tin g   t h ef f ec tiv en ess   o f   th ch o s en   tec h n iq u es  in   ac h iev in g   ac cu r ate  d is e ase  d iag n o s is   with   m in im u m   d ata.   Sectio n   4   c o n c lu d es th p ap e r   an d   f u tu r s co p o f   th is   wo r k .       2.   M E T H O   2 . 1 .     Co ncept ua dia g ra m   T h co m p r eh e n s iv wo r k f lo f o r   t h p r o p o s ed   s y s tem   i s   s h o wn   in   Fig u r 1 .   I t   co n s is t s   o f   th e   f o llo win g   s tep s   a.   Data   p r ep ar atio n T h e   m o s s ig h ted   d ata  was  s elec ted ,   f o llo wed   b y   d ata  clea n in g   an d   p r ep r o ce s s in g   o n   th e   ch o s en   im ag es    b.   Def ec id en tific atio n Un d er   t h s u p er v is io n   o f   ex p er ts ,   ea c h   d ef ec was  g iv en   n am a n d   lab elled   u s in g   La b elMe   in   An ac o n d a .     c.   T h s eg m en tatio n   tech n iq u in v o lv es  p ar titi o n in g   an   im ag in to   d is tin ct  r eg io n s   to   ef f ec tiv ely   id en tify   th e   r eg io n   o f   in ter est ( R OI ) ,   wh ic h   is   cr u cial  f o r   p r ec is an aly s i s   an d   in ter p r etatio n .     d.   T h im p lem en tatio n   an d   ass es s m en t o f   d ee p   lear n in g   alg o r ith m s   f o r   d ata  an aly s is     2 . 2   Da t a s et     I n   th is   r esear ch ,   o p en ly   ac ce s s ib le  d ataset  f etal   ec h o ca r d io g r ap h y   ( FECG)  was   u s ed   [ 2 0 ] .   T h ir teen   s tr u ctu r es  h av b ee n   i d en tifi ed   n am ely   lef v e n tr icu lar   o u tf lo tr ac t   ( L VOT ) ,   r ig h v en tr icle   ( R V) ,   lef v en tr icle   ( L V) ,   a o r ta   ( Ao ) ,   r ig h atr iu m   ( R A) ,   lef atr iu m   ( L A) ,   r ig h v e n tr icle   ( R V) ,   lef v en tr icle   ( L V) ,   r ig h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 26 4 1 4 - 422   416   h y p o p last ic  h ea r s y n d r o m e   ( HL HS) ,   atr ial  s ep tal  d ef ec t   ( ASD) ,   v en tr icu lar   s ep tal  d ef ec ( VSD) ,   tr an s p o s itio n   o f   th g r ea ar te r ies   ( T GA) ,   n o r m al  h ea r t   ( N H) ,   Dilated   C ar d iac  Sin u s   ( D C S)  an d   ec h o g en ic   in tr ac ar d iac  f o c u s   ( E C I F).   Su b s eq u en tly ,   C er tifie d   Gy n ec o lo g is an d   Fetal  Me d icin Sp ec ialis ex am in ed   ea ch   in d iv id u al  im ag e   th at  w as  tak en   f r o m   th FECG  r ec o r d in g s   an d   r ec o m m en d e d   th at   th h ig h er   s ig h ted   im ag es  to   b tak en   in to   co n s id er atio n .   T h r aw,   u n s tr u ctu r e d   d ata  was  o r g an ized   an d   n o r m alize d   to   im p r o v q u ality ,   co n s is ten cy ,   an d   r e d u ce   r ed u n d an cy .   No r m aliza tio n   in clu d e d   r em o v i n g   d u p licates,  s tan d ar d izin g   f o r m ats,  h an d lin g   m is s in g   v al u es,  an d   s ca lin g   n u m e r ical  f ea tu r es.  T h ese  p r ep r o ce s s in g   task s   en s u r ed   th d ata  was c lean ,   co n s is ten t,  an d   r ea d y   f o r   an aly s is   T h p i x els ar n o r m alize d   as p e r   g iv e n   eq u ati o n .     ` = .      ` = .     ( 1 )     wh er ( , )   ar o r ig in al  c o o r d i n ates,  ( ` , ` )   ar n ew  co o r d in ate d   af ter   r esizin g   an d   ( , )   ar t h o r ig in al   wid th   an d   h eig h t o f   th im ag e   an d   ,   ar n ew  wid th   an d   h eig h t   o f   th im a g e.               :    ( , )   =   ( , ) 255     ( 2 )     Fo r   R GB   im ag es,  ea ch   ch an n e l is n o r m alize d   as:       ( , , )   =   ( , , )          ( 3 )     wh er ( , , )   is   th p i x el  in ten s ity   a ch an n el   a n d       an d     ar t h s tan d ar d   d ev iatio n   an d   m ea n   o f   th e   ch an n el  .           Fig u r 1 .   Fu n ctio n al  ar c h itectu r an d   in ter r elatio n s   with in   t h s y s tem       T h d is tr ib u tio n   o f   ec h o ca r d io g r am   d ata  f o r   p er f o r m an c ev alu atio n   is   s ee n   in   T ab le  1 .   T h e   p r o ce d u r f o r   s eg m e n tin g   r elies  o n   th an at o m ical  s tr u ct u r es  o f   th e   h ea r t.   Usi n g   th e   d ata  lab elin g   to o l   L ab elM e,   ex ac b o u n d ar ies  ar d r awn   ar o u n d   th h ea r im ag es  wh ich   will  s p o th p r ec is p o s itio n   o f   an o m alies.  T ab le  2   g iv es a n   ill u s tr atio n   o f   f ea tu r m a p   d e r iv ed   f r o m   L ab elM a n d   s eg m e n tatio n .       T ab le   1 .   Or ig i n al  d ataset  s u m m ar y   with o u t a u g m e n tatio n   C l a s s   Tr a i n i n g   Te st i n g   V a l i d a t i o n   To t   3 V T   41   12   6   59   A R S A   3   1   1   5   D C S   1   1   0   2   LV O T   30   9   4   43   H LH S   9   3   1   13   TG A   8   2   1   11   V S D   4   2   1   7   A V S D   4   2   1   7   EC I F   15   4   3   22   NH   55   16   8   79   T o t a l   1 7 0   52   26   2 4 8   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dee p   lea r n in g   a r ch itectu r fo r   d etec tio n   o f fe ta l h e a r t a n o m a lies   ( N u s r a t J a w ed   I q b a l A n s a r i )   417   2 . 3 .     Da t a   a ug m ent a t io n   Data   au g m en tatio n   is   ap p lied   to   in cr ea s d ataset  s ize  [ 2 1 ] .   