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.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 ,   p p .   4 1 3 7 ~ 4 1 5 0   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 14 .i 5 . p p 4 1 3 7 - 4 1 5 0          4137     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   M ulticlas s insta n ce segm entatio n  optimiza tion  for fe tal hea rt  ima g e object  i nte rpretation       H a di Sy a pu t ra 1, 4 ,   Siti  Nurma ini 2 ,   Ra diy a t i U m i P a r t a n 3 ,   M uh a m m a d T a ufik   Ro s eno 1, 4   1 D o c t o r a l   P r o g r a m i n   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a s Sr i w i j a y a ,   I n d r a l a y a ,   I n d o n e si a   2 I n t e l l i g e n t   S y s t e R e s e a r c h   G r o u p ,   F a c u l t y   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   U n i v e r si t a s   S r i w i j a y a ,   P a l e m b a n g ,   I n d o n e s i a   3 D e p a r t me n t   o f   I n t e r n a l   M e d i c i n e ,   F a c u l t y   o f   M e d i c i n e ,   U n i v e r si t a s Sr i w i j a y a ,   I n d r a l a y a ,   I n d o n e si a   4 C o m p u t e r   S c i e n c e   S t u d y   P r o g r a m,   F a c u l t y   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   U n i v e r s i t a s S u ma t e r a   S e l a t a n ,   P a l e mb a n g ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u n   1 7 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ju l   1 0 ,   2 0 2 5       Th is  re se a rc h   a ims   to   d e v e l o p   a   m u lt i - c las in sta n c e   se g m e n tatio n   m o d e l   fo r   se g m e n ti n g ,   d e tec ti n g ,   a n d   c las sify in g   o b jec ts  in   fe tal  h e a rt  u lt ra so u n d   ima g e d e riv e d   fro m   fe tal  h e a rt   u lt ra so u n d   v id e o s.  P re v i o u st u d ies   h a v e   p e rfo rm e d   o b jec d e tec ti o n   o n   fe t a h e a rt  ima g e s,  id e n t ify i n g   n i n e   a n a to m ica l   c las se s.  F u rth e r,   th e se   st u d ies   h a v e   c o n d u c ted   in sta n c e   se g m e n tatio n   o n   fe tal   h e a rt  ima g e f o si x   a n a to m ica c las se s.  Th is  re se a rc h   se e k t o   e x p a n d   th e   sc o p e   b y   i n c re a sin g   th e   n u m b e o c las se to   ten ,   e n c o m p a ss in g   fo u r   m a in   c h a m b e rs  left  a tri u m   (LA),   rig h a tri u m   (RA),  left  v e n tri c le  ( LV),   rig h t   v e n tri c l e   (RV);  fo u v a lv e tri c u sp id   v a lv e   (TV),   p u lmo n a ry   v a lv e   (P V),   m it ra v a lv e   (M V) ,   a n d   a o rti c   v a l v e   (AV );  o n e   a o rta  (A o ),   a n d   t h e   sp in e .   B y   d e v e lo p in g   a n   i n sta n c e   se g m e n ta ti o n   m e th o d   f o se g m e n ti n g   te n   a n a to m ica stru c tu re o t h e   fe tal   h e a rt,   t h is  re se a rc h   a ims   t o   m a k e   a   sig n ifi c a n t   c o n tri b u ti o n   t o   imp ro v in g   m e d ica ima g e   a n a l y sis  i n   h e a lt h c a re .   It  a lso   a ims   to   p a v e   t h e   wa y   fo fu rt h e re se a rc h   o n   fe tal  h e a rt  d is e a se u sin g   AI .   Th e   in sta n c e   se g m e n tatio n   a p p r o a c h   is  e x p e c ted   t o   e n h a n c e   th e   a c c u ra c y   o f   se g m e n ti n g   fe tal  h e a rt  ima g e a n d   a ll o fo m o re   e fficie n i d e n ti f i c a ti o n   a n d   lab e li n g   o e a c h   a n a t o m ica stru c t u re   in   th e   fe tal  h e a rt.   K ey w o r d s :   Ar tific ial  in tellig en ce   Fetal  h ea r t   I n s tan ce   s eg m en tatio n   Mu lticlas s   R esNet   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 :   Sit i N u r m ain i   I n tellig en t Sy s tem   R esear ch   Gr o u p ,   Facu lty   o f   C o m p u ter   Sci en ce ,   Un iv er s itas   Sriwijay a   Palem b an g ,   I n d o n esia   E m ail:  s iti_ n u r m ain i@ u n s r i.a c. id       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r ap id   d ev elo p m en o f   AI   tech n o lo g y   h as  b ec o m an   in t eg r al  p ar o f   m o d er n   s o ciety .   T h is   is   d u to   th ca p ab ilit y   o f   AI   to   r atio n alize   an d   tak ac tio n s   o r   s o lu tio n s   th at  h av th h ig h est  p r o b ab ilit y   o f   ac h iev in g   s et  g o als  [ 1 ] .   I n   r ec en y ea r s ,   AI   h as  b ee n   wid ely   ap p lied   ac r o s s   v ar io u s   s ec to r s ,   in clu d in g   g o v er n m en [ 2 ] ,   in f r astru ct u r [ 3 ] ,   ag r ic u ltu r [ 4 ] ,   an d   h ea lth ca r [ 5 ] .   B y   lev er ag i n g   th is   tech n o lo g y ,   co m p an ies  an d   o r g an izatio n s   ca n   in teg r ate  v ast  am o u n ts   o f   d ata  to   p r o ce s s   in f o r m atio n   a n d   m ak d ec is io n s .   T o   s u p p o r d ec is io n - m a k in g   p r o ce s s es,  an   AI - b ased   ap p r o a ch   in   d ev el o p in g   m o d els  u s in g   m ac h in lear n in g   ( ML )   alg o r ith m s   is   n ec ess ar y .   Var io u s   AI   m eth o d o lo g ies  h av b ee n   d ev el o p ed ,   o n o f   wh ich   is   ML .   