I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 ,   p p .   841 ~ 851   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 1 . p p 8 4 1 - 8 5 1           841     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Ada ptive f ea ture  fusio n net wo rk f o r f e tal hea d seg m entatio n in   ultras o und ima g es       Vim a la   Na g a bo t u 1 ,   P a v a n K um a Reddy   Sa na 2 B .   L a k s hm i Bh a v a ni 1 Do na pa t i Srik a nth 3   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g   ( D a t a   S c i e n c e ) ,   M a l l a   R e d d y   U n i v e r s i t y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   D a t a   S c i e n c e ,   B   V   R a j u   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y N a r s a p u r ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   V a a g e sw a r i   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   K a r i mn a g a r ,   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   Au g   1 3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Dec   2 7 ,   2 0 2 5     Acc ep ted   J an   1 0 ,   2 0 2 6       Th e   m e a su re m e n o fe tal  b io m e tri c fro m   u lt ra so u n d   ima g e p lay a   v it a l   ro le i n   a ss e ss in g   p o te n ti a d e v e l o p m e n d u ri n g   p re g n a n c y .   Ho we v e r,   e x isti n g   fe tal  se g m e n tatio n   m e th o d fa il e d   t o   a c c u ra tely   se g m e n t   a n d   a ss e th e   h e a d   c ircu m fe re n c e   th a g iv e i n a c c u ra te  se g m e n tatio n   re su lt s.   To   o v e rc o m e   th is   li m it a ti o n ,   a   fe a tu re   fe e d b a c k   a n d   g l o b a fe a tu re   wi th   a d a p ti v e   fe a tu re   fu si o n   n e two r k   ( F G A Ne t)  m o d e is  p r o p o se d   to   e n h a n c e   fe tal  h e a d   se g m e n tatio n   (F HS).   It   i n v o lv e f o u r   k e y   c o m p o n e n ts  f o fe a tu re   e x trac ti o n ,   f u sio n ,   a n d   c o rre c ti o n ,   re sp e c ti v e l y .   Th e   a d a p ti v e   fe a tu re   f u sio n   m o d u le  (AF F M a n d   c o rre c ti o n   m a p   in te g ra te  th e   lo c a l   fe a tu re a n d   g l o b a fe a tu re a n d   re fin e   th e   fe a tu re to   e n h a n c e   a c c u ra te  F HS  fro m   t h e   u lt ra so u n d   ima g e e fficie n tl y .   In it iall y ,   u lt ra so u n d   ima g e a re   o b tai n e d   fro m   t h e   two   p u b li c ly   a v a il a b le   d a tas e ts  a n d   p re p ro c e ss e d   u sin g   n o rm a li z a ti o n   a n d   d a ta  a u g m e n tatio n   tec h n iq u e s.  F in a ll y ,   p re p r o c e ss e d   ima g e a re   fe d   t o   F HS  b y   p ro p o se d   F G A - Ne u ti li z in g   Eff icie n tNe t - B0   a th e   b a c k b o n e   n e two rk   fo e fficie n fe a tu re   e x trac ti o n .   E x p e rime n tal   re su lt o p ro p o se d   F G A - Ne a re   e v a lu a ted   u si n g   th e   d ice   c o e fficie n (DC)  o 9 5 . 7 8 %   a n d   9 8 . 9 5 %   f o F H - PS - Ao P   a n d   HC - 18  d a tas e ts,  wh ich   sh o ws   b e tt e r   re su lt th a n   t h e   e x isti n g   se g m e n tatio n   a p p ro a c h e s li k e   in v e rted   b o tt len e c k   p a tch   e x p a n d in g   (IBP E)  m e th o d .   K ey w o r d s :   Ad ap tiv f ea tu r e   f u s io n   m o d u le   Data   au g m en tatio n   E f f icien tNet - B0   Fetal  h ea d   s eg m en tatio n   FGA - Net   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 :   Vim ala  Nag ab o tu   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g   ( Data   Sci en ce ) ,   Ma lla  R ed d y   Un i v er s ity   Ma is am m ag u d a,   Du lap ally ,   H y d er ab a d ,   I n d ia   E m ail: N ag ab o tu . v im ala@ma llar ed d y u n iv er s ity . ac . in       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   m ed ical  d iag n o s tics   f o r   f et al  g r o wth   an al y s is   an d   m o n ito r in g ,   th b io m etr ic  m ea s u r em en o f   f etal  h ea d   cir cu m f e r en ce   ( HC )   p lay s   an   im p o r tan r o le.   T h is   HC   f r o m   u ltra s o u n d   im ag es  ef f icien tly   ass is ts   to   m ea s u r th d u d ate,   g estatio n al  ag e,   a n d   f etal  weig h d u r in g   p r e g n an c y ,   wh ich   a r m ajo r ly   d ep e n d en o n   th is   HC   m ea s u r em en t   [ 1 ] .   Fo r   ass ess in g   th n eu r o lo g ical  d ev elo p m en t   an d   ab n o r m alities   in   f etu s   g r o wth   in   clin ical  p r ac tice,   p r en atal  u ltra s o u n d   p lay s   a   cr u cial   r o le   in   th is   ass ess m en t.  Gen er al ly ,   th is   ass ess m en in v o lv es  th r ee   s tag es:  in itially ,   an   u ltra s o u n d   p r o b s ca n s   th f etal  b r ain   a n d   ac q u ir es  t h 3 d ata  d ir ec tly   d u r in g   th s ca n n in g   p r o ce s s .   Af ter   th at,   an   u ltra s o u n d   s p e cialist   r ec o g n izes  th 2 f etal  b r ain   m id   s ag ittal   p lan im ag e   m a n u ally   ac co r d in g   t o   an at o m ical  k n o wled g an d   ac q u i r es  3 u ltra s o u n d   im ag e.   At  last ,     th p h y s ician   m a n u ally   id e n tif ies  an d   s eg m en ts   th tar g et  r e g io n s   in   th 2 im ag [ 2 ] ,   [ 3 ] .   I n   r ec e n d ec a d es,  d if f u s io n - weig h ted   m a g n etic  r eso n an ce   im a g in g   ( DM R I )   h as  b ee n   m o r e   u s ed   f o r   ev a lu atin g   f etal  b r ain   d ev elo p m e n in   u ter o .   Ho w ev er ,   th p r o ce s s   o f   d ata  ac q u is itio n   f r o m   DM R I   is   d i f f icu lt  to   s eg m en   an d   an aly ze   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   A d d itio n ally ,   tr an s v ag i n al  u ltra s o n o g r ap h y   ( T VS)   is   co m m o n ly   u s ed   tech n iq u b y   d o cto r s   a n d   p h y s ician s   to   m o n ito r   th e   d e v elo p m e n o f   th e m b r y o   [ 6 ] .   B io lo g ical  in d icato r s   lik cr o wn - r u m p   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   841 - 8 5 1   842   len g th   ( C R L ) ,   g estatio n al  s ac   ar ea   ( GSA) ,   an d   y o lk   s ac   d i am eter   ( YSD)   f r o m   T VS  im a g es  ar u s ed   b y   th e   d o cto r s   to   ass es s   th g r o wth   a n d   d e v elo p m e n o f   th f etu s .   Ho wev er ,   th e   ass ess m en o f   HC   an d   ev alu atio n   o f   th af o r em en tio n ed   in d icato r s   b y   T VS  tech n iq u ar o b tain ed   m an u ally   b y   th p h y s ician s ,   wh ich   co n s u m es  m o r tim e.   T o   ad d r ess   th ese  is s u es,  f ast  m ag n etic  r eso n an ce   im a g in g   ( MRI)   ac q u is itio n   m eth o d s   ar u s ed   to   ac q u ir 2 s lices  f o r   f etal  h e ad   s eg m en tatio n   ( FHS)   [ 7 ] .   I n   v ar io u s   ap p licatio n s ,   b r ain   ex tr ac tio n   f r o m   MRI  s lices  is   th p r im ar y   s tep ,   w h ich   in clu d es   s lice - lev el  m o tio n   co r r ec tio n ,   s lice - to - v o l u m r ec o n s tr u ctio n ,   an d   m o n ito r in g   th m o tio n s   o f   t h e   f etal  h ea d   [ 8 ] .   Ho we v er ,   au t o m ated   f etal  b r ain   s eg m en tatio n   f ac es  lim itatio n s   d u to   v a r io u s   b r ain   s h ap es,   s tr u ctu r e,   an d   s ize  ac r o s s   g estatio n al  ag e,   as  well  as  im ag d is to r tio n s   an d   in ten s ity   n o n - u n if o r m ity .   Als o ,   co n tr ast  o f   th e   im ag v ar ies  f o r   d is tin ct  f etal  MRI  s eq u en c es,  s u ch   as  DM R I - b ased   d ata   [ 9 ] .   T h u s ,   au to m atic  s eg m en tatio n   is   r eq u ir e d   in   m ed ical  im a g es  an aly s is   f o r   p er s o n alize d   m ed icin an d   to   s tu d y   an ato m ical  d ev elo p m e n in   h ea lth y   p o p u latio n s   as  well  as  p ath o lo g y   [ 1 0 ] .   Hen ce ,   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   alg o r ith m s   ar e   u s ed   in   m e d ical  i m ag s eg m e n tatio n   d u e   to   th e ir   ab ilit y   to   s eg m en t   o r   p r o ce s s   d ata   ef f icien tly   with o u an y   m a n u al   in ter v e n tio n .   Dee p   lear n i n g   ( DL )   m o d els  s ig n if ican tly   en h an ce d   th e   im ag e   p r o ce s s in g   in   th e   m ed ical   d o m ai n   th at  in v o lv es   an aly s is   o f   u ltra s o u n d   f etal  im a g es  s eg m en tatio n   to   ass ess   f etal  g r o wth   [ 1 1 ] .   R ec en tly ,   DL - b ased   s eg m en tatio n   ap p r o ac h e s   lik co n v o lu tio n al   n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   [ 1 2 ] t r an s f o r m er s ,   an d   o th er   d ee p   n e u r al  n etwo r k   ( DNN)   ac h ie v ed   b etter   p er f o r m an ce   in   s eg m en tatio n   r elate d   task s ,   wh ich   h as  th ab ilit y   to   h an d le  lar g d atasets   w ith   p ix el  an n o tatio n s   ef f ec tiv ely   [ 1 3 ] [ 1 5 ] .   