T h ch o ice  o f   th b est  im ag au g m en tatio n   tech n iq u r elie s   o n   th p ar ticu lar   task   b ein g   p er f o r m e d ,   d ataset  an d   m o d el  b ein g   u s ed .   T h e   tech n iq u es  s u ch   as  f lip p in g ( h o r izo n tal/v er tical) ( , ) = ( 1 , )   ,   r o ta tio n =  ( ) ( )   an d   =  ( ) +  ( )   an d   cr o p p in g   ar e   u s ed   in   d ee p   lea r n in g   f o r   im ag e   au g m en tatio n .   Af ter   ex h au s tiv r esear ch   an d   in - d e p th   an aly s is ,   d eter m i n is tic  im ag au g m en tatio n   a n d   W GAN - GP  ar u s ed   in   th is   r esear ch   wo r k .     2 . 3 . 1 .   Det er m ini s t ic  im a g a ug m ent a t io n   Dete r m i n is ti i m a g a u g m e n t ati o n   a p p li es  f i x e d ,   p r ed ef in e d   t r a n s f o r m a ti o n s   t o   i m a g es ,   e n s u r i n g   co n s is t e n a n d   r e p r o d u ci b l r e s u lts   as   s h o wn   i n   T a b l 2 .   I n   t h e   i m a g e   p r ep r o c ess i n g   p i p el i n e ,   c o m p r e h e n s i v e   d at a   a u g m en tat io n   s t r a te g y   was   im p l em e n te d   t h a e v o lv ed   i n   tw o   d is t in ct   p h ases   t o   o p t im i ze   m o d el   p e r f o r m a n c e.   T h af f i n e   t r a n s f o r m at io n s   we r ca r e f u ll y   ca li b r at ed   to   p r ese r v t h e   ess e n t i al  c h a r ac t er is ti cs  o f   th e   i m a g es .   W h i le   i n t r o d u c in g   m ea n i n g f u l   v a r ia ti o n s   r o tat io n s   we r e   c o n s t r ai n ed   wi th in   - 3 0 °   t o   3 0 °  to   m ai n t ai n   f e at u r o r ie n t ati o n .   Sc ali n g   o p er ati o n s   w er ap p lie d   wit h   f a cto r s   b etw ee n   0 . 8   a n d   1 . 2   t o   en s u r e   r ea l is ti s i ze   v a r i ati o n s   a n d   h o r iz o n t al/ v e r t ical   f l ip s   we r e   i m p le m en te d   wit h   a   5 0 %   p r o b a b ili ty   t o   d o u b le   t h e   e f f ec t iv e   d at ase s i ze .   E las tic   t r a n s f o r m at io n s   we r e   p a r ti cu la r l y   v a l u a b l as  t h e y   s i m u lat ed   n at u r al   d e f o r m at io n s   b y   ap p l y i n g   r a n d o m   d is p l ac em e n f iel d s ,   c r ea t in g   r ea lis tic   v a r ia tio n s   th at   c o u ld   o cc u r   in   r ea l - wo r l d   s c e n a r i o s .   T o   f u r t h er   e n h a n c t h e   m o d e l' s   r el ia b il it y   a n d   r e d u c th r is k   o f   o v e r f itti n g ,   t h e   a u g m en t ati o n   p i p el in w as   ex p a n d e d   w it h   a d d iti o n al   s o p h is t ica te d   t ec h n iq u es.   C o n tr o ll ed   n o is e   was   i n t r o d u ce d   t h r o u g h   s alt   a n d   p ep p er   in j ec t io n ,   w h ic h   h el p e d   t h e   m o d el   b e c o m e   m o r e   r esis t a n t   t o   i m a g e   a r t if ac ts   an d   s e n s o r   n o is e.   T h f i n a l   la y e r   o f   au g m e n ta ti o n   i n cl u d e d   r a n d o m   c r o p p i n g   an d   p ad d i n g   o p e r at io n s   wit h i n   ± 1 0 %   o f   th o r i g i n al   d im en s io n s ,   ef f e cti v e ly   te ac h i n g   t h e   m o d el  t o   h an d l v a r y i n g   o b jec s ca l es  a n d   p o s iti o n s .   T wo   le v els  o f   d et er m i n is t ic   au g m e n ta ti o n   w er ca r r ie d   o u t .   W it h   s i n g le   l ev el   a u g m e n t ati o n   d a tase s i ze   w as  i n cr ea s ed   f r o m   2 4 8   to   5 5 2   a n d   wit h   s e c o n d   le v el   a u g m e n t ati o n   it  h as   i n c r ea s e d   t o   3 5 1 8 .   T h is   a p p r o a c h   s i g n if ica n t ly   i n c r e ase d   t h e   s iz o f   tr a in in g   d at w h i le   m ai n ta in in g   th s em a n tic   i n t e g r i ty   o f   t h e   im a g es .       T ab le  2 .   Data s et  s u m m ar y   f o r   d eter m in is tic  im ag au g m e n ta tio n   S i n g l e - l e v e l   A u g m e n t a t i o n     Bi - l e v e l   A u g me n t a t i o n   C l a s s   Tr a i n i n g   Te st i n g   V a l i d a t i o n   To t     C l a s s   Tr a i n i n g   Te st i n g   V a l i d a t i o n   To t   3 V T   41   12   6   59     3 V T   2 4 7   72   35   3 5 4   A R S A   38   12   5   55     A R S A   2 4 8   72   35   3 5 5   D C S   36   11   5   52     D C S   2 1 1   61   30   3 0 2   LV O T   30   9   4   43     LV O T   2 4 0   70   34   3 4 4   H LH S   36   11   5   52     H LH S   2 4 5   71   35   3 5 1   TG A   32   10   6   48     TG A   2 4 7   72   35   3 5 4   V S D   34   10   5   49     V S D   2 4 7   72   35   3 5 4   A V S D   34   10   5   49     A V S D   2 4 9   72   36   3 5 7   EC I F   46   14   6   66     EC I F   2 4 6   71   35   3 5 2   NH   55   16   8   79     NH   2 7 6   80   39   3 9 5   T o t a l   3 8 2   1 1 5   55   5 5 2     T o t a l   2 4 5 6   7 1 3   3 4 9   3 5 1 8       2 . 3 . 2 .   Wa s s er s t ein G AN  wit h   g ra dient  pena lt y     W as s er s tein   GAN  with   Gr ad ien Pen alty   ( W GAN - GP)   was  u s ed   [ 2 2 ] [ 2 4 ]   to   g e n er at im ag es  co n d itio n e d   o n   class   lab els.  Gen er ato r   u s es  r an d o m   n o is an d   class   lab els  to   p r o d u ce   class - s p ec if ic  im ag es.  