M L   o p er ates  b y   u tili zin g   n e u r al  n etwo r k s   to   p r o ce s s   d ata   with   th aim   o f   g e n er atin g   k n o wl ed g th at   s u p p o r ts   o r g an izatio n al   o r   in d iv id u al  ac tiv ities .   I n   th p r o ce s s ,   ML   ex tr ac ts   k ey   f ea tu r es  f r o m   d ata  f o r   m o d el   f o r m atio n   [ 6 ] [ 8 ] .   I n   th h ea lth ca r f ield ,   ML   h as  b ee n   ex ten s iv ely   u s ed   to   aid   m ed ical  p r o f ess io n als  in   d ec is io n - m ak in g .   R esear ch   b y   Pu llag u r et  a l [ 9 ]   u tili ze d   ML   to   en h an ce   th ac c u r ac y   o f   f etal  h ea r d is ea s id en tific atio n .   C an ad illa  et  a l .   [ 1 0 ]   co n d u cte d   r esear ch   em p l o y in g   ML   to   im p r o v t h ev al u atio n   o f   f etal  h ea r t   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.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 4 1 3 7 - 4 1 5 0   4138   f u n ctio n   b y   o p tim izin g   im ag ac q u is itio n   an d   m ea s u r e m e n ts ,   th er eb y   aid in g   in   p r en ata d iag n o s is   o f   f etal  h ea r r em o d elin g   an d   ab n o r m alities .   Ho o d b h o y   et   a l.   [ 1 1 ]   s tu d ied   th e   ac cu r ac y   o f   ML   al g o r ith m   tech n iq u es  in   id en tify in g   h ig h - r is k   f etu s es  th r o u g h   ca r d io to c o g r ap h y .   C ö m er an d   Ko ca m az   [ 1 2 ]   u s ed   ML   as  a   m o n ito r in g   tech n iq u th at  p r o v id es  cr u cial  an d   v ital  in f o r m atio n   ab o u f etal  s tatu s   d u r i n g   an tep ar tu m   an d   in tr ap ar tu m   p er io d s ,   as  well  as  class if y in g   f etal  h ea r r ate  s ig n als.  Ho wev er ,   p r ev io u s   s tu d ies  h av s h o wn   th at   ML   m eth o d s   h av lim itatio n s   in   an aly zin g   s tr u ctu r ed   an d   lim ited   d ata.   Ad d itio n ally ,   M L   m eth o d s   in v o lv e   m o r co m p le x   s tag es,  s u ch   as  m an u al  im ag au g m en tati o n ,   wh ich   ca n   b tim e - c o n s u m in g   to   p r o d u ce   ac tio n ab le  in f o r m atio n   f o r   d ec is io n - m ak in g   a n d   ac tio n s   [ 1 3 ] .   T o   ad d r ess   th c h allen g es  o f   t r ad itio n al  ML   m eth o d s ,   s ev er al  s tu d ies  h av e   ad o p ted   d ee p   lear n i n g   ( DL )   [ 1 4 ]   a p p r o ac h   f o r   a n a ly zin g   an d   p r ed ictin g   m ed ic al  ex am in atio n   o u tco m es,  esp ec ially   in   im ag class if icatio n   an d   o b ject  d etec tio n   to   s u p p o r f etal  ec h o ca r d io g r a p h y   ex am in atio n s .   B y   p r o ce s s in g   lar g e   am o u n ts   o f   d ata,   DL   h as  d e m o n s tr ated   p o ten tial  in   e n h a n cin g   ac c u r ac y   an d   ef f icien c y   in   m e d ical  im ag e   an aly s is .   DL   m eth o d s   ar f r e q u en tly   em p lo y ed   in   th m e d ical  f ield ,   s u ch   as  in   f etal  c ar d io g r a p h y   im a g e   d etec tio n   [ 1 5 ] .   On o f   th p r i m ar y   ad v a n tag es  o f   DL   tech n i q u es  is   th eir   ab ilit y   to   ex tr ac s ig n if ican in s ig h ts ,   p atter n s ,   an d   i n f o r m atio n   f r o m   im ag es  an d   v id eo s .   T h is   is   ac h iev ed   th r o u g h   th e   d ev elo p m en o f   alg o r ith m s   an d   m o d els  th at   en ab le   m ac h in es  to   a n aly ze ,   p r o ce s s ,   a n d   m a k d ec is io n s   b ased   o n   v is u al  d ata   [ 1 6 ] Mo r eo v er ,   DL   tech n iq u es c an   id en tify   an d   d e p ict  in d iv id u al  o b jects in   im ag es wh ile  p r o v id in g   lab els f o r   ea ch   o b ject,   m ak in g   th em   a p p lica b le  in   v ar io u s   f ield s   s u ch   as  o b ject  tr ac k in g   [ 1 7 ]   an d   m e d ical  im ag in g   [ 1 8 ] Ho wev er ,   th ese  s tu d ies  m ain ly   f o cu s   o n   th class if icatio n   o f   m ed ical  im ag es  o r   v id eo s   b y   co m p ar in g   o n e   im ag o b ject  with   a n o th er .   Ad d itio n ally ,   t h class if icatio n   tech n i q u e   in   DL   m eth o d s   ca n   o n ly   i d en tify   a   s in g le  o b ject  with in   a n   im ag an d   ca te g o r ize  it  b ased   o n   th at  o b ject.   T o   o v er co m e   th e   lim itatio n s   o f   DL   class if icatio n   tech n iq u es,  s o l u tio n   is   r eq u ir ed   th at  ca n   d ete ct  m u ltip le  o b jects  with in   s in g le  im ag e   o r   v id e o   [ 1 9 ] .   I n   ad d itio n   to   class if icatio n   an d   d etec tio n   ca p a b ilit ies,  DL   m eth o d s   also   p o s s ess   t h ab ilit y   t o   d etec t   m u ltip le  o b jects  in   o n im ag e   an d   v id eo .   Fo r   ex am p le,   r esear ch   co n d u cted   b y   Sap itri  et  a l.  [ 2 0 ]   u tili ze d   DL   f o r   o b ject  d etec tio n   in   f etal   u ltra s o u n d   v id e o s ,   id en tify i n g   an ato m ical  s u b s tr u ctu r es  o f   th f etal  h ea r t,  in clu d in g   i)   f o u r   m ai n   ch am b er s lef atr iu m   ( L A) ,   r ig h atr iu m   ( R A) ,   lef v en tr icle  ( L V) ,   r ig h v en t r icle  ( R V) ii)  f o u r   v alv es:  tr icu s p id   v alv ( T V) ,   p u lm o n ar y   v alv ( PV) ,   m itra v alv ( MV ) ,   an d   ao r tic  v alv ( AV) ;   an d   iii)  o n e   ao r ta  ( A o ) .   