Ho wev e r ,   th ese  D L   m o d els  also   h av e   d r awb ac k s   s u ch   as  tim co m p lex ity ,   l ab o r   in ten s iv e,   an d   ex p en s iv to   ac q u i r lar g s ca le  p ix el  an n o tated   d ataset   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] .   M o r eo v er ,   th g e n er ali za tio n   p er f o r m an ce   o f   ex is tin g   FHS   m eth o d s   is   li m ited   d u to   v ar iatio n s   in   q u a n tity   an d   q u ality   o f   d is tin ct  d ataset.   Qiu   et  a l.   [ 1 8 ]   d ev elo p e d   s eg m e n tatio n   m eth o d   t o   id en tif y   th e   p u b ic  s y m p h y s is f etal  h ea d   s tan d ar d   p la n ( PS FHSP )   f r o m   in tr ap ar tu m   u ltra s o u n d   im a g e s   b ased   o n   an   e f f icien lig h tweig h n etwo r k .   R elev an f ea tu r es  wer ex tr ac ted   u s in g   R esNet - 1 8 ,   wh ich   u s r esid u al  b lo ck s   to   im p r o v f ea tu r ex tr ac tio n   b y   p r e v en tin g   v an is h in g   g r ad ien is s u es.  T ask   s p ec if ic  lay er s   we r u s ed   f o r   ac cu r ate  class if icatio n   an d   to   id en tif y   th co r r ec u ltra s o u n d   p lan e.   C ai  et  a l.   [ 1 9 ]   p r esen ted   s eg m en tatio n   m o d el  f o r   f etal  h e a d   an d   p u b ic  s y m p h y s is   u s in g   u ltra s o u n d   im ag es.  T h p r esen te d   s eg m e n tatio n   m o d el  u tili ze d   U - Ne t - lik ap p r o ac h   with   an   in v er t ed   b o ttlen ec k   p atch   ex p an d i n g   ( I B PE)   m o d u le  to   ef f icien tly   ca p tu r b o th   lo ca an d   g lo b al  s em an tic  f ea tu r es.   Du b ey   et  a l.   [ 2 0 ]   d ev elo p e d   a   f etal  u ltra s o u n d   s eg m en tatio n   m o d el   b ased   o n   h ier ar ch ical  d en s ity   r e g r ess io n   ( HDR)  with   d ee p   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( DC NN) .   An   ad v an tag o f   t h d ev el o p ed   FHS   m o d el  wa s   its   u s o f   ellip s e   f itti n g   to   ev alu ate  f etal  h ea d   ci r cu m f er e n ce ,   wh ich   h elp s   th s eg m en tatio n   p r o ce s s   ef f icien tly .   C h en   et  a l [ 2 1 ]   s u g g ested   s eg m en tatio n   m o d el  b ased   o n   th f etal  h ea d - p u b ic  s y m p h y s is   s eg m en tatio n   n etwo r k   ( FH - PS SNet)   f o r   th esti m atio n   o f   au to m atic  an g le  o f   p r o g r ess io n   ( Ao P)  with   d ir ec tio n   g u i d an ce .   An   ad v a n tag o f   th FH - PS SNet  m o d el  with   d i r ec tio n   s tr ateg y   was  th at  it  h elp ed   id en tify   f etal  h ea d   an d   f o cu s   o n   th p o s itio n   o f   th p u b ic  s y m p h y s is   ef f ec t iv ely .   C h en   et  a l.   [ 2 2 ]   d esig n ed   d u al  p ath   b o u n d ar y   g u id ed   r esid u al  n etwo r k   ( DB R N) - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  f o r   au to m ated   f etal  h e ad - p u b ic  s y m p h y s is   ( FH - PS )   s eg m en tatio n .   T h e   d esig n ed   DB R m o d el  in v o l v es  m u lti - s ca le  weig h ted   m o d u le  to   c o llect  g lo b al  c o n te x in f o r m atio n   an d   en h an ce d   b o u n d ar y   m o d u le  to   ac q u ir p r ec is b o u n d ar y   in f o r m atio n   ab o u t th f etal  h ea d .   Alth o u g h   v a r io u s   DL   b ased   m o d els  h av b ee n   u tili ze d   f o r   FHS,  th ey   f ac s ev er al  ch allen g es  s u ch   as  p o o r   g e n er aliza tio n   ac r o s s   d at asets ,   s en s itiv ity   to   n o is e,   a n d   d u e   to   v ar iatio n s   in   f etal  h ea d   s h ap e,   s ize,   an d   o r ien tatio n .   Mo r e o v er ,   m o s o f   s eg m en tatio n   m o d els  r ely   o n   f ix ed   an ato m ical  ass u m p tio n s   an d   ellip s f itti n g ,   wh ich   ar i n ef f ec tiv e   f o r   d if f e r en f etal  p o s itio n s   an d   lo w - q u ality   u ltra s o u n d   im ag es.  T h u s ,   to   o v er co m th ese  lim itatio n s ,   p r o p o s ed   s eg m en t atio n   m o d el  is   u s ed   f o r   FHS f r o m   u ltra s o u n d   im ag es e f f icien tly .   T h m ajo r   c o n tr ib u tio n s   o f   t h is   r esear ch   ar e:    i)   I n teg r atio n   o f   E f f icien tNet - B 0   as  b ac k b o n e:  t h p r o p o s e d   f ea tu r f ee d b ac k   a n d   g lo b a f ea tu r with   ad ap tiv f ea t u r f u s io n   n et wo r k   ( FGA Net)   b ased   s e g m en tatio n   m o d el   in tr o d u ce s   th u s o f   E f f icien tNet - B 0   m o d el  in   FH S,  wh ich   en ab le  th e f f ec tiv ex tr ac tio n   o f   b o th   lo w - lev el  a n d   h ig h - lev el   f ea tu r es a cr o s s   m u ltip le  s ca les in   th u ltra s o u n d   im a g es.    ii)   Mu lti - s ca le  co n tex t - awa r s e g m en tatio n t h e   m u lti - s ca le  f ea tu r f ee d b ac k   ( MSFF)  m o d u le  in   th e   p r o p o s ed   FGA - Net  m o d el   is   p r o p o s ed   to   ca p tu r e   b o th   g lo b al   s em an tic  co n te x an d   f in e - g r ain e d   s tr u ctu r al  d etails  o f   f etal   h ea d   ef f icien tly .   T h e   h ig h   to   lo w   lev el  f ea tu r e   f u s io n   ( HL F)   m o d u le  in   FGA - Net  h elp s   to   s eg m en t th f etal  h ea d s   o f   v a r io u s   s izes a n d   s h a p es in   u ltra s o u n d   im ag es p r ec i s ely .     iii)   Ad ap tiv f ea tu r f u s io n   m o d u le  ( AFFM) an   A FF with i n   FGA - Net  i s   u s ed   to   i ter ativ ely   r ef in an d   f u s th b o th   lo lev el  an d   h ig h - lev el   f ea tu r es.  T h is   m o d u le  en h a n ce d   ac cu r ate  s eg m en tatio n   b y   ef f ec tiv ely   elim in atin g   n o is a n d   h ig h lig h tin g   th r elev a n t stru ctu r es in   co m p lex   u ltra s o u n d   im ag es.   T h r em ai n in g   p ar t   o f   th is   m a n u s cr ip is   o r g an ize d   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   d is cu s s es  th m eth o d o lo g y .   Sectio n   3   ex p lai n s   th p r o p o s ed   f ea tu r f ee d b ac k   an d   g lo b al  f ea tu r with   a d ap tiv f ea tu r f u s io n   ( AFF)   n etwo r k - b ased   s eg m en tatio n   m eth o d .   Sectio n   4   p r esen ts   ex p er im en tal  r esu lts   an d   d is c u s s io n s .   Sectio n   5   co n clu d es th p ap er .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A d a p tive  fea tu r fu s io n   n etw o r fo r   feta l h ea d   s eg men ta tio n   in   u ltr a s o u n d   ima g e ( V ima la   N a g a b o tu )   843   2.   M E T H O D   T h aim   o f   th is   r esear ch   is   to   d ev elo p   a n   ef f ec tiv s eg m e n tatio n   m eth o d   f o r   FHS ,   wh ic h   in v o lv es  th r ee   p h ases d ata  ac q u is itio n ,   p r ep r o ce s s in g ,   an d   p r o p o s ed   s eg m en tatio n .   Fig u r 1   r ep r e s en ts   th p r o p o s ed   FHS   f r am ewo r k   u s in g   DL - b ased   s eg m en tatio n   m eth o d .   T h p r o ce s s   o f   FHS   is in iti ally ,   th e   u ltra s o u n d   im ag es  o f   f etal  a r o b tain ed   f r o m   two   b e n ch m ar k   d atasets .   T h en ,   th e   ac q u ir ed   im ag es  a r p r e p r o ce s s ed   b y   tech n iq u e   lik n o r m aliza tio n ,   r esizin g ,   a n d   d ata  a u g m e n tatio n   to   en h a n ce   th e   s eg m en ta tio n   p r o ce s s .   Af te r   p r ep r o ce s s in g ,   th e n h an ce d   i m ag es  ar u s ed   f o r   FHS   b y   t h p r o p o s ed   DL   ap p r o ac h .   T h o v er all  p r o ce s s   is   b r ief ly   ex p lain ed   in   th is   s ec tio n .           Fig u r 1 .   T h p r o p o s ed   FHS   f r am ewo r k   u s in g   DL   f ea t u r f u s io n - b ased   s eg m e n tatio n   m e th o d       2 . 1 .     Da t a s et s   I n   th is   r esear ch ,   th u ltra s o u n d   f ea h ea d   i m ag es  u s ed   f o r   s eg m en tatio n   ar ac q u ir ed   f r o m   tw o   b en ch m ar k   d atasets th FH - PS - Ao [ 2 2 ]   an d   HC - 1 8   [ 2 3 ]   d atasets   r esp ec tiv ely .   T h ese  tw o   d atasets   p r o v id a   wid r an g o f   f etal  h ea d   u ltra s o u n d   im ag es,  wh ic h   en s u r r o b u s tn ess   in   tr ain in g   an d   ev alu atio n   f o r   s eg m en tatio n   task s .   Mo r eo v e r ,   th ey   i n clu d a n n o tatio n s   f r o m   th ex p er ts   th at  en s u r e   h ig h - q u ality   g r o u n d   tr u th   f o r   ac cu r ate  s eg m e n tatio n   o f   f etal  h ea d   s tr u ct u r es  wh ich   is   cr u cial  f o r   p r e n atal  d iag n o s tics .   