T h d is cr im in ato r   ( cr itic)   co m p ar es  ac tu al  an d   g en er ated   im ag es,  u s in g   th W as s er s tei n   lo s s   with   g r ad ien p en alty   to   ass u r L ip s ch itz  co n tin u ity .   Du r in g   tr ain in g ,   th m o d el  u p d ates  th d is cr im in at o r   an d   th g e n er ato r   alter n ately .   T h g r a d ien p en a lty   s tab ilizes  tr ain in g   b y   p en a lizin g   g r ad ien ts .   T h g e n er ato r   lear n s   to   p r o d u ce   h ig h - q u ality ,   d i v er s if ied   im ag es,  wh ile  th d is cr im in ato r   d ev elo p s   its   ab ilit y   to   tell  th d if f er en ce   b etwe en   r ea an d   f a k e.   B o th   u s W ass er s tein   lo s s   to   o p tim ize  th g en er ativ p r o ce s s .   Fin ally ,   class   co n d itio n in g   en ab les  th cr ea tio n   o f   im ag es   th at  b elo n g   to   s p ec if ied   class es  an d   ex p an d ed   th d ataset  to   4 2 6 4   as  s h o wn   in   T ab le  3.       T ab le  3 .   Data s et  af ter   W GAN  g en er atin g   C l a s ses   Tr a i n   Te st   V a l i d a t i o n   To t a l   N o r mal   H e a r t   5 4 5   1 5 4   76   7 7 5   A b n o r ma l   H e a r t   2 4 4 2   6 9 8   3 4 9   3 4 8 9   To t a l   2 9 8 7   8 5 2   4 2 5   4 2 6 4       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 26 4 1 4 - 422   418   2 . 4 .     T he   pro po s e d hea lt hca re   a rc hite ct ura l f ra m ewo r k     I n   ea ch   im p lem en ted   m o d el,   r aw  FECG  im ag es  ar an n o tate d   u s in g   a n   an n o tatio n   to o ( L a b elM e)   to   h ig h lig h ar ea s   o f   in ter est.  T h ese  lab eled   im ag es  u n d er g o   d ata  au g m en tatio n   to   e n h an ce   th d ataset.   T h im ag es a r s eg m en ted   to   is o late  k ey   r e g io n s   u s in g   d ee p   lear n in g   m o d els.     2 . 4 . 1 .   ResNet - 1 0 1   a rc hite ct u re   T h R esNet - 1 0 1   m o d el  in   Fig u r 2 ,   d ee p er   v ar ian t o f   R esNet  [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] ,   is   p r tr ain ed   o n   I m ag eNe an d   f in e - tu n ed   o n   th s eg m en t ed   u ltra s o u n d   d ataset.   T h p ip elin co n s is ts   o f   f o u r   m ain   s tag es  with   to tal  o f   1 0 1   lay er s ,   in clu d i n g   in itial  an d   f in al  lay er s .   Stag 2   h as  3   r esid u al  b lo ck s ,   co n tr ib u tin g   to   9   lay er s ,   wh ile   s tag 3   in clu d es  4   r esid u al  b lo ck s ,   m ak in g   u p   1 2   lay e r s .   Stag 4   is   th d ee p est  with   2 3   r esid u al   b lo ck s ,   to talin g   6 9   la y er s ,   an d   s tag e   5   co n tain s   3   r esid u al  b lo ck s   wi th   9   lay er s .   Fin al  l ay er s   in clu d av e r ag e   p o o lin g   lay er ,   f latten in g ,   an d   f u lly   c o n n ec ted   la y er   ( FC )   f o r   class if icatio n .           Fig u r 2 .   Pro p o s ed   m o d el  wit h   R esNet - 1 0 1   ar ch itectu r e       2 . 4 . 2 .   WG AN - G P   a rc hite ct u re   W GAN - G is   s tab il ized   GA v er s io n   th at  en h an ce s   tr ain in g   b y   in tr o d u cin g   g r ad ien p en alty   f o r   m o r c o n s is ten an d   a u th en tic   g en er atio n   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ] .   T h e   g en er ato r   a n d   cr itic  co m p ete  i n   m i n im ax   g am e.   T h cr itic  aim s   to   m ax im ize   th W ass er s tein   d is tan ce   b etwe en   r ea an d   g en er ated   im a g es.  T h g en e r ato r   tr ies   to   m in im ize  th e   d is tan ce   t o   f o o th e   cr itic.  Gr ad ie n Pen alt y   to   e n f o r ce   th e   L ip s ch itz  co n s tr ain r eq u ir e d   b y   W GAN.   A   g r ad ien p en alty   ter m   is   co m p u ted   an d   ad d ed   t o   th cr itic's   lo s s   f u n ctio n .   T h cr itic  is   u p d ated   m u ltip le  tim es p er   g en e r ato r   u p d ate  to   en s u r e   s tr o n g   f ee d b ac k   as sh o wn   in   Fig u r 3 .   T h g en er ato r   ( )   m ap s   r an d o m   n o is v ec to r   ( )   to   th d ata  s p ac e.   T h g e n er ato r ' s   g o al  is   to   m ax im ize  th cr itic’ s   esti m atio n   W as s er s tein   d is tan ce    | ( ) [ ( ( ) ) ] | .           Fig u r 3 Pro p o s ed   W GAN - GP w ith   R esNe t - 5 0   ar ch itectu r e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dee p   lea r n in g   a r ch itectu r fo r   d etec tio n   o f fe ta l h e a r t a n o m a lies   ( N u s r a t J a w ed   I q b a l A n s a r i )   419   2 . 4 . 3 .   Dis cr im ina t o ( cr it ic o bje ct iv e   Un lik tr ad itio n al  GANs,  W G AN - GP  d o es  n o u s s ig m o id   ac tiv atio n   f o r   th d is cr im in a to r .   I n s tead ,   it  lear n s   f u n ctio n   D( x )   th at  esti m ates  th W as s er s tein   d is t an ce   b etwe en   r ea an d   g e n er at ed   d is tr ib u tio n s .   T h cr itic's   o b jectiv is      ^ ~   [ ( ^ ) ] ^ ~   [ ( ) ] +  ^ ~   [ ( ~ ( ~ ) 2 1 ) 2 ]     ( 4 )     wh er ( )   is   th r ea d ata  d is tr ib u tio n .   ( )   is   th g en er ated   d ata  d is tr ib u tio n .   ~   is   lin ea r   in ter p o lat io n   b etwe en   r ea an d   f ak e   s am p le s     is   th p en alty   c o ef f icien t.   