Su b s e q u e n d e v e lo p m e n ts   in   o b je ct  d e tec ti o n   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ]   h a v e   e n a b l ed   t h i d en ti f ic ati o n   a n d   ca t eg o r iz ati o n   o f   e v e r y   p i x el   i n   a n   im ag i n t o   m e an in g f u o b je ct  ca t e g o r i es  o r   a r ea s ,   k n o wn   as  s e g m e n ta ti o n .   Seg m e n t ati o n   te c h n iq u es   in clu d e   s e m a n ti c   s e g m e n tat io n   a n d   i n s ta n c e   s e g m e n ta ti o n .   R es ea r c h   b y   R ac h m a tu lla h   et   a l [ 2 3 ]   u s e d   s em a n t ic   s eg m e n t ati o n   m et h o d s   t o   d e v e lo p   a   s e m a n ti c   m o d el   th a t   d et ec ts   o b je cts   b y   ass ig n i n g   l a b els   t o   ea c h   p i x el   i n   an   i m a g e ,   en s u r i n g   t h a t   p i x els  w it h   t h s a m e   la b el  h a v e   t h s am im ag e.   Sim p l y   p u t ,   s em a n ti im ag s e g m e n tat io n   is   a   t ec h n i q u e   u s ed   t o   id e n ti f y   s p e ci f ic   o b je ct   t y p es  w it h i n   a n   i m ag e.   Ho w ev er ,   s em a n tic   s e g m e n ta t io n   t ec h n i q u es  h a v e   s e v e r a d r aw b a ck s ,   in cl u d in g   th i n a b il it y   t o   d is t in g u is h   b et we en   i n d iv id u al  o b j ec ts   i n   a n   i m a g a n d   d i f f ic u l ty   i d e n ti f y i n g   i n d i v i d u al   o b j ec ts   wi th   s im ila r   te x t u r es     [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   I n   co n tr ast,  in s tan c s eg m en tatio n   ca n   p r o v id u n iq u lab els f o r   ea c h   in d i v id u al   o b ject  [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .   E f f o r t s   to   r ec o g n i ze   an d   s e p ar a te  ea c h   c la s s   o f   o b j ec ts   in   a n   i m ag e   r e ly   h ea v ily   o n   in s t an c e   s eg m en ta tio n ,   wh i ch   in   tu r n   d ep en d s   o n   th e   b a ck b o n e   ar c h it ec tu r e   [ 2 7 ] .   T h b ac k b o n ar ch it ec tu r e   p l ay s   a   cr u c ia l r o le   i n   in s t an ce   s eg m e n ta tio n   b y   p r o v id in g   e s s e n t ia f ea tu r e   in f o r m a t io n   o f   th e   ar e as   to   b e   s eg m en ted   f o r   th m o d e [ 2 8 ] .   R e s ea r ch   co n d u c ted   b y   Nu r m a in et  a l [ 2 9 ] ,   h a s   u ti l ize d   th u s o f   R e s Ne a s   th m a in   s t r u c tu r e   to   ac h iev o p ti m a i n s tan c s eg m en ta tio n .   T h ap p li ca tio n   o f   in s t an ce   s eg m en t at io n   in   th m ed i ca l   f ie ld   in c lu d e s   au to m at in g   th e   s eg m en ta tio n   p r o ce s s   a n d   im p r o v in g   d e tec t io n   ac c u r a cy   [ 3 0 ] .   Fo r   in s t an c e,   an   in s ta n ce   s eg m en t at io n   ap p r o a ch   f o r   f et al  ec h o ca r d io g r ap h y   ca n   s im u lt an eo u s ly   s ep ar a t th f o u r   s tan d ar d   h ea r v i ew s   an d   d e te ct  d ef e ct s   [ 2 9 ] .   T o   ac cu r a te ly   d e te ct  f eta h e ar ab n o r m a li ti e s   th r o u g h   f et al  u l tr a s o u n d ,   al h ea r t   s u b s tr u ctu r e s   m u s t   b r ec o g n iz ed   in   n o r m al   a n a to m y   [ 2 0 ] .   On o f   th e   m o s s ig n if i ca n t   l im i ta t io n s   as s o ci at ed   wi th   u l tr aso u n d   in v o lv e s   in te r p er s o n al   v ar ia b i li t y ,   m ea n in g   i d ep en d s   o n   th ex am in in g   d o cto r 's   s k il l s   an d   th p a t ien t 's  co n d it io n   [ 2 8 ] .   R ef er r in g   to   r e s e ar ch   b y   Sap it r et   a l .   [ 2 0 ] ,   wh ich   ex am in ed   an at o m i ca s tr u ctu r d et ec ti o n   in   f et al   h e ar t   im ag e s ,   a s   we ll   a s   r e s ea r ch   b y   Nu r m ain et   a l.   [ 2 8 ] ,   w h i ch   f o cu s ed   o n   in s t an c s eg m en t a tio n   f o r   th f o u r   m a in   ch am b er s   o f   th f e ta h ea r an d   h ea r d i s ea s d et ec tio n ,   th i s   s tu d y   ex p an d s   it s   s co p t o   in c lu d ad d i tio n al  an a to m ic al  o b jec t s ,   n a m e ly   th s p in e .   T h ad d it io n   o f   th e   s p in i s   c r u c ia f o r   m ed ic al  p r ac ti tio n er s   in   id en ti f y in g   th e   f o u r - ch a m b er   v ie ( A4 C )   o f   th f e ta h e ar i n   im ag e s   [ 3 1 ] .   T h er ef o r e ,   th e   co n tr ib u t io n s   o f   th i s   s tu d y   ar e   th in cl u s io n   o f   ten   an ato m ic al   o b je ct s   o f   th e   f e ta l   h ea r t,   n am ely   L A,   R A,   L V,   R V,   T V,   P V,   M V,   AV,   Ao ,   a n d   s p in e,   an d   th e   d e v e lo p m en o f   DL   a p p r o a ch   u s in g   in s tan ce   s eg m en ta t io n   m eth o d s   f o r   th e s e   t en   an ato m ic al  s tr u c tu r e s .   