T ab le  1   r ep r esen ts   d etail  d escr ip tio n   o f   two   b en c h m ar k   d atasets .       T ab le  1 .   Data s et  d escr ip tio n   F e a t u r e s   FH - PS - A o P   d a t a s et   HC - 1 8   d a t a se t   S o u r c e / i n st i t u t i o n   P e r i n a t a l   t r a n sp e r i n e a l   u l t r a s o u n d   v i d e o s   R a d b o u d   u n i v e r s i t y   m e d i c a l   c e n t e r ,   N e t h e r l a n d s   To t a l   sam p l e s   5 1 0 0   i ma g e s   1 3 5 4   i ma g e s   S u b j e c t s / p a t i e n t s   M u l t i p l e   p r e g n a n t   w o m e n   ( g e st a t i o n a l   a g e   v a r i e s)   5 5 1   p r e g n a n t   w o me n   Tr a i n i n g   sam p l e s   4 0 0 0   9 9 9   V a l i d a t i o n   sam p l e s   4 0 0   N o t   s p e c i f i e d   Te st i n g   s a m p l e s   7 0 0   3 5 5   I mag e   r e s o l u t i o n   r a n g e   8 0 0 × 6 0 0   t o   1 0 2 4 × 7 6 8   p i x e l s   ( a p p r o x . )   6 4 0 × 4 8 0   t o   8 0 0 × 6 0 0   p i x e l s (a p p r o x . )   U l t r a s o u n d   m a c h i n e   t y p e s   H i g h - f r e q u e n c y   t r a n sp e r i n e a l   p r o b e s;     G V o l u s o n   E 8   P h i l i p s a n d   G E   u l t r a s o u n d   mac h i n e s   A n n o t a t i o n   q u a l i t y   V e r i f i e d   b y   t w o   s e n i o r   r a d i o l o g i st s   G o l d - st a n d a r d   a n n o t a t i o n b y   me d i c a l   e x p e r t s   F o r mat   P N G / JP EG   u l t r a s o u n d   f r a mes  e x t r a c t e d   f r o v i d e o   D I C O M   o r   c o n v e r t e d   g r a y sc a l e   P N G       2 . 1 . 1 .   F H - PS - Ao P   da t a s et   T h is   FH - PS - Ao d atase is   an   o p en - ac ce s s   d ataset  wid ely   u s ed   in   FHS  an d   HC   m ea s u r e m en t.  T h is   d ataset  in clu d es  5 , 1 0 0   d ata  s am p les,  wh ich   ar e   ex tr ac ted   f r o m   p er in atal  tr a n s p er in ea u ltra s o u n d   v id eo s .   T h ese  v id eo s   ar c ar ef u lly   ac q u ir ed   b y   p r o f icien t   s o n o g r ap h er   an d   co n f ir m ed   b y   2   ex p er i en ce d   r a d io lo g is ts .   At  last ,   th ac q u ir es  im ag es   f r o m   th v id e o s   ar ca teg o r ized   in to   3   s ets  s u ch   as  tr ain in g   ( 4 , 0 0 0 ) ,   test in g   ( 7 0 0 ) ,   an d   v alid atio n   ( 4 0 0 ) ,   r esp ec tiv ely .     2 . 1 . 2 .   H C - 1 8   da t a s et   T h HC - 1 8   d ataset  at  h ttp s ://www. k ag g le. co m /d atasets /th an h b n h p h a n /h c1 8 - g r a n d - c h allen g is   p u b licly   a v ailab le  d ataset  th at   is   g en er ally   u s ed   to   v alid ate  t h s eg m en tatio n   p r o ce s s   o f   m o d els.  T h is   HC - 1 8   d ataset  in v o lv es  1 3 5 4   u ltra s o u n d   im ag es  ac q u ir ed   f r o m   5 5 1   p r eg n an wo m en ,   wh ich   ar e   f u r th er   d iv id ed   in t o   tr ain in g   ( 9 9 9 )   an d   test in g   ( 3 5 5 ) .   T h ese  im ag es a r p ass ed   to   th n ex p h ase,   th p r e - p r o ce s s in g   s tag e.     2 . 2 .     P re - pro ce s s ing   R aw  f etal  im ag es  ac q u ir ed   f o r   th is   s tu d y   ar e   p r o ce s s ed   in   a   p r e - p r o ce s s in g   s tag to   en s u r e   th d ata   is   in   u s ef u f o r m at  f o r   ef f ec tiv s eg m en tatio n .   T h e   s eg m en t atio n   tech n i q u es,  s u ch   as  n o r m aliza tio n   an d   d ata   au g m en tatio n ,   ar u s ed   in   t h is   r esear ch   to   en h an ce   t h im ag es.  T h p r o ce s s es  o f   th ese  tech n iq u es  ar e   d is cu s s ed   as f o llo ws:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   841 - 8 5 1   844   2 . 2 . 1 .   No rma liza t io n   Gen er ally ,   u ltra s o u n d   im a g es  h av a   p ix el  i n ten s ity   r an g e   o f   0   to   2 5 5 .   Ho wev er ,   in   t h ac q u ir ed   u ltra s o u n d   im a g e,   p ix els  v a r y   b etwe en   im ag es,  wh ich   af f ec ts   th ac cu r ac y   o f   th s eg m en t atio n   p r o ce s s .   T h u s ,   m in - m ax   n o r m aliza tio n   [ 2 4 ]   is   ap p lied   to   r escale  th p ix el  in ten s ities   in   th u ltra s o u n d   im ag es  with in   th r an g o f   0   a n d   1 .     2 . 2 . 2 .   Da t a   a ug m ent a t io n   Data   au g m en tatio n   tech n i q u e s   ar em p lo y ed   f o llo win g   th e   n o r m aliza tio n   o f   u ltra s o u n d   im ag es  to   g en er ate  ad d itio n al  tr ain in g   d ata  f r o m   th e x is tin g   d ataset.   T h is   d ata  au g m en tatio n   tech n iq u g en er ates  n ew   d ata  b y   m o d if y i n g   th ex is tin g   d ata  co n d itio n s   an d   f etal  p o s itio n s .   Ho r izo n tal  f lip p in g   [ 2 5 ] ,   ce n ter   f lip p in g ,   r o tatio n ,   an d   ad ju s tm en ts   to   co n tr ast  an d   b r ig h t n ess   ar th d ata  au g m en tatio n   tec h n iq u es  u s ed   in   th e   n o r m alize d   im a g es  to   in cr ea s th d ata  s am p les.  Ad d itio n ally ,   b r ig h tn ess   an d   c o n tr ast  ad ju s tm en ts   ar u tili ze d   to   h an d le   v ar io u s   lig h tin g   co n d itio n s   in   t h n o r m alize d   im ag es,  wh ic h   h el p   im p r o v th e   FHS   p er f o r m an ce .   T ab le  2   r e p r ese n ts   th d ata  au g m e n tatio n   tec h n iq u e   u s ed   f o r   th p r o p o s ed   FHS   f r am ewo r k .   T h ese  p r ep r o ce s s ed   im ag es a r th en   p ass ed   to   th e   p r o p o s ed   s eg m en tatio n   m o d el.       T ab le  2 .   Au g m en tatio n   tec h n i q u es u s ed   in   p r e - p r o ce s s in g   f o r   u ltra s o u n d   im ag es   A u g m e n t a t i o n   t e c h n i q u e   V a l u e s   F l i p p i n g   C e n t e r   f l i p = 10 °   t o   + 10 °   H o r i z o n t a l   f l i p = 20 °   t o   + 20 °   R o t a t i n g   R a n d o m l y   r o t a t e d   u p   t o   10 °   t o   15 °   B r i g h t n e ss   20%   to + 20%   C o n t r a st   ± 10%    to ± 20%       3.   T H E   P RO P O SE F G A - NE T   ARCH I T E CT U RE   T h p r o p o s ed   FGA - Net  ar ch it ec tu r p r o v id es  r o b u s f r am e wo r k   f o r   FHS  b y   ef f ec tiv ely   p r o ce s s in g   p r e - p r o ce s s ed   u ltra s o u n d   im a g es.  T h e   m ain   o b jectiv e   o f   th e   p r o p o s ed   FGA - Net  is   to   u tili ze   m u ltip le   f ea tu r es   at  v ar io u s   s ca les  b y   c o m b in i n g   b o th   lo w -   a n d   h ig h - lev el   f ea tu r es  with   th m o d if icati o n   o f   th e   f ee d b ac k   m o d u le.   T h e n ,   g lo b al  f ea tu r m ap   is   g en er ated   alo n g   with   m o d if icatio n   m ap   to   d etec f in g r ain ed   d etails.   Fig u r 2   r ep r esen ts   th p r o p o s ed   F GA - Net  m o d el  f o r   FHS  u s in g   u ltra s o u n d   im a g es.  T h p r o p o s ed   FGA - Net   ar ch itectu r co m p r is es  o f   f o u r   co m p o n en ts   s u ch   as  B ac k b o n n etwo r k ,   MSFF  m o d u le,   g lo b al  f ea tu r m o d u l e   ( GFM) ,   an d   AFFM.  T h ese  co m p o n e n ts   an d   th eir   p r o ce s s es a r ex p lain ed   b r ief ly   as  Fig u r e   2 .           Fig u r 2 .   Ar c h itectu r o f   p r o p o s ed   FGA - Net  m o d el  f o r   FHS u s in g   u ltra s o u n d   im ag es       3 . 1 .     B a c k bo ne  net wo rk /f e a t ure  ex t ra ct io n net wo r k   I n   th e   p r e - p r o ce s s ed   u ltra s o u n d   im a g es,  th e   ap p ea r an ce   o f   f in e - g r ain ed   d etails  is   d if f ic u lt  ex tr ac t,   wh ich   h elp s   in   ac cu r ate  FHS.  T h u s ,   DC NN  is   u tili ze d   to   c ap tu r d ee p   f ea tu r es  lik e   b o th   lo w - lev el  f ea t u r es  an d   h ig h - le v el  f ea t u r es,  f o r   le ar n in g   f in e - g r ain e d   d etails  to   s eg m en t   th f etal  h ea d   p r ec i s ely .   Ho wev er ,   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A d a p tive  fea tu r fu s io n   n etw o r fo r   feta l h ea d   s eg men ta tio n   in   u ltr a s o u n d   ima g e ( V ima la   N a g a b o tu )   845   p r o p o s ed   FGA - Net  h av th R esNET - 5 0   as  b ac k b o n n et wo r k ,   d u t o   its   d ee p   an d   h ea v y   ar ch itectu r e,   t h at   lead   to   o v er f it  o n   lim ited   f etal  u ltra s o u n d   d ata.   Als o ,   th R e s Net - 5 0   m o d el  f ailed   to   ca p t u r s u b tle  v ar iatio n s   in   f etal  h ea d   b o u n d a r ies,  wh ic h   m ak t h FGA - Net  s tr u g g le  to   s eg m en th e   f etal  h ea d s   with   v ar y in g   s izes  an d   s h ap es.  