T h g r a d ien p en alty   ter m   [ ( ~ ( ~ ) 2 1 ) 2 ]   en f o r ce s   th L ip s ch itz  co n s tr a in t b y   p e n alizin g   g r ad ien ts   to   en s u r s tab ilit y   d u r in g   tr ain in g .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   I n   th is   r esear ch ,   aim   was  to   u n d er s tan d   an d   ex am i n f etal  h ea r d ef ec ts .   T h i n itial  s tr id in v o lv ed   th p r o cu r em e n o f   a   co m p r eh en s iv d ataset  co m p r is in g   f etal  ec h o ca r d io g r a p h ic  i m ag es  w h ich   was  cu r ated   t o   en ca p s u late  d iv er s ca r d iac  c o n d itio n s .   E m p l o y in g   d o m ain   ex p er tis e,   v ar io u s   an o m alies  with in   th d ataset  wer ass ig n ed   ap p r o p r iate  n o m en clatu r e.   Utilizin g   m o d er n   an n o tatio n   tec h n iq u es   lik e   L ab elM e,   a r ea s   o f   in ter est  in   th im ag es  a r id en tifie d ,   estab lis h in g   th way   f o r   s eg m en tatio n .   T o   im p r o v d iag n o s is   p r ec is io n ,   th d eter m in is tic  im ag au g m en tatio n   an d   W GAN  GP  d ata  au g m en tatio n   m eth o d   wer u s ed .   T h r o u g h   s eg m en tatio n ,   th im ag es  wer ca teg o r ized   in to   d is tin ct  an ato m ical  ar ea s ,   ea ch   o f   wh ich   is   cr u cial  f o r   id en tify in g   ir r eg u lar ities   in   th h ea r t.  T h en ,   we  u tili ze d   m o d er n   d ee p   lear n in g   ar ch itectu r es.  tailo r ed   to   o u r   d ataset,   en s u r in g   o p tim al  p e r f o r m an ce .   Acc o r d in g   to   th f in d in g s ,   wh ic h   ar e   s u m m e d   u p   in   th e   T ab le   4   d ata   au g m en tatio n   b ec o m es  cr u cial   f o r   en h a n cin g   m o d el.   W ex a m in ed   th e   v ar i o u s   m o d el' s   p er f o r m an ce s   ac r o s s   a   r an g o f   d ata  s izes  an d   au g m en tatio n   m eth o d s   in clu d in g   d eter m in is tic  an d   W GAN  f o r   d ata  en h an ce m e n t.   Acc o r d in g   to   t h f in d i n g s ,   wh i ch   ar s u m m ed   u p   in   th T a b le s   4   an d   5   d ata  au g m en tatio n   b ec o m es c r u cial  f o r   en h an cin g   m o d el.       T ab le  4 .   C o m p a r is o n   o f   th m o d els o n   d ete r m in is tic  au g m en ted   d ataset   S i n g l e - l e v e l   A u g m e n t a t i o n     Bi - l e v e l   A u g me n t a t i o n   M o d e l s   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   S p e c i f i c i t y     M o d e l s   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   S p e c i f i c i t y   R e sN e t - 101   9 1 . 3 0   9 2 . 5 7   9 8 . 9 5     R e sN e t - 101   9 9 . 1 5   9 9 . 1 6   9 9 . 9 1   R e sN e t - 50   9 1 . 3 0   9 2 . 9 1   9 9 . 0 6     R e sN e t - 50   9 6 . 4 9   9 6 . 7 5   9 9 . 6 0   D e n seN e t 1 6 9   8 6 . 0 9   8 8 . 0 8   9 8 . 4 0     D e n seN e t 1 6 9   9 2 . 9 9   9 3 . 5 5   9 9 . 1 9   V G G 1 6   7 9 . 1 3   8 1 . 5 8   9 7 . 5 5     V G G 1 6   8 2 . 4 7   8 3 . 3 0   9 8 . 0 2   Ef f i c i e n t N e t B 0   6 4 . 3 5   6 9 . 3 7   9 5 . 3 7     Ef f i c i e n t N e t B 0   7 1 . 5 3   7 2 . 8 5   9 6 . 8 4       3 . 1 .     E rr o m et rics   R o o m ea n   s q u ar e r r o r   ( R MSE )   is   th m etr ic  u s ed   to   m ea s u r th d if f er e n ce   b etwe en   tr u e   v alu es  an d   p r ed icted   v alu es a s   s h o wn   in   Fig u r 4 ,   f ir s im ag o r ig i n al  im ag s ec o n d   o n p r ed icted   v a lu o f   im ag r esu ltin g   f r o m   d ete r m in is tic  au g m en tati o n   an d   last   I m ag r esu ltin g   f r o m   W GAN - GP.       =   1       (  = 1 y ^ )           ( 5 )     wh er     ^         an d   n     Nu m b er   o f   s am p les .   Fo r   R esNet - 1 0 1   m o d el,   th e   R MSE   was f o u n d   to   b 0 . 0 3 0 0   as sh o wn   in   T a b le  5 .                 Fig u r 4 .   T h d if f er en ce   b etwe en   tr u v al u es  an d   th e   p r ed ict ed   v alu es     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 26 4 1 4 - 422   420   T ab le  5 .   R esNet - 1 0 1   Mo d el  p er f o r m a n ce   Au g m e n tatio n   Ac c u ra c y   RM S E   De term in isti c   9 9 . 1 5   0 . 0 3 0 0   WG AN - GP   8 9 . 9 0   0 . 3 0 7 5       T h r esu lts   an d   f in d i n g s   o f   ea r lier   s tu d ies  ar co m p ar e d .   T a b le  6   s h o ws  th at  alth o u g h   d ee p   lear n in g   m eth o d s   ar e   v er y   s u cc ess f u in   class if y in g ,   s eg m e n tin g ,   a n d   p r e d ictin g   co m p lex   m ed ical   im ag es,  th u s o f   s u itab le  au g m en tatio n   tech n iq u es f u r th er   i m p r o v es m o d el  p e r f o r m a n ce   an d   g r ea tly   e n h an c es a cc u r ac y .       T ab le  6 .   C o m p a r is o n   r elatio n   t o   d ata  au g m en tatio n   a n d   f etal - s af im ag in g   tech n iq u es   Ref   C l a s si f i e r   D a t a s e t   P e r f o r ma n c e   ma t r i x   [ 1 7 ]   GAN   Th e   sy n t h e t i c   d a t a s e t   i s f i v e   t i m e s l a r g e r   t h a n   t h e   o r i g i n a l   d a t a   D i c e   sc o r e   a c h i e v e d   i 0 . 8 1 ,   w i t h   a   st a n d a r d   d e v i a t i o n   o f   a p p r o x i ma t e l y   0 . 