B y   d ev elo p in g   a   s am p le   s eg m en ta tio n   m et h o d   f o r   t en   f eta h e ar an a to m y   o b je ct s   an d   ap p ly in g   h y p er p ar am et er   tu n in g   to   f in d   th e   o p ti m a s et t in g s   [ 3 2 ] ,   [ 3 3 ] ,   th i s   s tu d y   a im s   t o   s ig n if i ca n t ly   i m p r o v m ed i ca im ag an aly s is   in   th h ea lt h ca r e   f ie ld   an d   p av th way   f o r   f u t u r r e s e ar ch   in   d e te ct in g   f e ta l   h ea r d i s e a s e.   T h i s   ap p r o ac h   p r o m i s e s   ac cu r ac y   in   s eg m en tin g   th f e ta l h ea r t.   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       Mu lticla s s   in s ta n ce   s eg men ta t io n   o p timiz a tio n   fo r   feta l h e a r t ima g o b ject  in terp r eta tio n   ( Ha d i S ya p u tr a )   4139   T h s eg m en tatio n   o f   th ese  ten   an ato m ical  s tr u ctu r es  was  ch o s en   b ased   o n   clin ical  co n s id er atio n s   as  ea ch   h as  an   im p o r tan r o le  i n   th d iag n o s is   o f   co n g e n ital  h ea r d ef ec ts .   T h f o u r   m a in   h ea r ch am b er s     ( L A,   R A,   L V,   R V)   an d   th f o u r   v alv es  ( T V,   PV,  MV ,   A V)   ar th s tr u ctu r es  m o s f r eq u en tly   u s ed   in   th e   f u n ctio n al  ass ess m en o f   th f etal  h ea r v ia  u ltra s o n o g r a p h y .   T h s tr u ctu r o f   th Ao   is   im p o r tan in   id en tify in g   b lo o d   o u tf lo w,   wh ile  th s p in h elp s   to   en s u r co r r ec an ato m ical  o r ie n tatio n   in   th A4 C .   Acc u r ate  s eg m en tatio n   o f   th e s s tr u ctu r es  allo ws  ea r ly   id e n tific atio n   o f   v a r io u s   ab n o r m alities   s u ch   as  s ep tal  d ef ec ts ,   v alv s ten o s is ,   an d   a b n o r m al  p o s itio n in g   o f   th h ea r t o r   o th e r   o r g an s .       2.   M AT E R I AL   A ND  M E T H O D   Dete ctin g   th n o r m al  f etal  h e ar an ato m y   f r o m   A4 C   v id eo   b etwe en   1 4   an d   2 8   wee k s   o f   g estatio n al   ag is   co m p lex   task .   Seg m e n tatio n   aim s   to   d elin ea te  ca r d i ac   s tr u ctu r es  u s in g   co n to u r   b o u n d ar ies;   h o wev e r ,   th is   m eth o d   is   lim ited   in   ca p tu r in g   th s p atial  r elatio n s h ip s   am o n g   c o m p o n en ts .   As  illu s tr a ted   in   Fig u r 1 ,   th e   wo r k f lo b eg in s   with   th e   e x tr ac tio n   a n d   s elec tio n   o f   v i d eo   f r am es  b ased   o n   th e   A4 C   p er s p ec tiv e.   T h s elec ted   f r am es  ar r ef in ed   th r o u g h   cr o p p in g ,   f ilter in g ,   an d   r esizin g ,   f o llo wed   b y   m an u al  an n o tatio n   o f   f etal   h ea r an at o m y   g u id e d   b y   ex p er k n o wled g e.   T h e   d ataset  is   th en   d iv id e d   in t o   tr ain i n g   an d   test in g   s ets.  T h e   m o d el  co n f ig u r atio n   i n clu d es   h y p e r p ar am eter   tu n in g   as  w ell  as  r ef in em en o f   an c h o r   b o x es  an d   p r ed ictio n   lay er s   with in   th e   r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   ( R PN) .   T h m o d el   is   tr ain ed   iter ativ ely   u s in g   v ar io u s   co n f ig u r atio n s .   I ts   p er f o r m a n ce   is   ev al u ated   u s in g   m ea n   av e r ag e   p r ec is io n   ( m AP) ,   wh ich   r ef lects  th e   ac cu r ac y   o f   o b ject  d etec tio n   a cr o s s   d if f er en t r ec all  lev els in   m ed ical  im ag an aly s is .           Fig u r 1 .   T h f lo wch a r t o f   t h e   AI - b ased   m o d els an d   ex p er im en tal  m eth o d s   ap p lied       2 . 1 .     Da t a   a cquis it io n   T h in itial  p h ase  o f   th is   s tu d y   b eg an   with   th ac q u is itio n   o f   f etal  ec h o ca r d i o g r a p h y   v id eo s   o b tain ed   f r o m   au th o r ized   o n lin s o u r ce s   [ 3 4 ] .   T h ese  v id eo s   d is p lay   t h f etal  h ea r f r o m   th A 4 C   p er s p ec tiv an d   ar 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.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 4 1 3 7 - 4 1 5 0   4140   p r o v id e d   in   . m p 4   f o r m at,   with   f ile  s ize  o f   1 3 . 7   MB,  d u r atio n   o f   1 7 8   s ec o n d s ,   an d   f r am r ate  o f   3 0   f p s .   T h en tire   v id e o   was  c o n v er te d   in to   two - d im e n s io n al  im a g e s   with   r eso lu tio n   o f   1 2 8 0 ×7 2 0   p ix els  th r o u g h   a   f r am ex tr ac tio n   p r o ce s s .     2 . 2 .     Da t a   pre - pro ce s s ing   A f t e r   th e   f r a m e x tr a c t io n   p r o c e s s ,   p r e p r o c e s s i n g   s t a g e   w a s   c a r r i e d   o u t o   f i l t e r   an d   s e l e c r e l e v an t   i m a g e s ,   e n s u r i n g   t h q u a l i ty   o f   t h e   d a ta   u s ed   f o r   m o d e l   t r a in i n g .   T h i s   s t a g e   c o n s i s t s   o f   t h r e e   m a i n   s t e p s :   f i l t e r in g ,   c r o p p i n g ,   a n d   r e s i z in g .   F i l t e r in g   w a s   p e r f o r m e d   t o   r e t a i n   o n l y   th e   im a g e s   th a t   c l e ar l y   d e p i c f e t al   h e a r t   s tr u c tu r e s   [ 3 5 ] .   