T h u s ,   in   th is   r esear c h ,   th E f f icien tNet - B 0   m o d el   is   u s ed   as   th b ac k b o n n et wo r k   f o r   ex t r ac tin g   f ea tu r es  in   th p r o p o s ed   FGA - Net.   T h E f f icien tNet - B 0   o v er co m es  th ese  lim itatio n s   with   its   lig h tweig h an d   b alan ce d   s ca lin g   s tr ateg y ,   e n ab lin g   b etter   g en er aliza tio n ,   f in er   b o u n d ar y   lo ca lizatio n ,   an d   im p r o v ed   s eg m en tatio n   o f   f etal   h ea d s   i n   d iv er s u ltra s o u n d   s ettin g s   T h is   b ac k b o n n etwo r k   in   th p r o p o s ed   FGA - Net  s ca les  th d ep th ,   wid th ,   an d   r eso lu tio n   o f   th e   p r e p r o ce s s ed   u ltra s o u n d   im a g es  u s in g   th co m p o u n d   s ca lin g   m eth o d   f o r   ef f icien f e atu r ex tr ac tio n .   T h s ca lin g   tec h n i q u in   E f f icien tNet - B 0   ex tr a cts  b o th   g lo b al  an d   lo ca f ea tu r es   to   im p r o v f et al  h ea d   b o u n d a r y   d etec tio n .   Un lik r esid u al   n etwo r k   ( R e s Net) ,   v is u al  g r a p h   g eo m etr y   ( VGG) ,   an d   Den s eNe m o d els,  th E f f icie n tNet - B 0   m o d el  ex t r ac ts   th f ea tu r es  ef f icien tly   with   f ewe r   p ar am eter s .   Als o ,   th is   n etwo r k   ef f icien tly   h a n d les  th s p ec if ic  n o is in   u ltra s o u n d   im ag es,  k n o wn   as  s p ec k le  n o is th at  m ak es th m o d el  m o r r o b u s t f o r   f ea tu r ex tr ac tio n .     3 . 2 .     M SFF   mo d ule ( H L F   mo du le)   T h en ,   t h f ea tu r es  ex tr ac ted   f r o m   th e   E f f icien tNet - B 0   m o d el  ar f e d   to   th MSFF  m o d u le,   wh ich   p r im ar ily   in v o lv es  o f   2   co m p o n en ts   s u ch   as  th co r r ec tio n   m ap   f ee d b ac k   m o d u le   an d   H L m o d u le .   I n   th is   m o d u le,   t h er ar e   th r ee   HL F   m o d u les  u tili ze d   f o r   g en er a tin g   f o u r   d if f er en s ca le  o f   f ea tu r es,  wh ich   ar e   r ep r esen ted   as  F1 ,   F2 ,   F3 ,   an d   F4 ,   r esp ec tiv ely .   T h ese  f ea t u r es  ar u s ed   as  in p u ts   to   g en er ate  f in al  f ea tu r m o d if icatio n   m a p ,   wh ich   is   d en o ted   as  SF ,   th en   it  co m p en s ates  an d   g en er ates  f o u r   s ca les  o f   o u tp u m ap s ,   wh ich   ar in d icate d   as  S1 ,   S2 ,   S3 ,   an d   S4 .   B esid es  it s   m u lti - s em an tic  in f o r m atio n   f ea tu r es  an d   h ig h   r eso lu tio n ,   MSFF m o d u le  p r o v id es p r ec is s eg m en tatio n   r es u lts .   I n   MSFF,  th HL m o d u le   is   cr o s s - f ea tu r m o d u le,   w h ich   co m b in es  f ea tu r es  ex tr a cted   f r o m   v ar io u s   s ca les  to   m itig ate  b ac k g r o u n d   n o is b etwe en   t h f e atu r es.  T h is   f ea t u r f u s io n   m o d u le  c o m p e n s ates  f o r   m is s in g   p ar ts   in   th f ea tu r es  to   en h an ce   th s eg m en tatio n   o f   th f etal  h ea d   ef f icien tly .   At  f ir s t,  th d ee p   f ea tu r es  d er iv ed   f r o m   th b ac k b o n m o d el  ar f e d   in to   th HL m o d u le,   an d   m atr ix   m u ltip licatio n   o p er atio n   is   p e r f o r m ed   to   r e m o v th b ac k g r o u n d   n o is p r esen in   th f ea tu r es.  T h es f u s ed   f ea tu r es  ar f u r th er   u s ed   to   c o r r ec t   th ac t u al  ex tr ac ted   f ea tu r es  b y   th e   c o r r ec tio n   m ap   f ee d b ac k   m o d u l e.   T h e   o u t p u t o f   t h HL F c o n tain s   b o th   FH a n d   FL,   wh ich   ar m at h em atica lly   ex p r ess ed   in   ( 1 )   an d   ( 2 ) .     =  (  ( ) ) +  (  (  ( ) ) ) ×    (  ( ) )     ( 1 )     =  (  ( ) ) +  (  (  ( ) ) ) ×    (  ( ) )     ( 2 )     W h e r e      d e n o t e s   t h e   c o n v o l u t io n a l   b l o c k    r e p r e s e n t s   t h e   u p s a m p l i n g   c o n v o l u t i o n a l   b l o ck .   H i g h - l e v e l   f e a t u r e     i s   u p s a m p l e d   a n d   c o m b i n e d   b y   m a t r i x   m u l t ip l i c a t i o n .   A f t e r   a   c o n v o l u t io n   o p e r a t i o n ,   t h e   c o n v o l u t i o n a l   b l o c k ,   w h i c h   c o m p r i s e s   o f   c o n v o l u t i o n a l   l a y e r s ,   b a t c h   n o r m a l i z a ti o n ,   a n d   t h e   r e c t i f i e d   l i n e a r   u n i ( R e L U )   a c t i v at i o n   f u n c t i o n .   S im i l a r l y ,   t h l o w - le v e l   f e at u r e     is   c o m b i n e d   t h r o u g h   t h e   m a t r i x   m u l t i p li c a t i o n   i n   t h e   c o n v o l u t i o n a l   b l o c k .   B o t h      a n d      i n   t h H L F   m o d u l e   c o n ta in s   a   s i m i l a r   n u m b e r   o f   c o n v o l u t i o n a l   la y e r s ,   p o o l i n g   l a y e r s ,   a n d   a c t i v a t i o n   l a y e r s .   T h i s   H L F   m o d u l e   u t i l i ze s   t h e     f e a t u r e s   t o   p r o v i d e   r i c h   i n f o r m a t i o n   f r o m   l o w   l e v e l   f e a t u r e s   t o   t h e     a n d   l e s s   b a c k g r o u n d   n o i s e   f r o m     t o   t h e     f e a t u r e s ,   r e s p e c ti v e l y .   T h i s   M S FF   m o d u l e   u t i l i z es   s e v e r a l   H L F   m o d u l e s   t o   g r a d u a l l y   i m p r o v t h e   o p t i m a l   f e a t u r es   a t   v a r i o u s   l e v e ls   t o   m a k e   t h f i n a l   f e a t u r e   m o d i f i c a t i o n   m a p .   C o r r e c t i o n   m a p   f e e d b a c k   i n   t h e   M S F F   m o d u l e   i s   m a t h e m a ti c a l l y   f o r m u l a t e d   a s   i n   ( 3 ) .   W h e r e     d e n o t e s   t h e   o u t p u t   c o r r e c t e d   a n d   r e f i n e   f ea t u r e   m a p ;     r e p r e s e n t s   e x t r a ct ed   f e a t u r e s   f r o m   E f f i c i e n t Ne t - B 0   w h e r e   = 1 , 2 , 3      4    i n d ic a t e s   t h e   f i n a l   f e a t u r e   m o d i f ic a t i o n   m a p .      ( . )   r e p r e s e n ts   d o w n s a m p l i n g   o f      t o   t h e   s a m e   s i z e;   +   i n d i c a t e s   m at r i x   a d d i ti o n   o p e r a t o r .     = +    (  )   ( 3 )     3 . 3 .     G l o ba l f ea t ure  m o du le   I n   th GFM,   two   o p er ato r s   ar u tili ze d   to   f o cu s   o n   f etal  h e ad   b o u n d a r y   in f o r m atio n   b y   i n teg r atin g   g lo b al  f ea tu r es  f r o m   th e   g en er ated   m u lti - s ca le  f ea t u r m ap s .   Op er ato r s   lik elem en t - by - elem e n m u ltip licatio n   an d   co n ca ten ati o n   f u n ctio n   o f   m atr i x   s p atial  d im en s io n al  s p licin g   ar t h f u s io n   o p e r ato r s   u s ed   to   f u s e   g lo b al   f ea tu r es.  I n itial ly ,   in   th e   GFM ,   th e   ex tr ac ted   f ea tu r es,   s u ch   as  F1 ,   F2 ,   F3 ,   an d   F4   at  v a r io u s   s ca les,  ar u p s am p led   to   a   u n if o r m   s ize,   a n d   th e n   th ese  r esized   f ea tu r es  ar f u s ed   b y   th m u ltip licatio n   o p er ato r .   Sin ce   th n etwo r k   la y er s   in   th b ac k b o n e   n etwo r k   ( E f f icien tNet - B 0 )   in c r ea s es  at  last   f o r   ex tr ac tin g   h ig h   lev el  f ea tu r es,  th e x tr ac tio n   is   g r ad u ally   ch an g es  f r o m   lo w - lev el  to   h ig h   lev el  s e m an tic  in f o r m atio n .   Simu ltan eo u s ly ,   elem en t - by - e lem en m u ltip licatio n   o p e r ato r   m ak es  th lo w - lev el  f ea tu r e s   to   f o cu s   o n   h ig h   lev el  f ea tu r es  with   s em an tic  i n f o r m atio n   as  th e   tar g et,   ef f i cien tly   m itig atin g   b ac k g r o u n d   in ter f e r en ce .   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   841 - 8 5 1   846   f in al  g lo b al   in f o r m atio n   g r ap h     is   o b tain ed   b y   u p s am p lin g   th f u s ed   f ea tu r es,   wh ich   ar th en   s p liced   i n   s p atial  ch an n el  d im e n s io n   th at  h elp s   to   av o id   lo s s   o f   f i n e - g r ain e d   d etails  af ter   th elem en t - by - elem e n m u ltip licatio n   o p e r ato r .     3 . 4 .     Ada ptiv f ea t ure  f us io n m o du le   A n   AFFM  is   u s ed   to   co m b i n g lo b al   an d   r ef in ed   f ea tu r m ap s   ad ap tiv ely   to   p r o d u c th f in al   s eg m en tatio n   d etec tio n   r esu lts .   Glo b al  f ea tu r m ap     an d   f in al  r ef in ed   f ea tu r m ap      f r o m   MSFF  m o d u le  ar f ed   in t o   th AFFM  f o r   f ea tu r f u s io n .   T h AFF  m o d u le  u tili ze s   lear n ab le  weig h ts ,   s u ch   as    an d    ,   to   f u s th two   f ea tu r m ap s ,   g e n er atin g   an   ac cu r ate  s eg m en tatio n   m ap .   