0 9   [ 1 4 ]   R e sN e t - 50   Th e   sy n t h e t i c   d a t a s e t   i n c r e a se d   b y   1 3   t i m e s t h e   si z e   o f   t h e   o r i g i n a l   d a t a s e t   Tw o   d a t a s e t s   w e r e   u se d   F ETA L - 1 2 5   a n d   OB - 1 2 5   A c c u r a c y   -   9 4 . 4 %   a n d   9 1 . 5 %   r e sp e c t i v e l y   [ 2 9 ]   R e sN e t - 50   Ec h o c a r d i o g r a p h y   A r o u n d   7 5 %   a c c u r a c y   [ 1 8 ]   GAN - g e n e r a t e d   v i a   I A G A N   Th e   sy n t h e t i c   d a t a s e t   i n c r e a se d   b y   9   t i mes  t h e   si z e   o f   t h e   o r i g i n a l   d a t a s e t   A c c u r a c y   -   8 0 %   A U C   -   0 . 9 0   [ 2 8 ]   R e sN e t - 50   a n d   X c e p t i o n   Th e   sy n t h e t i c   d a t a s e t   i n c r e a se d   b y   3   t i mes  t h e   si z e   o f   t h e   o r i g i n a l   d a t a .   R e sN e t - 5 0 ,   A c c u r a c y   -   8 4 . 7 8 %   X c e p t i o n   A c c u r a c y   -   8 6 . 9 8 %   P r o p o se d   w o r k   R e sN e t - 101   Th e   t w o   m e t h o d s :   i )   D e t e r mi n i s t i c   i m a g e   a u g me n t a t i o n   t e c h n i q u e s ,   i i )   W G A N - G P   e x p a n d e d   o r i g i n a l   d a t a se t t o   1 4   t i m e s   a n d     1 7   t i mes   r e sp e c t i v e l y .   D e t e r m i n i st i c   i ma g e   a u g me n t a t i o n   A c c u r a c y - 9 9 . 1 5   W G A N - GP   A c c u r a c y - 8 9 . 9 0       4.   CO NCLU SI O N   T h d ata  a u g m e n tatio n   tech n i q u es  ca n   h elp   u s   ad d r ess   th c h allen g o f   d ata   s ca r city   an d   en s u r th at  o u r   s y s tem   f u n ctio n s   ef f ec tiv e ly   ac r o s s   r an g o f   p atien d e m o g r ap h ics an d   clin ical  cir cu m s tan ce s .   Six   o u t o f   n in class es  ac h iev ed   f u ll  p er f o r m an ce   ac cu r ac y   u s in g   R esNet - 1 0 1   with   an   av er a g p r e cisi o n   ac cu r ac y   o f   9 9 . 1 5 %.   T h e   s ig n if ican ce   o f   t h is   f in d in g   lies   in   th e   p o s s ib ilit y   o f   a ch iev in g   h ig h - q u ality   o u tco m es  with   less   d ata  u s in g   two   m eth o d s ,   d eter m in is tic  im ag au g m e n tatio n   t ec h n iq u es  an d   W GAN - GP.  T h r esu lts   o b tain ed   h av d em o n s tr ated   s u p er io r   p er f o r m an ce   co m p ar ed   t o   e x is tin g   s y s tem s .   T h im p r o v em en ts   in   o v er all  d etec tio n   ac cu r ac y   f o r   f etal  h ea r ab n o r m alities   h av b ee n   v alid ated   b y   ce r tifie d   g y n ec o lo g is an d   f etal   m ed icin s p ec ialis co n f ir m in g   th at  o u r   r esear ch   ap p r o ac h   o u tp er f o r m s   tr ad itio n al  m eth o d s .   Op tim izin g   th p r o p o s ed   s y s tem   f o r   r ea l - ti m d ep lo y m e n an d   s ea m less   in teg r atio n   in to   ex is tin g   clin ical  wo r k f lo ws  is   ess en tial  f o r   its   p r ac tical  u tili t y .   C o llab o r atio n   with   h ea lth c ar in s titu tio n s   an d   in d u s tr y   s tak eh o ld er s   will  b e   p iv o tal  in   d ev elo p in g   u s er - f r ie n d ly   in ter f ac es a n d   in ter o p e r a b le  s y s tem s .   T h lim itatio n   o f   th is   r esear ch   is   th at   im ag es  n ee d   to   b lab eled   u n d er   ex p er g u id a n ce .       ACK NO WL E DG M E N T   Au th o r   wan ts   to   ex p r ess   m y   s in ce r g r atitu d to   au th o r s   co lleg an d   g u id f o r   p r o v id in g   th r eso u r ce s   an d   s u p p o r n ec ess ar y   f o r   th co m p letio n   o f   th is   r e s ea r ch .         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   Nu sra Ja we d   Iq b a A n sa ri                               M a n iro ja  M .   E d in b u r g h                               Nik ita                                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Dee p   lea r n in g   a r ch itectu r fo r   d etec tio n   o f fe ta l h e a r t a n o m a lies   ( N u s r a t J a w ed   I q b a l A n s a r i )   421   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         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T h au th o r s   r ep o r th at  n o   k n o wn   co m p etin g   f in an cial  in te r est  o r   p er s o n al  r elatio n s h ip   ap p ea r s   to   h av in f lu e n ce d   a n y   o f   th wo r k   d escr ib ed   in   th is   p ap e r .       I NF O RM E CO NS E N T   I n f o r m ed   co n s en t w as o b tain e d   f r o m   all  p ar ticip a n ts   in v o lv e d   in   th s tu d y .   T h e y   wer f u ll y   in f o r m e d   ab o u t th s tu d y ' s   p u r p o s e,   p r o ce d u r es,  an d   an y   p o ten tial r is k s   b ef o r ag r ee in g   t o   p ar ticip at e.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r t th e   f in d i n g s   o f   th is   s tu d y   a r o p en ly   a v ailab le  in   r ef er e n ce   n u m b er   [ 2 2 ] .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   L.   J.  S a l o m o n   e t   a l . ,   I S U O G   P r a c t i c e   G u i d e l i n e ( u p d a t e d ) :   p e r f o r ma n c e   o f   t h e   r o u t i n e   m i d t r i m e st e r   f e t a l   u l t r a s o u n d   sc a n ,   U l t r a so u n d   i n   O b st e t ri c s &   G y n e c o l o g y ,   v o l .   