C r o p p i n g   w a s   ap p l ie d   to   f o cu s   o n   th e   r e g io n s   c o n t a i n i n g   th e   f e t a h e ar t i n   s o m c a s e s ,   m u l t i p l cr o p s   w e r t ak e n   f r o m   a   s i n g l im a g i f   i c o n t a in e d   m o r th a n   o n e   f e t a h ea r t   o b j e c t .   F i n a l ly ,   r e s i z i n g   w a s   p e r f o r m e d   t o   s t an d ar d i z t h e   i m a g e   d i m e n s i o n s ,   w i t h   a l i m a g e s   r e s i z e d   to   4 0 0 × 3 0 0   p i x e l s .     2 . 3 .     Da t a   la belin g   Su b s eq u en tly ,   t h s elec ted   n o r m al  f etal  h ea r im ag es  wer m an u ally   a n n o tated   b y   f etal  c ar d io lo g y   ex p er ts   u s in g   s p ec ialized   g r ap h ical  an n o tatio n   to o l,  n am el y   th m ak esen s ap p licatio n   [ 3 6 ] .   T h an n o tatio n   p r o ce s s   was  co n d u cted   i n d iv i d u ally   f o r   ea ch   im a g e,   g u id e d   b y   ex p er k n o wled g o f   f et al  ca r d iac  a n ato m y .   T h an n o tated   o b jects  i n clu d e d L A,   R A,   L V,   R V,   T V,   PV,   MV ,   AV,   Ao ,   an d   s p in e.   T h e   an n o tatio n   r esu lts   wer s av ed   in   J SON  f o r m at  an d   s er v ed   as th g r o u n d   tr u th   f o r   m o d el  tr ai n in g .     2 . 4 .     Da t a   s pli t t ing   Fo llo win g   th an n o tatio n   p r o ce s s ,   th d ataset  was  d iv id ed   in to   two   p r im a r y   s u b s ets:   tr ain in g   d ata   an d   v alid atio n   d ata,   u s in g   an   8 0 :2 0   s p lit  r atio .   T h s p litt in g   was  p er f o r m ed   r a n d o m ly   wh i le  en s u r in g   th at  th e   class   d is tr ib u tio n   r em ain ed   b a lan ce d   ac r o s s   b o th   s u b s ets.  T h is   ap p r o ac h   allo ws  th m o d e to   lear n   f r o m   th e   m ajo r ity   o f   th e   av ailab le   d at wh ile  r eser v i n g   a   p o r tio n   f o r   ev al u atin g   its   g en er aliza ti o n   p er f o r m an ce   o n   u n s ee n   s am p les.  Su c h   a   s tr ateg y   is   c o m m o n ly   e m p lo y e d   in   DL   wo r k f l o ws  to   p r ev e n o v e r f itti n g   an d   e n s u r e   an   u n b iased   p er f o r m an ce   ass ess m en t.     2 . 5 .     Co nfi g ura t io n   Prio r   to   tr ain in g ,   h y p er p ar a m eter   tu n in g   p r o ce s s   was  co n d u cted ,   in clu d in g   th co n f ig u r atio n   o f   an ch o r   b o x es,  lear n in g   r ate,   b atch   s ize,   an d   n u m b e r   o f   e p o ch s .   T h p r o p o s ed   m o d el  was  d ev elo p ed   a n d   tr ain ed   o n   co m p u ter   e q u ip p ed   with   an   I n tel  C o r i3 - 4 1 7 0   C PU  @   3 . 7 0   GHz   ( 4   C PUs ) ,   8   GB   o f   R AM ,   an d   an   Nv id ia  GeFo r ce   GT 1 0 5 0   T GPU  f ea tu r in g   7 6 8   C UDA  co r es,  GPU  clo ck   s p ee d   o f   1 3 9 2 /1 5 0 6   MH z,     4   GB   o f   GDDR5   m em o r y ,   a n d   a   m em o r y   b an d wid t h   o f   1 1 2 . 1   GB /s .   T h p r o g r a m m in g   lan g u a g u s ed   was   Py th o n   3 . 6 . 1 3 ,   with   T en s o r Flo 1 . 1 4 . 0 ,   Ker as 2 . 3 . 1 ,   a n d   Pro to b u f   3 . 1 9 . 6   lib r a r ies.     2 . 6 .     I ns t a nce  s eg m ent a t i o n   I n   th s u b s eq u en s tag e,   th Ma s k   r eg io n - b ased   c o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( Ma s k   R - C NN )   [ 3 7 ]   in s tan ce   s eg m en tatio n   m o d el   is   em p lo y ed .   T h is   m o d el  c o n s is ts   o f   s ev er al  k ey   co m p o n en ts b ac k b o n e   n etwo r k   ( R esNet5 0 )   f o r   f ea tu r ex tr ac tio n ,   a   R PN  f o r   g en e r atin g   ca n d id ate  o b ject  r e g io n s ,   r eg io n   o f   in ter est   ( R OI )   alig n s   f o r   alig n i n g   p r o p o s ed   r eg io n s   with   th f ea tu r m ap s ,   f u lly   c o n n ec ted   la y er s   f o r   b o u n d in g   b o x   class if icatio n   an d   r eg r ess io n an d   f u lly   co n v o lu tio n al  n et wo r k   ( FC N)   f o r   g en er atin g   b i n ar y   m ask s   o f   ea ch   d etec ted   o b ject.   T h m o d el  is   s p ec if ically   d esig n ed   to   p er f o r m   s eg m e n tatio n   o f   th n o r m al  f etal  h ea r t   an ato m y   b ased   o n   th e   A4 C   v iew.   Ma s k   R - C NN  was  s el ec ted   d u e   to   its   ab ilit y   to   p er f o r m   b o t h   o b ject  d etec tio n   an d   i n s tan ce - lev el  s eg m en tatio n   with   h i g h   ac cu r a cy .   Ma s k   R - C NN  o f f er s   b etter   p er f o r m an ce   o n   m ed ical  im ag in g   d atasets   with   lim ited   d ata   an d   c o m p lex   o b ject  b o u n d ar ies.   No   s tr u ct u r al  m o d if icatio n s   wer e   m ad to   th o r ig in al  ar ch itec tu r e,   b u m o d el  p er f o r m a n ce   was  o p tim ized   th r o u g h   h y p er p ar am eter   tu n i n g   s p ec if ic  to   f etal  h ea r t im ag e   c h ar ac ter is tics .     2 . 7 .     