T h is   d y n am ic  f u s io n   ad ju s ts   th weig h o f   ea ch   m a p   ac co r d in g   t o   th eir   r elev an ce   to   t h s eg m en ta tio n   task .   T h s eg m en tatio n   o f   th f etal  h ea d   is   p er f o r m ed   in   t h is   AFF  m o d u le  af ter   f u s in g   th e   two   d if f er e n s et  o f   f ea tu r es.  T h e   m ath e m a tical  ex p r ess io n   f o r   th f in al  s eg m en tatio n   p r e d ictio n   is   g iv en   i n   ( 4 ) .       =   × +  ×      ( 4 )     Af ter   p er f o r m i n g   f ea tu r e   ex tr a ctio n   u s in g   E f f icien tNet - B 0 ,   f ea tu r f u s io n   o f   lo lev el  an d   h ig h - lev el   f ea tu r e s   in   th e   MSFF  m o d u le,   an d   g l o b al  f ea t u r es  f u s io n   in   th e   A FF ,   th m o d el  p r o v i d es  r ef i n ed   f ea tu r e   m ap   at  v ar io u s   s ca les.  T h f in al  s eg m en tatio n   p r ed ictio n   is   m ad e   b y   co m b in in g   an d      th r o u g h   a d ap tiv f u s io n .   T h is   co m b in ed   m ap   r ep r esen ts   th s eg m en ted   r eg io n s   co r r e s p o n d in g   to   th f etal  h ea d .   T h weig h ts   ω g   an d   ω F a r d y n a m ically   s tu d ied   to   o p tim ize  th co n tr ib u tio n   o f   e ac h   m ap   to war d s   th f in al  s eg m en tatio n   r esu lt.       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   E x p e r i m e n t a l   r e s u lt s   o f   t h e   p r o p o s e d   F G A - N et - b a s e d   F H S   m e t h o d   u t i l i z i n g   t w o   b e n c h m ar k   d a t a s e ts   a r e   i l l u s t r at e d   i n   t h i s   s e ct i o n .   T h e   p r o p o s e d   s e g m e n t at i o n   m o d e l   is   s i m u l a te d   u s i n g   P y t h o n   3 . 9   s o f t w a r w it h   t h e   s y s te m   c o n f i g u r a t i o n   t o o l   o n   W i n d o ws   1 0 ,   1 6   G B   R A M ,   an d   a n   i 5   p r o c e s s o r .   P e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f   t h e   F G A - Ne t   m o d e l   is   e v a l u a te d   a g a i n s t   s t a t e - of - t h e - a r t   a p p r o a c h e s ,   a s   r e p r es e n t e d   i n   s e c ti o n   4 . 1 .   T h e   c o m p a r a t i v a n a l y s is   o f   t h e   p r o p o s e d   s e g m e n t a t i o n   m et h o d   w it h   e x is t i n g   F H S   m e t h o d s   is   il l u s t r a t e d   i n   s e c ti o n   4 . 2 .   T a b l 3   i l l u s t r a t es   t h e   p a r a m et e r   s e t ti n g s   o f   F GA - N e t   m o d e l   a n d   E f f i c ie n t N e t   b as e d   b a c k b o n e   n e t w o r k .       T ab le  3 .   Par am eter   s ettin g s   o f   th p r o p o s ed   FGA - Net  m o d el   M e t h o d s   P a r a me t e r s   V a l u e s   Ef f i c i e n t N e t - B0   B a t c h   si z e   32   Ep o c h s   1 0 0   I n i t i a l   l e a r n i n g   r a t e   0 . 0 0 1   O p t i mi z e r   A d a m   Lo ss f u n c t i o n   B i n a r y   c r o ss - e n t r o p y   F G A - N e t   Le a r n i n g   r a t e   0 . 0 0 0 1   O p t i mi z e r   A d a m   S t e p   S i z e   30   G a mm a   0 . 1   Lo ss f u n c t i o n   W e i g h t e d   b i n a r y   c r o ss  e n t r o p y       E v a l u a t i o n   m e t r ic s   s u c h   a s   d ic e   c o e f f i c i e n t   ( D C ) ,   h a n d o f f   d i s t a n c e   ( H D ) ,   a n d   m e a n   i n t er s e c t i o n   o f   u n i o n   ( m I o U )   a r e   u s e d   f o r   e v a l u a ti n g   e f f e c ti v e n e s s   o f   F GA - N e a p p r o a c h ,   w h ic h   a r e   m at h e m a t i ca l l y   r e p r e s e n t e d   b y   ( 5 )   a n d   ( 6 ) .   W h e r e     r e p r e s e n t s   p r e d i ct e d   r e s u l t ,     d e n o t e s   g r o u n d   t r u t h ;   |     |   in d i c a t e s   n u m b e r   o f   p i x e l s .   W h e r e     d e n o t e s   s u b s e t   o f     o r   ,   a n d   ( , )   i n d i c a t es   d i s t a n ce   b e t w e e n   p o i n t     a n d   p o i n t        = 2 × | | | | + | |     ( 5 )      = (     ( , ) ,    ,  ( , ) )     ( 6 )     T h mIoU   ev al u ates  th av er ag I o ac r o s s   s ev er al  s eg m en ted   ar ea s ,   s u ch   as  th f etal  h ea d   an d   b ac k g r o u n d   m ea s u r em e n ts .   T h is   p r o d u ce s   an   o v er all  e s tim atio n   f o r   s eg m e n tatio n   p er f o r m ed   b y   th e   au to m ated   s eg m en tatio n   alg o r ith m s   th at  alig n s   with   th g r o u n d   tr u th   a n n o tatio n s .   h ig h er   m I o v alu e   r ep r esen ts   b etter   s eg m en tatio n   p er f o r m an ce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A d a p tive  fea tu r fu s io n   n etw o r fo r   feta l h ea d   s eg men ta tio n   in   u ltr a s o u n d   ima g e ( V ima la   N a g a b o tu )   847   4 . 1 .     P er f o r m a nce  an a ly s is   Qu an titativ an d   q u alitativ a n aly s is   o f   FGA - Net  s eg m en tatio n   m eth o d ,   u s in g   two   p u b licl y   av ailab le  d atasets   s u ch   as th F H - PS - A o P a n d   th HC - 1 8   d atasets ,   ar d ep icted   in   th is   s ec t io n .   Stat e - of - th e - ar t m eth o d s   s u ch   as  UNe t - b ased   s eg m en tatio n   m o d els,  T r an s f o r m er   b ased   m o d els,  en co d e r - d ec o d er - b ased   m o d els,  th r esh o ld - b ased   m o d els,  r e g io n - b ased   s eg m en tatio n   m o d els,  an d   clu s ter - b ased   m o d els  ar u s ed   f o r   ev alu atio n .   I n   th is   s ec tio n ,   t h r ec e n tr an s f o r m er - b ased   s eg m en tatio n   m o d els  ar e   a ls o   co n s id er ed   f o r   p er f o r m an ce   e v alu atio n   with   p r o p o s ed   m eth o d   s u ch   as  s eg m en tatio n   tr an s f o r m er   ( Seg Fo r m er ) ,   b id ir ec tio n al   to k en   tr a n s f o r m er   ( B i - Fo r m er )   an d   m o b ile  v is io n   t r an s f o r m er   ( Mo b ileViT )   r esp ec tiv ely .   T h e   ab o v e - m en tio n ed   p er f o r m an ce   m ea s u r es  ar u s ed   f o r   th ev al u atio n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   ag ai n s v ar io u s   s eg m en tatio n   m eth o d s .   T ab le   4   r ep r esen ts   th p er f o r m an c o f   th FGA - Net  m eth o d   u s in g   th FH - PS - Ao d ataset.   T h p r o p o s ed   FGA - Net - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  ac h iev ed   DC   o f   9 5 . 7 8   %   an d   an   HD  o f   2 . 5 4   m m ,   wh ich   r e p r esen ts   ac cu r at s eg m en tatio n   o f   th f etal  h ea d   u s in g   u ltra s o u n d   im a g es.   Per f o r m an ce   an al y s is   o f   th p r o p o s ed   FGA - Net - b ased   FH S   u s in g   HC - 1 8   d ataset  i s   r ep r esen ted   in   T ab le  5 .   T h ex is tin g   DL   m et h o d s   u s ed   f o r   s eg m en tatio n ,   wh ich   ar DL - b ased   ap p r o ac h es  s u ch   as  2 D - UNe t,  3D - UNe t,  an d   V - Net.   T h p r o p o s ed   FGA - Net - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  ac h iev ed   D C   o f   9 8 . 9 5   an d   an   HD  o f   1 . 1 9   m m ,   wh ich   r e p r esen ts   ac cu r ate  s eg m en tatio n   o f   th f etal  h ea d   u s in g   u ltra s o u n d   im ag es.   Per f o r m an ce   an aly s is   o f   th e   p r o p o s ed   FGA - Net - b ased   FHS   u s in g   th FH - PS - Ao d ataset  is   r ep r esen ted   i n   T ab le   6 .   State  o f   t h ar t   m eth o d s   u s ed   f o r   s eg m en tatio n   s u ch   as  clu s ter - b ased   m eth o d s ,   th r esh o ld - b ased   m eth o d s ,   a n d   r eg io n - b ased   ap p r o ac h es.   T h p r o p o s ed   FGA - Net - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  ac h iev ed   DC   o f   9 5 . 7 8   an d   an   HD  o f   2 . 5 4   m m ,   wh ich   r ep r esen ts   ac cu r ate  s eg m en tatio n   o f   th f etal  h ea d   u s in g   u ltra s o u n d   im ag es.   P e r f o r m a n c e   a n a l y s is   o f   p r o p o s e d   F GA - Net - b as e d   F HS   u s i n g   H C - 1 8   d a t a s et   i s   r e p r es e n t e d   in   T a b l e   7 .   State  o f   th ar ap p r o ac h es  u s ed   f o r   s eg m en tatio n   lik clu s ter - b ased   m eth o d s ,   th r esh o ld - b ased   ap p r o ac h es,   an d   r eg i o n - b ased   m eth o d s .   T h p r o p o s ed   FGA - Net - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  ac h ie v ed   DC   o f   9 8 . 9 5   % a n d   an   HD  o f   1 . 1 9   m m ,   wh ich   r ep r esen ts   ac cu r ate  s eg m en tatio n   o f   f etal  h ea d   u s in g   u ltra s o u n d   im ag es.       