5 9 ,   n o .   6 ,   p p .   8 4 0 8 5 6 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / u o g . 2 4 8 8 8 .   [ 2 ]   A .   J.  M o o n - G r a d y   e t   a l . ,   G u i d e l i n e a n d   r e c o mm e n d a t i o n s   f o r   p e r f o r ma n c e   o f   t h e   f e t a l   e c h o c a r d i o g r a m:   a n   u p d a t e   f r o t h e   A meric a n   S o c i e t y   o f   Ec h o c a r d i o g r a p h y ,   J o u rn a l   o f   t h e   Am e ri c a n   S o c i e t y   o f   E c h o c a r d i o g ra p h y ,   v o l .   3 6 ,   n o .   7 ,   p p .   6 7 9 7 2 3 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c h o . 2 0 2 3 . 0 4 . 0 1 4 .   [ 3 ]   M .   C .   F i o r e n t i n o ,   F .   P .   V i l l a n i ,   M .   D i   C o sm o ,   E.   F r o n t o n i ,   a n d   S .   M o c c i a ,   A   r e v i e w   o n   d e e p - l e a r n i n g   a l g o r i t h ms   f o r   f e t a l   u l t r a s o u n d - i ma g e   a n a l y s i s,   M e d i c a l   I m a g e   A n a l y s i s ,   v o l .   8 3 ,   p .   1 0 2 6 2 9 ,   J a n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me d i a . 2 0 2 2 . 1 0 2 6 2 9 .   [ 4 ]   M .   K o mat s u   e t   a l . ,   D e t e c t i o n   o f   c a r d i a c   s t r u c t u r a l   a b n o r m a l i t i e s   i n   f e t a l   u l t r a s o u n d   v i d e o s   u si n g   d e e p   l e a r n i n g ,   Ap p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p .   3 7 1 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 1 0 1 0 3 7 1 .   [ 5 ]   O .   J.  B e n a v i d e z ,   K .   G a u v r e a u ,   a n d   T.   G e v a ,   D i a g n o st i c   e r r o r i n   c o n g e n i t a l   e c h o c a r d i o g r a p h y :   i m p o r t a n c e   o f   st u d y   c o n d i t i o n s , ”  J o u rn a l   o f   t h e   Am e ri c a n   S o c i e t y   o f   Ec h o c a r d i o g r a p h y ,   v o l .   2 7 ,   n o .   6 ,   p p .   6 1 6 6 2 3 ,   J u n .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c h o . 2 0 1 4 . 0 3 . 0 0 1 .   [ 6 ]   S .   G e m a n ,   E .   B i e n e n s t o c k ,   a n d   R .   D o u r sat ,   N e u r a l   n e t w o r k s   a n d   t h e   b i a s/ v a r i a n c e   d i l e mm a ,   N e u r a l   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 8 ,   J a n .   1 9 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 6 2 / n e c o . 1 9 9 2 . 4 . 1 . 1 .   [ 7 ]   S .   I o f f e   a n d   C .   S z e g e d y ,   B a t c h   n o r mal i z a t i o n :   a c c e l e r a t i n g   d e e p   n e t w o r k   t r a i n i n g   b y   r e d u c i n g   i n t e r n a l   c o v a r i a t e   sh i f t ,   Pr e p ri n t   a rXi v : 1 5 0 2 . 0 3 1 6 7 ,   M a r .   2 0 1 5 .   [ 8 ]   H. - C .   S h i n   e t   a l . ,   M e d i c a l   i ma g e   s y n t h e s i s   f o r   d a t a   a u g m e n t a t i o n   a n d   a n o n y m i z a t i o n   u s i n g   g e n e r a t i v e   a d v e r sa r i a l   n e t w o r k s ,   i n   I n   S i m u l a t i o n   a n d   S y n t h e s i i n   M e d i c a l   I m a g i n g :   T h i r d   I n t e r n a t i o n a l   W o rks h o p ,   S AS H I MI  2 0 1 8 ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 11 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 0 0 5 3 6 - 8 _ 1 .   [ 9 ]   S .   N u r mai n i   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g - b a sed   c o m p u t e r - a i d e d   f e t a l   e c h o c a r d i o g r a p h y :   a p p l i c a t i o n   t o   h e a r t   st a n d a r d   v i e w   seg m e n t a t i o n   f o r   c o n g e n i t a l   h e a r t   d e f e c t d e t e c t i o n ,   S e n so rs ,   v o l .   2 1 ,   n o .   2 3 ,   p .   8 0 0 7 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 1 2 3 8 0 0 7 .   [ 1 0 ]   S .   N u r ma i n i   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   i m p r o v i n g   t h e   e f f e c t i v e n e ss  o f   r o u t i n e   p r e n a t a l   scre e n i n g   f o r   ma j o r   c o n g e n i t a l   h e a r t   d i s e a se s,”   J o u r n a l   o f   C l i n i c a l   Me d i c i n e ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 1 ,   p .   6 4 5 4 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j c m 1 1 2 1 6 4 5 4 .   [ 1 1 ]   C .   A .   C o m b s ,   A .   B .   H a m e e d ,   A .   M .   F r i e d m a n ,   a n d   I .   A .   H o sk i n s,  S p e c i a l   st a t e me n t :   P r o p o se d   q u a l i t y   me t r i c t o   a ss e ss  a c c u r a c y   o f   p r e n a t a l   d e t e c t i o n   o f   c o n g e n i t a l   h e a r t   d e f e c t s ,   Am e ri c a n   J o u r n a l   o f   O b st e t r i c s   a n d   G y n e c o l o g y ,   v o l .   2 2 2 ,   n o .   6 ,   p p .   B 2 -- B 9 ,   Ju n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a j o g . 2 0 2 0 . 0 2 . 0 4 0 .   [ 1 2 ]   R .   V u l l i n g s ,   F e t a l   e l e c t r o c a r d i o g r a p h y   a n d   d e e p   l e a r n i n g   f o r   p r e n a t a l   d e t e c t i o n   o f   c o n g e n i t a l   h e a r t   d i sea s e ,   i n   2 0 1 9   C o m p u t i n g   i n   C a rd i o l o g y   ( C i n C ) ,   D e c .   2 0 1 9 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 2 2 4 8 9 / C i n C . 