E v a lua t i o n m et rics   T o   ev alu ate  th o v er all  p er f o r m an ce   o f   th m o d el,   s p ec if i m etr ic  ca lled   m AP  was  u s ed .   m AP  is   a   wid ely   em p lo y e d   m etr ic  f o r   a s s es s in g   th q u ality   o f   o b ject  d etec to r s .   T h is   m etr ic  m ea s u r es  th ac cu r ac y   o f   th m o d el  in   d etec tin g   o b jec ts   b y   ca lcu latin g   th e   av er a g e   p r ec is io n   ( AP)   f o r   ea c h   cla s s .   m AP  p r o v id es   v alu ab le  in s ig h ts   in to   th e   p er f o r m an ce   o f   th DL   m o d el  in   th task   o f   d etec tin g   f etal  h ea r o b jects.  T o   o b tai n   th m AP  v al u [ 1 7 ] ,   th e   AP  i s   f ir s ca lcu lated   b y   co m b in in g   p r ec is io n   an d   r ec all  at   v ar io u s   th r esh o ld   lev els.   T h eq u atio n s   f o r   AP a n d   m A P a r p r o v i d ed   in   ( 1 )   an d   ( 2 ) ,   r esp ec tiv ely :      =   (                 ×       )   ( 1 )     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       Mu lticla s s   in s ta n ce   s eg men ta t io n   o p timiz a tio n   fo r   feta l h e a r t ima g o b ject  in terp r eta tio n   ( Ha d i S ya p u tr a )   4141   w h er p r ec is io n   at  r ec all  p o i n k   is   th e   p r ec is io n   v alu e   at  s p ec if ic  r ec all;  a n d         is   th e   ch an g e   in   r ec all  b etwe en   two   ad jace n r e ca ll p o in ts .      =   1    = 1   ( 2 )     w h er is   th n u m b er   o f   class es o r   o b jects; an d      is   th AP   f o r   th i - th   class .     T o   ca lcu late  p r ec is io n   an d   r e ca ll,  u s ( 3 )   an d   ( 4 ) .   Pre cisi o n   m ea s u r es  h o m an y   o f   th e   p r ed icted   p o s itiv ca s es  ar tr u ly   p o s itiv e,   an d   it  d ec r ea s es  wh en   th er ar m an y   f alse  p o s itiv es.  R ec all  in d icate s   h o w   m an y   ac tu al  p o s itiv ca s es  ar co r r ec tly   d etec ted ,   an d   it  d e cr ea s es  with   h ig h   f alse  n eg ativ es.  T o g eth er ,   th ese  v alu es  d eter m in AP,  wh ich   is   th en   av er ag ed   to   co m p u te  m AP,  g iv in g   r o b u s o v er all   m ea s u r o f   o b ject  d etec tio n   p er f o r m a n ce .     =   +      ( 3 )     =   +       ( 4 )     w h er P is   p r ec is io n R   is   r ec all,   T P   is   tr u p o s itiv e;  an d   F P   is   f alse p o s itiv e.         3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     P re - pro ce s s ing   o f   no rma l f et a l hea rt   im a g da t a   Fo llo win g   th p r e p r o ce s s in g   t o   o b tain   f etal  h ea r im ag es,  th p r o ce s s   in v o lv e d   co n v er tin g   u ltra s o u n d   v id eo s   in to   s till   im ag es,  r esu ltin g   in   a   to tal  o f   3 5 7   im a g es.  T h ese  im ag es  in clu d th o s s h o win g   f etal  h ea r t   o b jects,  with   s o m im ag es  co n tain in g   o n e ,   two ,   o r   th r ee   f e tal  h ea r o b jects.  Ad d itio n ally ,   th er ar im ag es  th at  d o   n o s h o an y   f etal  h ea r o b jects  an d   th o s wh er th f etal  h ea r o b jects  ar o u o f   f o cu s   o r   b lu r r e d ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r 2 .   Fo r   im ag es  co n tain in g   m u ltip le  f etal  h ea r o b jects  o r   wh e r o th er   tex o r   o b jects  ar e   p r esen in   th im ag e ,   cr o p p in g   is   p er f o r m ed   to   e n s u r th at  t h d ata  u s ed   f o r   th i n s tan ce   s eg m en tatio n   m o d el   m ee ts   th s p ec if ic  r eq u ir e m en ts .   T h is   p r o ce s s   alig n s   with   th s tep s   o u tlin ed   in   m eth o d   s ec tio n .   T h o u tp u o f   th v id eo   e x tr ac tio n   p r o ce s s   a n d   th r esu ltin g   im ag es a r s u m m ar ized   in   T a b le  1 .       T ab le  1 .   Vid eo   ex tr ac tio n   No   I mag e   t y p e   N u mb e r   o f   e x t r a c t e d   i m a g e s   1.   I mag e s s h o w i n g   f e t a l   h e a r t   o b j e c t s   1 1 4   2.   I mag e   sh o w i n g   m u l t i p l e   f e t a l   h e a r t   o b j e c t s   50   3.   I mag e s s h o w i n g   f e t a l   h e a r t   o b j e c t s   b u t   o u t   o f   f o c u s   1 0 5   4.   I mag e s n o t   s h o w i n g   a n y   f e t a l   h e a r t   o b j e c t s   88     To t a l   3 5 7       T ab le  1   p r esen ts   th r esu lts   o f   im ag ex tr ac tio n   f r o m   f etal  h e ar t e x am in atio n   v id e o s ,   ca teg o r ized   in to   f o u r   m ain   g r o u p s   b ased   o n   th q u ality   an d   p r esen ce   o f   f etal  h ea r s tr u ct u r es.  A   to tal  o f   3 5 7   im ag es  with   a   r eso lu tio n   o f   1 2 8 0 × 7 2 0   p ix el s   wer o b tain ed .   Mo s o f   th e   im ag es  co n tain   f etal  h ea r o b jects  with   v ar y in g   lev els  o f   clar ity   an d   o b ject  co u n t,  wh ile  o th er s   lack   r elev an f ea tu r es  f o r   f u r th er   an al y s is .   T h is   clas s if icatio n   s u p p o r ts   th s elec tio n   o f   s u itab le  im ag es f o r   t h an n o tatio n   an d   m o d el  tr ain in g   s tag es.   