T ab le  4 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   p r o p o s ed   s eg m en tatio n   with   DL - b ased   m eth o d s   o n   F H - PS - Ao P d ataset   M e t h o d s   M e t r i c e s   D C   ( %)   H D   ( mm )   M I o U   ( %)   2D - U N e t   9 1 . 7 5   3 . 5 6   9 2 . 8 0   3D - U N e t   9 2 . 4 6   3 . 1 8   9 3 . 9 1   V - N e t   S e g F o r mer   Bi - F o r m e r   M o b i l e   V i T   9 3 . 2 4   9 4 . 3 2   9 4 . 6 8   9 3 . 8 5   2 . 8 9   2 . 7 3   2 . 6 3   2 . 7 8   9 5 . 5 6   9 6 . 0 1   9 6 . 2 8   9 5 . 3 4   P r o p o se d   F G A - N e t   me t h o d   9 5 . 7 8   2 . 5 4   9 6 . 7 2       T ab le  5 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   p r o p o s ed   s eg m en tatio n   with   DL - b ased   m eth o d s   o n   HC - 1 8   d ataset   M e t h o d s   M e t r i c e s   D C   ( %)   H D   ( mm )   M I o U   ( %)   2D - U N e t   9 5 . 4 4   2 . 1 1   9 4 . 1 9   3D - U N e t   9 5 . 8 6   1 . 8 2   9 6 . 6 3   V - N e t   S e g F o r mer   Bi - F o mr e r   M o b i l e V i T   9 6 . 9 2   9 7 . 4 5   9 7 . 8 3   9 6 . 5 4   1 . 5 7   1 . 4 3   1 . 3 2   1 . 6 1   9 7 . 2 4   9 7 . 6 8   9 8 . 1 2   9 6 . 9 4   P r o p o se d   F G A - N e t   me t h o d   9 8 . 9 5   1 . 1 9   9 8 . 9 6       T ab le  6 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   p r o p o s ed   s eg m en tatio n   with   tr ad itio n al  m eth o d s   o n   FH - PS - Ao P d ataset   M e t h o d s   M e t r i c e s   D C   ( %)   H D   ( mm )   M I o U   ( %)   C l u st e r i n g   me t h o d s   8 9 . 7 5   3 . 1 5   9 1 . 2 9   Th r e s h o l d   m e t h o d s   9 0 . 9 4   2 . 9 6   9 2 . 6 4   R e g i o n   me t h o d s   9 1 . 8 5   2 . 7 3   9 3 . 7 6   P r o p o se d   F G A - N e t   me t h o d   9 5 . 7 8   2 . 5 4   9 6 . 7 2       T ab le  7 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   p r o p o s ed   s eg m en tatio n   with   tr ad itio n al  m eth o d s   o n   HC - 1 8   d ataset   M e t h o d s   M e t r i c e s   D C   ( %)   H D   ( mm )   M I o U   ( %)   C l u st e r i n g   me t h o d s   8 9 . 7 8   2 . 0 3   9 2 . 6 3   Th r e s h o l d   m e t h o d s   9 3 . 3 7   1 . 9 1   9 3 . 7 1   R e g i o n   me t h o d s   9 6 . 5 1   1 . 6 4   9 4 . 5 9   P r o p o se d   F G A - N e t   me t h o d   9 8 . 9 5   1 . 1 9   9 8 . 9 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   841 - 8 5 1   848   C r o s s - v alid atio n   is   p er f o r m ed   to   e v alu ate  th e   p er f o r m a n ce   o f   p r o p o s ed   s eg m e n tatio n   m o d el   to   en s u r g e n er aliza tio n   a b ilit y   f o r   u n s ee n   d ata.   T ab le   8   r ep r esen ts   th cr o s s - v alid atio n   r esu lts   o f   p r o p o s ed   m eth o d   u s in g   v ar io u s   k - f o ld s .   Fro m   th e   r esu lts ,   th e   k =5   f o ld s   co n f ig u r atio n   o f   p r o p o s e d   m eth o d   ac h iev ed   b etter   r esu lts   b ec au s it  p r o v i d es  b alan ce d   tr ad e - o f f   b etwe en   tr ain in g   d ata  a n d   v alid atio n   r eliab ilit y .   W h en   th d ata  is   s p lit ted   in to   k =2   an d   k =3   f o ld s   lead   to   u n d er f itti n g   d u to   lim ited   tr ain in g   d ata,   wh ile  h ig h er   f o ld s   s u ch   as  k = 7   a n d   k =9   s p lits   r ed u ce   th e   v alid atio n   s et  s ize  a n d   r esu lts   in   o v er f itti n g .   Hen ce ,   k =5   y ield s   m o r e   r o b u s p er f o r m a n ce   wh ich   r ef l ec ts   h ig h er   DC   an d   M I o an d   lo wer   HD  th at  e n s u r th g e n er aliza tio n   ab ilit y   f o r   u n s e en   d ata  u s in g   th p r o p o s ed   s eg m en tatio n   m o d el.   T h p e r f o r m a n ce   o f   p r o p o s e d   FGA - N et  m o d el  in   f eta l se g m e n ta ti o n   m et h o d   is   e v al u at ed   b a s ed   o n   t h e   co m p u tati o n a co m p le x i ty   a n d   s tatis tic al   tes ts   w h i c h   is   r e p r ese n t ed   i n   T a b l 9 .   F r o m   co m p u tati o n a l   an d   s tatis t ic al  a n al y s is   i n   F HS,   t h FGA - N et   m o d el   a ch ie v e d   l ess   ti m e   b e ca u s e   o f   its   e f f ici e n t   f ea t u r e   f u s i o n   b y   AFF t h at   r e d u c ed   r ed u n d an t   p r o ce s s in g   an d   e n h a n c e d   f aste r   co n v e r g e n c e.   M o r e o v e r ,   t h e   p r o p o s ed   s eg m e n t ati o n   m o d e a ch ie v e d   p - v al u <0 . 0 5   b ase d   o n   t h D C   p a r a m e te r   b ec a u s i d i r ec tl y   r e f le cts  h o w ell   th e   p r e d i cte d   s eg m e n t ati o n   al ig n s   wit h   t h e   g r o u n d   t r u t h .   T h e   o b t ai n e d   p - v al u e   i n d ic at es  th e   p e r f o r m an ce   im p r o v e m e n t   o v e r   e x is t in g   m e th o d s   is   s ta tis ti ca ll y   s i g n if i ca n t .   T h e   o p ti m i ze d   a r c h i tec tu r e   i m p r o v es   b o th   s p ee d   an d   c o n s is te n cy ,   le ad in g   t o   n a r r o co n f i d e n c in te r v als   a n d   r elia b l s e g m en tat io n   p er f o r m a n c i n   FHS .         T ab le  8 .   C r o s s   v alid atio n   o f   p r o p o s ed   FGA - Net  m o d el  u s in g   d if f er en k - f o l d s   K - f o l d s   D a t a s e t   D C   ( %)   H D   ( mm )   M I o U   ( %)   k = 2   FH - PS - A o P   d a t a se t   9 4 . 8 3   2 . 6 8   9 5 . 8 9   k = 3   9 5 . 1 6   2 . 6 1   9 6 . 2 1   k = 5   9 5 . 7 8   2 . 5 4   9 6 . 7 2   k = 7   9 5 . 4 3   2 . 5 8   9 6 . 4 8   k = 9   9 5 . 3 4   2 . 5 9   9 6 . 3 3   k = 2   HC - 1 8   d a t a se t   9 7 . 9 1   1 . 3 4   9 8 . 1 2   k = 3   9 8 . 1 7   1 . 2 8   9 8 . 3 5   k = 5   9 8 . 9 5   1 . 1 9   9 8 . 9 6   k = 7   9 8 . 6 2   1 . 2 3   9 8 . 7 1   k = 9   9 8 . 4 5   1 . 2 6   9 8 . 5 2       T ab le  9 .   C o m p u tatio n al  co m p l ex ity   an d   s tatis tical  an aly s is   o f   p r o p o s ed   FGA - Net  m o d el   M e t h o d s   C o m p u t a t i o n a l   t i m e   ( s)   p - v a l u e   C o n f i d e n c e   i n t e r v a l   ( C I )   2D - U N e t   2 . 3 8   0 . 0 4 1   ± 0 . 1 3 2   3D - U N e t   2 . 8 5   0 . 0 3 4   ± 0 . 1 2 8   V - N e t   3 . 1 2   0 . 0 2 9   ± 0 . 1 1 7   S e g F o r mer   2 . 7 4   0 . 0 2 5   ± 0 . 1 0 9   B i F o r mer   2 . 5 6   0 . 0 1 9   ± 0 . 1 0 3   M o b i l e V i T   2 . 6 3   0 . 0 2 1   ± 0 . 1 0 7   P r o p o se d   F G A - N e t   2 . 1 2   0 . 0 1 2   ± 0 . 0 9 5       4 . 2 .     Co m pa ra t iv a na ly s is   C o m p ar ativ ev alu atio n   o f   FGA - Net  b ased   FHS  m eth o d   with   ex is tin g   v ar io u s   s eg m en tatio n   ap p r o ac h es  b y   u s in g   two   p u b licly   av ailab le  d atasets   s u ch   as  F H - PS - Ao an d   H C - 1 8 ,   is   d ep icted   in   th is   s ec tio n .   T h ex is tin g   f etal  s e g m en tatio n   m o d els,  s u ch   as  I B PE   [ 1 7 ]   an d   HDR - DC N N   [ 1 8 ] ,   ar u s ed   f o r   co m p ar ativ a n aly s is   with   th e   p r o p o s ed   FHS   m eth o d .   T h e   ab o v e - m e n tio n ed   p er f o r m a n c m ea s u r es  ar u s ed   f o r   ev alu atio n   th p r o p o s ed   m eth o d   ag ain s v ar io u s   s eg m en tatio n   m eth o d s .   T ab le s   1 0   an d   1 1   r ep r esen ts   co m p ar ativ e   an aly s is   o f   FGA - Net  m eth o d   with   ex is tin g   s e g m en tatio n   m o d els  u s in g   FH - PS - Ao an d   HC - 18  d atasets   r esp ec tiv ely .       T a b l e   1 0 .   C o m p a r a ti v e   a n a l y s is   o f   p r o p o s e d   F G A - N e t   b as e d   f e t a l   s e g m e n t a ti o n   m e t h o d   i n   FH - PS - A o P   d a t as e t   M e t h o d s   M e t r i c e s   D C   ( %)   H D   ( mm )   M I o U   ( %)   I B P E   [ 1 7 ]   9 0 . 2 0   1 0 . 8 1   -   P r o p o se d   F G A - N e t   me t h o d   9 5 . 7 8   2 . 5 4   9 6 . 7 2       T ab le  1 1 .   C o m p ar ativ an aly s is   o f   p r o p o s ed   FGA - Net  b ased   f etal  s eg m en tatio n   m eth o d   in   HC - 1 8   d ataset   M e t h o d s   M e t r i c e s   D C   ( %)   H D   ( mm )   M I o U   ( %)   I B P [ 1 7 ]   9 4 . 1 8   8 . 1 2   -   HDR - D C N N   [ 1 8 ]   9 8 . 8 6   1 . 2 2   9 8 . 8 7   P r o p o se d   F G A - N e t   me t h o d   9 8 . 9 5   1 . 1 9   9 8 . 9 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A d a p tive  fea tu r fu s io n   n etw o r fo r   feta l h ea d   s eg men ta tio n   in   u ltr a s o u n d   ima g e ( V ima la   N a g a b o tu )   849   4 . 3 .     Dis cus s io n   T h p r o p o s ed   FGA - Net - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  ac h iev e d   b etter   r esu lts   in   FH S   u s in g   u ltra s o u n d   im ag es.  