2 0 1 9 . 0 7 2 .   [ 1 3 ]   C .   A t h a l y e   a n d   R .   A r n a o u t ,   D o m a i n - g u i d e d   d a t a   a u g m e n t a t i o n   f o r   d e e p   l e a r n i n g   o n   me d i c a l   i m a g i n g ,   PLO S   O N E ,   v o l .   1 8 ,     n o .   3 ,   p .   e 0 2 8 2 5 3 2 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 8 2 5 3 2 .   [ 1 4 ]   E.   M i s k e e n   e t   a l . ,   P r o s p e c t i v e   a p p l i c a t i o n o f   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   i n   f e t a l   m e d i c i n e :   a   sc o p i n g   r e v i e w   o f   r e c e n t   u p d a t e s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   G e n e r a l   M e d i c i n e ,   v o l .   V o l u m e   1 8 ,   p p .   2 3 7 2 4 5 ,   J a n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 2 1 4 7 / I JG M . S 4 9 0 2 6 1 .   [ 1 5 ]   F .   N o w a k   e t   a l . ,   A n   i n v e st i g a t i o n   i n t o   a u g me n t a t i o n   a n d   p r e p r o c e ssi n g   f o r   o p t i mi s i n g   X - r a y   c l a ss i f i c a t i o n   i n   l i mi t e d   d a t a se t s:   a   c a se   st u d y   o n   n e c r o t i si n g   e n t e r o c o l i t i s,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m p u t e Assi s t e d   Ra d i o l o g y   a n d   S u r g e r y ,   v o l .   1 9 ,   n o .   6 ,     p p .   1 2 2 3 1 2 3 1 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 5 4 8 - 0 2 4 - 0 3 1 0 7 - 0.   [ 1 6 ]   H .   M .   B a l a h a ,   A .   O .   S h a b a n ,   E .   M .   E l - G e n d y ,   a n d   M .   M .   S a a f a n ,   A   m u l t i - v a r i a t e   h e a r t   d i s e a s e   o p t i m i z a t i o n   a n d   r e c o g n i t i o n   f r a m e w o r k ,   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 8 ,   p p .   1 5 9 0 7 1 5 9 4 4 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 5 2 1 - 022 - 07241 - 1.   [ 1 7 ]   C .   T i a g o   e t   a l . ,   A   d a t a   a u g me n t a t i o n   p i p e l i n e   t o   g e n e r a t e   s y n t h e t i c   l a b e l e d   d a t a se t o f   3 D   e c h o c a r d i o g r a p h y   i m a g e u s i n g   a   G A N ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   9 8 8 0 3 9 8 8 1 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C E S S . 2 0 2 2 . 3 2 0 7 1 7 7 .   [ 1 8 ]   S .   M o t a m e d ,   P .   R o g a l l a ,   a n d   F .   K h a l v a t i ,   D a t a   a u g m e n t a t i o n   u si n g   g e n e r a t i v e   a d v e r s a r i a l   n e t w o r k s   ( G A N s)   f o r   G A N - b a se d   d e t e c t i o n   o f   P n e u m o n i a   a n d   C O V I D - 1 9   i n   c h e st   X - r a y   i ma g e s ,   I n f o rm a t i c i n   Me d i c i n e   U n l o c k e d ,   v o l .   2 7 ,   p .   1 0 0 7 7 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i m u . 2 0 2 1 . 1 0 0 7 7 9 .   [ 1 9 ]   X .   W a n g ,   K .   W a n g ,   a n d   S .   Li a n ,   A   su r v e y   o n   f a c e   d a t a   a u g m e n t a t i o n   f o r   t h e   t r a i n i n g   o f   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k s,   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 2 ,   n o .   1 9 ,   p p .   1 5 5 0 3 1 5 5 3 1 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 5 2 1 - 020 - 0 4 7 4 8 - 3.   [ 2 0 ]   R .   S t o e a n ,   D .   I l i e sc u ,   C .   S t o e a n ,   C .   P a t r u ,   a n d   R .   N a g y ,   S e c o n d   t r i mest e r   f e t a l   e c h o c a r d i o g r a p h y   d a t a   set   f o r   i ma g e   seg m e n t a t i o n ,   Fi g s h a r e   F i g u r e ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 6 0 8 4 / m 9 . f i g s h a r e . 2 1 2 1 5 5 9 7 .   [ 2 1 ]   Q .   N i n g   a n d   Z .   Q i ,   W G A N - G P _ G l u :   A   se mi - s u p e r v i se d   m o d e l   b a s e d   o n   d o u b l e   g e n e r a t o r - W a s serst e i n   G A N   w i t h   g r a d i e n t   p e n a l t y   a l g o r i t h f o r   g l u t a r y l a t i o n   s i t e   i d e n t i f i c a t i o n ,   C o m p u t e rs  i n   Bi o l o g y   a n d   M e d i c i n e ,   v o l .   1 8 4 ,   p .   1 0 9 3 2 8 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 26 4 1 4 - 422   422   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p b i o me d . 2 0 2 4 . 1 0 9 3 2 8 .   [ 2 2 ]   G. - C .   L e e ,   J. - H .   Li ,   a n d   Z. - Y .   L i ,   A   W a ssers t e i n   g e n e r a t i v e   a d v e r sar i a l   n e t w o r k g r a d i e n t   p e n a l t y - b a se d   m o d e l   w i t h   i m b a l a n c e d   d a t a   e n h a n c e me n t   f o r   n e t w o r k   i n t r u si o n   d e t e c t i o n ,   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 4 ,   p .   8 1 3 2 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 4 8 1 3 2 .   [ 2 3 ]   C .   N g ,   G e n e r a t i v e   a d v e r s a r i a l   n e t w o r k   ( g e n e r a t i v e   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e )   i n   p e d i a t r i c   r a d i o l o g y :   A   s y st e ma t i c   r e v i e w ,   C h i l d r e n v o l .   1 0 ,   n o .   8 ,   p .   1 3 7 2 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c h i l d r e n 1 0 0 8 1 3 7 2 .   [ 2 4 ]   K .   H e ,   X .   