Vis u ally ,   Fig u r 2   illu s tr ates  f o u r   m ai n   ca teg o r ies  r esu lti n g   f r o m   th im a g e x tr ac tio n   p r o ce s s .   Fig u r 2 ( a)   d is p lay s   im ag es  th at  d o   n o d is p lay   an y   f etal   h ea r o b ject,   Fig u r 2 ( b )   p r esen ts   im ag es  th at   co n tain   f etal  h ea r o b ject  b u ar o u o f   f o cu s ,   Fig u r 2 ( c)   s h o ws  im ag es  th at  clea r ly   s h o s in g le  f etal  h ea r o b ject,   an d   Fig u r 2 ( d )   p r esen ts   im ag es  th at  d is p lay   m u ltip le  f etal  h ea r t   o b jects  wi th in   s in g le  f r am e.   T h ese  ca teg o r ies  ar e   d er i v ed   f r o m   th v id eo - to - im ag e   co n v er s io n   p r o ce s s   an d   will  s u b s eq u en tly   u n d e r g o   p r ep r o ce s s in g   as p ar t o f   t h d a taset p r ep ar atio n   f o r   tr ain i n g   t h s eg m en tatio n   m o d el.   Fo llo win g   th cr o p p i n g   an d   s elec tio n   p r o ce s s   f o r   im ag es  d is p lay in g   f etal  h ea r o b jects ,   th to tal   n u m b er   o f   im a g es  was  r ed u c ed   to   1 7 6 ,   wh ich   alig n s   with   th r eq u ir e m en ts   f o r   th e   in s tan ce   s eg m en tatio n   m o d el,   as  s h o wn   in   Fig u r e   3 .   Af ter   o b tain in g   th f etal  h ea r t im ag es,  th n ex t   s tep   in v o l v ed   s ca lin g   th im ag es   to   en s u r u n if o r m   s ize  ac r o s s   th d ataset.   T h s ca lin g   p r o ce s s   was  co n d u cted   as  d escr ib ed   in   th m eth o d   s ec tio n ,   with   im ag es  r esized   t o   4 0 0 ×3 0 0   p ix els.  Fo llo win g   t h is ,   all  n o r m al  f etal  h ea r im ag es  wer an n o tated   with   ten   lab els  co r r esp o n d in g   to   th an at o m ical  f ea tu r es  o f   th f etal  h ea r t.   T h is   an n o tatio n   was  p er f o r m ed   u s in g   p o ly g o n   p o in ts   o n   th e   f etal  h ea r o b ject  im ag es.  T h an n o tatio n   p r o ce s s   is   illu s tr ated   in   Fig u r 4 .     T h f in al  an n o tated   f etal  h ea r t   im ag es we r ex p o r ted   in   J SON  f ile  f o r m at.   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.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 4 1 3 7 - 4 1 5 0   4142       ( a)   ( b )           ( c)   ( d )     Fig u r 2 .   Fo u r   im ag ca teg o r i es f r o m   th e x tr ac tio n   p r o ce s s   of   ( a)   n o t sh o win g   an y   f etal  h e ar o b jects ,   ( b )   s h o win g   f etal  h ea r t o b jects b u t o u o f   f o cu s ,   ( c )   s h o win g   f etal  h ea r t o b ject ,   an d   ( d )   s h o win g   m u ltip le  f etal  h ea r t o b ject           Fig u r 3 .   Fetal  h ea r t im a g es f r o m   th A4 C       Fig u r 4 ( a )   r e p r esen ts   th a n a to m ical  lo ca tio n   o f   t h f etal  h ea r th at  h as  b ee n   d eter m in ed   b ased   o n   ex p er d esig n atio n ,   b u h as   n o g o n e   th r o u g h   th e   AI - b ased   m o d elin g   s tag e.   T h is   id e n tific atio n   is   d o n e   m an u ally   b y   th r ad io lo g is o r   s p ec ialis b y   co n s id er in g   th v is u al  c h ar ac ter is tics   s ee n   o n   th e   u ltra s o u n d   im ag e.   T h lo ca tio n   o f   an ato m ical  s tr u ctu r es  in   th is   im ag s er v es  as   th g r o u n d   tr u t h ,   wh ich   b ec o m es  th e   r ef er en ce   in   f u r th er   a n n o tati o n   an d   m o d elin g   s tag es.  Me an wh ile,   Fig u r 4 ( b )   is   th r esu lt  o f   an n o tatio n   p er f o r m ed   u s in g   an n o tatio n   t o o ls ,   wh er ea c h   f etal  h ea r s tr u ctu r h as  b ee n   lab ele d   with   co lo r   m ask   a n d   b o u n d in g   b o x   to   d is tin g u is h   s p ec if ic  ar ea s .   T h is   an n o tatio n   is   an   im p o r tan p ar o f   p r ep a r in g   th d ataset  f o r   tr ain in g   AI - b ased   s eg m en tatio n   m o d els.           ( a)   ( b )     Fig u r 4 .   An n o tatio n   o f   f etal  h ea r t im ag es ( a)   o r ig in al  im ag e   with   m an u al  id en tific atio n   an d   ( b )   an n o tated   im ag with   co lo r   m ask s   an d   b o u n d in g   b o x es       Af ter   th an n o tatio n   p h ase  is   co m p lete,   t h J SON  an n o tat io n   f iles   ar p air ed   with   th an n o tated   im ag es.  T h is   co m b in ed   d ataset  is   th en   u s ed   to   tr ain   th in s tan ce   s eg m en tatio n   m o d el  f o r   f etal  h ea r im ag 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       Mu lticla s s   in s ta n ce   s eg men ta t io n   o p timiz a tio n   fo r   feta l h e a r t ima g o b ject  in terp r eta tio n   ( Ha d i S ya p u tr a )   4143   o b jects.  s am p le  o f   th an n o tatio n   r esu lts   i s   s h o wn   in   F ig u r 5 .   Fig u r 5   s h o ws  th r esu lts   o f   g r o u n d   tr u th   an n o tatio n   f o r   s eg m en tatio n   o f   an ato m ical  s tr u ctu r es in   f etal   h ea r t u ltra s o u n d   im ag es.  