T h E f f iciNet - B 0   as  t h b ac k b o n o f   th p r o p o s ed   s eg m en tatio n   m o d el  ex tr ac ts   m u lti - s ca le  f ea tu r es  at  v ar io u s   s ca les  u s in g   th c o m p o u n d   s ca lin g   tech n i q u e.   T h AFF  m o d u le  in   FGA - N et  f u s es  th g lo b al  co n tex f r o m   g l o b al  f ea t u r es  a n d   f in e   d etails  f r o m   t h MSFF  m o d u le,   wh ic h   h elp s   to   s eg m en th f etal  h ea d   ac cu r ately ,   w h ich   v ar ies  in   s h ap e,   p o s itio n s ,   an d   s izes  a cr o s s   d is tin ct  im ag e   r eso lu ti o n s .   T h e   p r o p o s ed     FGA - Net - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  r e f in es  an d   o p tim izes  t h f ea tu r es  iter ativ ely   th at  im p r o v ed   th ac cu r ac y   o f   s eg m en tatio n   p r o ce s s ,   esp ec ially   in   n o is y   an d   p ar tially   o cc lu d ed   f etal  h ea d   im ag es.  E x is tin g   m o d els  s u ch   as  I B PE  [ 1 7 ]   an d   HDR - DC NN  [ 1 8 ]   ac h iev ed   less   an d   in e f f icien r esu lts   in   FHS   d u to   lim itatio n s   s u ch   as   v ar iatio n s   o f   s h a p es  an d   s ize  o f   th f etal  h ea d ,   o cc l u s io n ,   n o i s e,   an d   p o o r   im a g q u ality   th a af f ec in   ac cu r ate  s eg m en tatio n   r esu lts .   Ho wev er ,   th p r o p o s ed   FGA - Net  is   f ea tu r e   f u s io n - b ased   s eg m en tatio n   m o d el  th a t   in teg r ates  b o th   lo w - lev el  f ea tu r es  an d   h ig h - lev el  f ea tu r es  f r o m   u ltra s o u n d   im ag es,  wh ic h   h elp s   it  ad ap to   v ar io u s   s izes  an d   s h a p es  o f   t h f etal  h ea d ,   wh ich   r esu lts   in   ac cu r ate  s eg m en tatio n .   Als o ,   th b r ig h tn ess   an d   co n tr ast  en h an ce m en in   th e   d ata  au g m e n tatio n   tech n i q u im p r o v es  th q u ality   o f   u ltra s o u n d   im a g es  ef f icien tly ,   wh ich   h elp s   in   p r e cise  FHS .       5.   CO NCLU SI O N   An   ac cu r ate  FHS  m o d el  is   ess en tial  to   ass e s s   an d   m o n i to r   th d e v elo p m e n o f   f etal  f r o m   t h u ltra s o u n d   im ag es.  H o wev er ,   th e x is tin g   s eg m e n tatio n   m eth o d s   ar e   f ailed   to   ac cu r atel y   s eg m en t   th e   f etal   h ea d   d u to   v ar iatio n s   i n   f etal  h ea d   s h ap e,   o r ie n tatio n ,   g estatio n al  ag e,   an d   im ag q u ality .   T o   o v e r co m e   th ese   ch allen g es,  FGA - Net  b ased   s eg m en tatio n   m o d el  is   p r o p o s ed   in   th is   r esear ch   f o r   FH u s in g   u ltra s o u n d   im ag es.  T h p r o p o s ed   FGA - Net  m o d el  in v o lv es  f ea tu r e   f ee d b ac k   m ec h an is m   to   im p r o v th b o u n d a r y   r ef in em en o f   f etal  h ea d   b y   r eu s in g   th e x tr ac ted   h i g h - le v el  co n tex tu al  i n f o r m atio n   w h ich   en h a n ce d   th e   s eg m en tatio n   ac cu r ac y   f o r   d i f f er en a n ato m ical  v ar iatio n s .   Sp ec if ically ,   th e   AFF  m o d u le  in   th e   p r o p o s ed   s eg m en tatio n   m o d el  d y n am ica lly   in teg r ates th m u lti - s ca le  f ea tu r es,  to   en s u r f in g r ain e d   d etails to   th F HS.   Hen ce ,   th r eliab ilit y   o f   p r o p o s ed   FGA - Net  m o d el,   wh ich   co n tr ib u tes  f o r   ef f ec tiv an d   ac cu r ate  FHS.  E x p er im en tal   r esu lts   o f   th e   p r o p o s ed   FGA - Net  ar e v alu ate d   u s in g   DC   an d   HD  m etr ics,  wh ich   s h o w   b etter   r esu lts   th an   ex is tin g   s eg m en tatio n   ap p r o ac h es  lik I B PE.   Ho wev er ,   th E f f icien tNet - B 0   b ased   b ac k b o n e   n etwo r k   with   d o wn s am p lin g   lay er s   r ed u ce   th e   s ize  o f   th f ea tu r e   m ap s ,   wh ic h   h el p s   th m o d el  ca p tu r e     h ig h - lev el  i n f o r m atio n   b u als o   ca u s es  lo s s   o f   ce r tain   f in e   d etails.  T h o u g h   t h u p s am p lin g   is   u s ed   later   to   r ec o v er   t h o r ig i n al  im ag s iz e,   s o m o f   t h d etailed   b o u n d ar y   in f o r m atio n   a r lo s in   th e   p r o ce s s ,   th at  lead s   to   im p r ec is s eg m en tatio n   e d g es.  I n   th f u tu r e,   a d v an ce d   DL - b ased   b ac k b o n n etwo r k   an d   im p r o v e d   s eg m en tatio n   m eth o d   will b u s ed   to   en h a n ce   FHS.       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   Vim ala  Nag ab o tu                               Pav an   Ku m ar   R ed d y   San a                               B .   L ak s h m i Bh av an i                               Do n ap ati  Srik an th                                 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   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   841 - 8 5 1   850   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 av ailab le  f r o m     T h co r r esp o n d i n g   au t h o r   [ VN] .     Op en ly   a v ailab le  in   [ Kag g le ]   at  h ttp s ://www. k ag g le. co m /d a tasets /th an h b n h p h a n /h c1 8 - g r a n d - ch allen g e] ,   r ef er en ce   [ 2 3 ]       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   A .   H e k a l ,   H .   M .   A mer,  H .   E. - D .   M o u s t a f a ,   a n d   A .   El n a k i b ,   A u t o m a t i c   mea s u r e me n t   o f   h e a d   c i r c u mf e r e n c e   i n   f e t a l   u l t r a so u n d   i ma g e s   u s i n g   a   sq u e e z e   a t r o u s   p o o l i n g   U N e t ,   Bi o m e d i c a l   S i g n a l   P ro c e ssi n g   a n d   C o n t ro l ,   v o l .   1 0 3 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b s p c . 2 0 2 4 . 1 0 7 4 3 4 .   [ 2 ]   Q .   W a n g ,   D .   Z h a o ,   H .   M a ,   X .   Y a n g ,   a n d   B .   Li u ,   I n t e g r a t e d   g e n e r a t i o n   a d v e r sari a l   a n d   s e mi - s u p e r v i se d   n e t w o r k   f o r   c o r p u s   c a l l o s u m   a n d   c a v u s e p t u p e l l u c i d u c o mp l e x   se g me n t a t i o n   i n   f e t a l   b r a i n   u l t r a s o u n d   v i a   p r o g r e ssi v e   t r a i n i n g ,   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 7 1 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s o c . 2 0 2 5 . 1 1 2 7 6 7 .   [ 3 ]   A .   U u e t   a l . ,   S c a n n e r - b a se d   r e a l - t i me  t h r e e - d i me n si o n a l   b r a i n   +   b o d y   s l i c e - to - v o l u m e   r e c o n st r u c t i o n   f o r   T 2 - w e i g h t e d   0 . 5 5 - l o w - f i e l d   f e t a l   ma g n e t i c   r e s o n a n c e   i mag i n g ,   P e d i a t r i c   Ra d i o l o g y ,   v o l .   5 5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 5 6 5 6 9 ,   J a n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 2 4 7 - 0 2 5 - 0 6 1 6 5 - x.   [ 4 ]   C .   C a l i x t o   e t   a l . ,   W h i t e   m a t t e r   t r a c t   c r o ss i n g   a n d   b o t t l e n e c k   r e g i o n i n   t h e   f e t a l   b r a i n ,   H u m a n   Bra i n   M a p p i n g ,   v o l .   4 6 ,   n o .   1 ,   Jan .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / h b m. 7 0 1 3 2 .   [ 5 ]   B .   S - F a d i d a   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g b a s e d   se g me n t a t i o n   o f   w h o l e - b o d y   f e t a l   M R I   a n d   f e t a l   w e i g h t   e st i m a t i o n :   a ssess i n g   p e r f o r m a n c e ,   r e p e a t a b i l i t y ,   a n d   r e p r o d u c i b i l i t y ,   E u r o p e a n   R a d i o l o g y ,   v o l .   3 4 ,   n o .   3 ,   p p .   2 0 7 2 2 0 8 3 ,   S e p .   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 3 3 0 - 023 - 1 0 0 3 8 - y.   [ 6 ]   L.   Li u ,   D .   Ta n g ,   X .   Li ,   a n d   Y .   O u y a n g ,   A u t o ma t i c   f e t a l   u l t r a s o u n d   i m a g e   seg m e n t a t i o n   o f   f i r st   t r i m e st e r   f o r   m e a su r i n g   b i o m e t r i c   p a r a m e t e r b a se d   o n   d e e p   l e a r n i n g ,   M u 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 .   9 ,   p p .   2 7 2 8 3 2 7 3 0 4 ,   A u g .   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 2 - 023 - 1 6 5 6 5 - 6.   [ 7 ]   B .   Jafr a s t e h   e t   a l . ,   M G A - N e t :   A   n o v e l   mas k - g u i d e d   a t t e n t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   p r e c i si o n   n e o n a t a l   b r a i n   i ma g i n g ,   N e u r o I m a g e v o l .   3 0 0 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u r o i ma g e . 2 0 2 4 . 1 2 0 8 7 2 .   [ 8 ]   L .   