Z h a n g ,   S .   R e n ,   a n d   J .   S u n ,   D e e p   r e si d u a l   l e a r n i n g   f o r   i ma g e   r e c o g n i t i o n ,   i n   2 0 1 6   I EEE   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   Vi si o n   a n d   Pa t t e rn   Re c o g n i t i o n   ( C V P R) ,   Ju n .   2 0 1 6 ,   p p .   7 7 0 778 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 6 . 9 0 .   [ 2 5 ]   M .   F .   A s l a n ,   K .   S a b a n c i ,   a n d   A .   D u r d u ,   A   C N N - b a se d   n o v e l   so l u t i o n   f o r   d e t e r mi n i n g   t h e   su r v i v a l   s t a t u s   o f   h e a r t   f a i l u r e   p a t i e n t s   w i t h   c l i n i c a l   r e c o r d   d a t a :   n u meri c   t o   i ma g e ,   Bi o m e d i c a l   S i g n a l   Pr o c e s si n g   a n d   C o n t ro l ,   v o l .   6 8 ,   p .   1 0 2 7 1 6 ,   Ju l .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b s p c . 2 0 2 1 . 1 0 2 7 1 6 .   [ 2 6 ]   Y .   F u ,   M .   G o n g ,   G .   Y a n g ,   H .   W e i ,   a n d   J.  Z h o u ,   E v o l u t i o n a r y   G A N b a sed   d a t a   a u g me n t a t i o n   f o r   c a r d i a c   m a g n e t i c   r e so n a n c e   i ma g e ,   C o m p u t e r s,  Ma t e r i a l s &   C o n t i n u a ,   v o l .   6 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 5 9 1 3 7 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 2 6 0 4 / c m c . 2 0 2 1 . 0 1 6 5 3 6 .   [ 2 7 ]   I .   E.   Ti b e r mac i n e   e t   a l . ,   A d v e r sar i a l   d e n o i s i n g   o f   EEG   si g n a l s :   a   c o mp a r a t i v e   a n a l y si s   o f   st a n d a r d   G A N   a n d   W G A N - G P   a p p r o a c h e s,   F ro n t i e rs   i n   H u m a n   N e u ro sc i e n c e ,   v o l .   1 9 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f n h u m. 2 0 2 5 . 1 5 8 3 3 4 2 .   [ 2 8 ]   B .   Z h a n g ,   H .   Li u ,   H .   L u o ,   a n d   K .   Li ,   A u t o ma t i c   q u a l i t y   a ssessm e n t   f o r   2 D   f e t a l   s o n o g r a p h i c   s t a n d a r d   p l a n e   b a se d   o n   mu l t i t a sk   l e a r n i n g ,   M e d i c i n e ,   v o l .   1 0 0 ,   n o .   4 ,   p .   e 2 4 4 2 7 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 7 / M D . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 4 2 7 .   [ 2 9 ]   Y .   G o n g   e t   a l . ,   F e t a l   c o n g e n i t a l   h e a r t   d i sea s e   e c h o c a r d i o g r a scr e e n i n g   b a se d   o n   D G A C N N :   a d v e r sari a l   o n e - c l a ss  c l a ssi f i c a t i o n   c o m b i n e d   w i t h   v i d e o   t r a n sf e r   l e a r n i n g ,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   Me d i c a l   I m a g i n g ,   v o l .   3 9 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 0 6 1 2 2 2 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M I . 2 0 1 9 . 2 9 4 6 0 5 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Nusr a J a we d   Iq b a l   Ansa r i           is  c u rre n tl y   p u rsu i n g   a   P h d e g re e   in   e lec tro n ics   a n d   tele c o m m u n ica ti o n   e n g in e e ri n g   fr o m   th e   Un i v e rsity   o M u m b a i,   In d ia.  S h e   is  wo r k i n g   a s   a n   a ss istan p ro fe ss o in   th e   De p a rtme n o C o m p u ter  E n g i n e e rin g   a Vi v e k a n a n d   Ed u c a ti o n   S o c iety ’s  In stit u te  o Tec h n o l o g y ,   C h e m b u r,   In d ia.  He re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   sig n a l   p ro c e ss in g ,   a rti ficia in tel li g e n c e ,   ima g e   p ro c e ss in g   a n d   m a c h in e   lea rn in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   n u sra t. a n sa ri @v e s.a c . in .         Ma n iro j a   M.   Ed in b u r g h           h o l d a   P h . D.  i n   e lec tro n ic fro m   S G BAU ,   M a h a ra sh tra,  In d ia.  S h e   is t h e   He a d   o t h e   De p a rtme n o El e c tro n i c s a n d   Tele c o m m u n ica ti o n s   En g i n e e rin g   a TS EC ,   M u m b a i.   S h e   h o ld 3 1   y e a rs  o w o rk   e x p e rien c e   in   a c a d e m ics   a n d   is  a   re c o g n ize d   P h . D .   G u id e   o f   th e   U n iv e rsit y   o M u m b a i.   S h e   h a a ro u n d   3 0   n a ti o n a l/ in ter n a ti o n a j o u r n a l   p u b li c a ti o n s,  a r o u n d   2 4   n a ti o n a l/ i n tern a ti o n a l   c o n fe re n c e a n d   re c e iv e d   a   m in o re se a rc h   g ra n t   fro m   th e   Un i v e rsity   o M u m b a i .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   m a n iro ja@ th a d o m a l. o rg .         Nik ita           is  Ce rti fied   G y n e c o lo g ist  a n d   F e tal  M e d icin e   S p e c ialist,   G y n e c o lo g ica l   Lap a ro sc o p ic  S u r g e o n   (M UH S ,   F M AS,   ICOG a ss istan p r o fe ss o r ,   De p a rtme n o f   Ob ste tri c s   a n d   G y n e c o lo g y   a P . G   M e d ica Tru st  Ho sp it a l.   P u b li s h e d   e x ten siv e l y   in   n a ti o n a a n d   in tern a ti o n a j o u r n a ls.  Au t h o r   o Co n c e p ti o n   t o   Co n fi n e m e n t” .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il d rn i k it a 1 9 6 2 @g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.