F i d o n   e t   a l . ,   A   d e m p s t e r - S h a f e r   a p p r o a c h   t o   t r u s t w o r t h y   A I   w i t h   a p p l i c a t i o n   t o   f e t a l   b r a i n   M R I   S e g m e n t a t i o n ,   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   P a t t e r n   A n a l y s i s   a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   4 6 ,   n o .   5 ,   p p .   3 7 8 4 3 7 9 5 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T P A M I . 2 0 2 3 . 3 3 4 6 3 3 0 .   [ 9 ]   R .   F a g h i h p i r a y e s h ,   D .   K a r i m i ,   D .   Er d o ğ m u ş,  a n d   A .   G h o l i p o u r ,   F e t a l - B ET:   b r a i n   e x t r a c t i o n   t o o l   f o r   f e t a l   M R I ,   I EEE  O p e n   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g   i n   Me d i c i n e   a n d   Bi o l o g y ,   v o l .   5 ,   p p .   5 5 1 5 6 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JE M B . 2 0 2 4 . 3 4 2 6 9 6 9 .   [ 1 0 ]   N .   A .   El   Jo u d i ,   M .   La z a a r ,   F .   D e l mo t t e ,   H .   A l l a o u i ,   a n d   O .   M a h b o u b ,   F i n e - t u n e d   S e g F o r m e r   f o r   e n h a n c e d   f e t a l   h e a d   seg m e n t a t i o n ,   Pr o c e d i a   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   2 5 1 ,   p p .   3 5 0 3 5 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 2 4 . 1 1 . 1 2 0 .   [ 1 1 ]   K .   P r a sa d ,   P .   K .   P a t n a i k ,   a n d   A .   A g r a w a l ,   P e r f o r ma n c e   a n a l y si s   o f   d e n o i si n g   f i l t e r f o r   u l t r a s o u n d   f e t a l   h e a d   i ma g e s ,   S N   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   6 ,   n o .   2 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 2 9 7 9 - 0 2 4 - 0 3 5 9 4 - 7.   [ 1 2 ]   H .   K w o n   e t   a l . ,   Th e   r o l e   o f   c o r t i c a l   s t r u c t u r a l   v a r i a n c e   i n   d e e p   l e a r n i n g - b a s e d   p r e d i c t i o n   o f   f e t a l   b r a i n   a g e ,   Fro n t i e rs   i n   N e u ro s c i e n c e ,   v o l .   1 8 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f n i n s . 2 0 2 4 . 1 4 1 1 3 3 4 .   [ 1 3 ]   J.  F u   e t   a l . ,   U M - C A M :   U n c e r t a i n t y - w e i g h t e d   m u l t i - r e s o l u t i o n   c l a ss  a c t i v a t i o n   m a p f o r   w e a k l y - s u p e r v i se d   seg m e n t a t i o n ,   Pa t t e r n   Re c o g n i t i o n ,   v o l .   1 6 0 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p a t c o g . 2 0 2 4 . 1 1 1 2 0 4 .   [ 1 4 ]   M .   Zh o u   e t   a l . ,   T h e   se g me n t a t i o n   e f f e c t   o f   s t y l e   t r a n sf e r   o n   f e t a l   h e a d   u l t r a so u n d   i ma g e :   a   s t u d y   o f   m u l t i - so u r c e   d a t a ,   Me d i c a l   & Bi o l o g i c a l   E n g i n e e ri n g   C o m p u t i n g ,   v o l .   6 1 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 1 7 1 0 3 1 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 5 1 7 - 0 2 2 - 0 2 7 4 7 - 1.   [ 1 5 ]   S .   S r i v a st a v a ,   A .   V i d y a r t h i ,   a n d   S .   Ja i n ,   A   r e g r e ss i v e   e n c o d e r - d e c o d e r - b a s e d   d e e p   a t t e n t i o n   m o d e l   f o r   s e g me n t a t i o n   o f   f e t a l   h e a d   i n   2 D - u l t r a so u n d   i m a g e s,   I m a g e   a n d   Vi si o n   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 3 6 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i m a v i s. 2 0 2 3 . 1 0 4 7 2 5 .   [ 1 6 ]   P .   M o n k a m,  S .   Ji n ,   a n d   W .   L u ,   A n n o t a t i o n   c o st   mi n i m i z a t i o n   f o r   u l t r a s o u n d   i m a g e   s e g m e n t a t i o n   u si n g   c r o s s - d o m a i n   t r a n sf e r   l e a r n i n g ,   I EEE   J o u r n a l   o f   B i o m e d i c a l   a n d   H e a l t h   I n f o rm a t i c s ,   p p .   1 1 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J B H I . 2 0 2 3 . 3 2 3 6 9 8 9 .   [ 1 7 ]   P .   N i s h a   P r i y a   a n d   S .   A n i l a ,   F e t a l   h e a d   b i o me t r i c s   me a s u r e me n t u si n g   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   a n d   mi d - p o i n t   e l l i p s e   d r a w i n g   a l g o r i t h m ,   Mu l t i d i m e n si o n a l   S y st e m a n d   S i g n a l   Pro c e ss i n g ,   v o l .   3 4 ,   n o .   4 ,   p p .   7 4 9 7 6 6 ,   D e c .   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 5 - 023 - 0 0 8 8 2 - y.   [ 1 8 ]   R .   Q i u ,   M .   Z h o u ,   J.  B a i ,   Y .   L u ,   a n d   H .   W a n g ,   P S F H S P - N e t :   a n   e f f i c i e n t   l i g h t w e i g h t   n e t w o r k   f o r   i d e n t i f y i n g   p u b i c   s y mp h y si s - f e t a l   h e a d   st a n d a r d   p l a n e   f r o i n t r a p a r t u m   u l t r a so u n d   i ma g e s,   M e d i c a l   B i o l o g i c a l   E n g i n e e r i n g   C o m p u t i n g   v o l .   6 2 ,   n o .   1 0 ,   p p .   2 9 7 5 2 9 8 6 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 5 1 7 - 0 2 4 - 0 3 1 1 1 - 1.   [ 1 9 ]   P .   C a i ,   L.   J i a n g ,   Y .   L i ,   X .   L i u ,   a n d   L.   L a n ,   P u b i c   s y m p h y s i s - f e t a l   h e a d   s e g me n t a t i o n   n e t w o r k   u si n g   B i F o r mer  a t t e n t i o n   mec h a n i sm   a n d   m u l t i p a t h   d i l a t e d   c o n v o l u t i o n ,   i n   M u l t i Me d i a   M o d e l i n g ,   S p r i n g e r   N a t u r e   S i n g a p o r e ,   2 0 2 5 ,   p p .   2 4 3 256 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 96 - 2 0 6 4 - 7 _ 1 8 .   [ 2 0 ]   G .   D u b e y ,   S .   S r i v a st a v a ,   A .   K .   J a y sw a l ,   M .   S a r a sw a t ,   P .   S i n g h ,   a n d   M .   M e m o r i a ,   F e t a l   u l t r a so u n d   s e g me n t a t i o n   a n d   mea s u r e me n t u s i n g   a p p e a r a n c e   a n d   sh a p e   p r i o r   b a se d   d e n si t y   r e g r e ssi o n   w i t h   d e e p   C N N   a n d   r o b u st   e l l i p se   f i t t i n g ,   J o u r n a l   o f   I m a g i n g   I n f o rm a t i c i n   Me d i c i n e ,   v o l .   3 7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 4 7 2 6 7 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 2 7 8 - 0 2 3 - 0 0 9 0 8 - 8.   [ 2 1 ]   Z.   C h e n ,   Z.   O u ,   Y .   L u ,   a n d   J.  B a i ,   D i r e c t i o n - g u i d e d   a n d   m u l t i - sc a l e   f e a t u r e   scr e e n i n g   f o r   f e t a l   h e a d p u b i c   s y m p h y s i s   seg m e n t a t i o n   a n d   a n g l e   o f   p r o g r e ssi o n   c a l c u l a t i o n ,   E x p e rt   S y s t e m w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 4 5 ,   J u l .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 3 . 1 2 3 0 9 6 .   [ 2 2 ]   Z.   C h e n ,   Y .   L u ,   S .   L o n g ,   V .   M .   C a m p e l l o ,   J .   B a i ,   a n d   K .   L e k a d i r ,   F e t a l   h e a d   a n d   p u b i c   sy m p h y si s e g me n t a t i o n   i n   i n t r a p a r t u m   u l t r a s o u n d   i ma g e   u s i n g   a   d u a l - p a t h   b o u n d a r y - g u i d e d   r e s i d u a l   n e t w o r k ,   I EEE  J o u r n a l   o f   B i o m e d i c a l   a n d   H e a l t h   I n f o rm a t i c s   v o l .   2 8 ,   n o .   8 ,   p p .   4 6 4 8 4 6 5 9 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J B H I . 2 0 2 4 . 3 3 9 9 7 6 2 .   [ 2 3 ]   B .   P h a n ,   H C 1 8   g r a n d   c h a l l e n g e ,   K a g g l e .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / w w w . k a g g l e . c o m/ d a t a s e t s / t h a n h b n h p h a n / h c 1 8 - g r a n d - c h a l l e n g e   [ 2 4 ]   P .   S a n j u ,   E n h a n c i n g   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   i n   I o T   s y s t e m s :   A   h y b r i d   m e t a h e u r i s t i c s - d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h   w i t h   e n s e m b l e   o f   r e c u r r e n t   n e u r a l   n e t w o r k s ,   J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g   R e s e a r c h ,   v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   p p .   3 5 6 3 6 1 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e r . 2 0 2 3 . 1 0 0 1 2 2 .   [ 2 5 ]   V .   N a g a b o t u   a n d   A .   N a mb u r u ,   P r e c i se   se g me n t a t i o n   o f   f e t a l   h e a d   i n   u l t r a so u n d   i ma g e s   u si n g   i m p r o v e d   U N e t   m o d e l ,   ET R I   J o u rn a l ,   v o l .   4 6 ,   n o .   3 ,   p p .   5 2 6 5 3 7 ,   J u n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 4 2 1 8 / e t r i j . 2 0 2 3 - 0 0 5 7 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.