Fig u r 5 ( a)   d is p lay s   th o r ig in al  u ltra s o u n d   im ag e ,   wh ile   Fig u r e s   5 ( b )   to   5 ( k )   r ep r esen th m an u ally   an n o tate d   s eg m en tatio n   o f   v ar io u s   h ea r s tr u ct u r es.  T h s tr u ctu r es  s h o wn   in clu d e   Ao ,   AV,   L A,   L V,   MV ,   PV,  R A,   R V,   s p in e ,   an d   T V.   T h m ask in g   v is u alize d   in   Fig u r e s   5 ( b )   to   5 ( k )   s h o ws  th ar ea s   id en tifie d   as  p ar o f   ea ch   a n ato m ical  s tr u ctu r b ased   o n   th g r o u n d   tr u th   an n o tatio n s .   T h is   im ag e   is   g en er a ted   f r o m   an n o tated   d ata  in   J SON  f o r m at  im p o r ted   in to   Py th o n   co d an d   v is u alize d   u s in g   im a g p r o ce s s in g   lib r ar ies  s u ch   as  Op en C o r   Ma t p lo tlib .   T h p r o ce s s   in v o lv es m ap p in g   th J SON  d ata  in to   an   ar r ay   o f   b in ar y   im a g es f o r   ea ch   an ato m ical  s tr u ctu r e,   th en   v is u alize d   ag ain s t a   b lu b ac k g r o u n d   to   c lar if y   th s eg m en te d   p ar ts .         (a )             (b )   (c )   (d )   (e )   (f)               (g )   (h )   (i)   (j)   (k )     Fig u r 5 .   Gr o u n d   tr u th   o f   a n n o tatio n   r esu lts   ( a)   o r ig in al  i m a g e ,   ( b )   Ao ,   ( c )   AV ,   ( d )   L A ,   ( e)   L V ,     ( f )   MV ,   ( g )   PV ,   ( h )   R A ,   ( i)   R V ,   ( j)   s p in e ,   an d   ( k )   T V       3 . 2 .     Sp litt ing   da t a   T h is   s tu d y   u tili ze s   d ata s et  t h at  is   d iv id ed   in to   two   p ar ts th tr ain in g   s et  an d   th v alid atio n   s et.     T h tr ain in g   s et  is   u s ed   t o   tr ain   th m o d el ,   wh ile  th v alid atio n   s et  is   u s ed   t o   ev alu ate  th m o d el' s   p er f o r m an ce   o n   d ata   th at  was  n o s ee n   d u r i n g   th tr ai n in g   p r o ce s s .   Ou o f   th e   to tal  1 7 6   im ag es,  th d ataset  is   s p lit in to   1 4 0   im a g es f o r   t h tr ain in g   s et  an d   3 6   im ag es f o r   t h v alid atio n   s et,   as sh o wn   i n   T ab le  2 .       T ab le  2 .   Data s et  s p lit f o r   tr ain i n g   an d   v alid atio n   s ets   No   D a t a   N u mb e r   o f   i m a g e s   1.   Tr a i n i n g   d a t a     1 4 0   2.   V a l i d a t i o n   d a t a     36       3 . 3 .     M o del seg m ent a t io n desi g n   T h is   s tu d y   em p lo y s   th Ma s k   R - C NN  m eth o d ,   o p tim izin g   th m o d el  b y   f in e - tu n in g   th h y p er p ar am eter s   s p ec if ic   to   Ma s k   R - C NN.   T h h y p e r p ar am eter s   u s ed   ar e   lis ted   in   T ab le   3 .   T h ese  h y p er p ar am eter s   ar e   cr itical  f o r   im p r o v in g   ac cu r ac y   with   th e   im ag d ata.   T h e   s elec ted   h y p er p ar am eter s   r esu lt   in   2 4   m o d el  co m b in atio n s .   A cc o r d in g   to   T a b le  4 ,   th p ar a m eter s   in clu d im ag s ize,   lear n in g   r ate,   lear n i n g   m o m en tu m ,   with   8   ep o c h s   an d   5 0 0   s tep s   p er   ep o c h ,   R esNet - 5 0   b ac k b o n ar c h itectu r e,   s to ch asti g r ad ien t   d escen ( SGD )   o p tim izer ,   a n d   b atch   s ize  o f   1 .       T ab le  3 .   Hy p er p ar a m eter s   u s ed   f o r   Ma s k   R - C NN  m o d el  tr ai n in g   No   C o n f i g u r a t i o n s   H y p e r p a r a me t e r   1.   I mag e   si z e   [ 6 4 , 1 2 8 , 2 5 6 , 5 1 2 ]   2.   Le a r n i n g   r a t e   [ 0 . 0 1 , 0 . 0 0 1 , 0 . 0 0 0 1 ]   3.   Le a r n i n g   mo me n t u m   [ 0 . 7 , 0 . 9 ]       T ab le  4   p r esen ts   2 4   co m b in atio n s   o f   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( C NN )   ar c h itectu r m o d els   ex p er im en ted   to   ev alu ate   th e   im p ac o f   v a r io u s   h y p e r p ar a m eter s   o n   class if icatio n   p er f o r m an ce .   T h e   v ar ied   p ar am eter s   in clu d in p u im a g s ize,   lear n in g   m o m en tu m ,   an d   lear n in g   r ate.   All  m o d els  u s th R e s Net - 50  b ac k b o n e,   o p tim ized   with   th SGD  alg o r ith m ,   an d   tr ain ed   f o r   8   ep o c h s   with   5 0 0   s tep s   p e r   ep o ch ,   a n d   with   b atch   s ize  o f   1 .   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.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 4 1 3 7 - 4 1 5 0   4144   T ab le  4 .   Mo d el  ex p e r im en tati o n s   with   R esNet - 5 0   b ac k b o n an d   SGD  o p tim izer   M o d e l   S i z e   Le a r n i n g   mo me n t u m   Le a r n i n g   r a t e   R 5 0 _ sg d _ 1   ( 6 4 , 6 4 )   0 . 7   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2   ( 6 4 , 6 4 )   0 . 9   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 3   ( 6 4 , 6 4 )   0 . 7   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 4   ( 6 4 , 6 4 )   0 . 9   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 5   ( 6 4 , 6 4 )   0 . 7   0 . 0 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 6   ( 6 4 , 6 4 )   0 . 9   0 . 0 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 7   ( 1 2 8 , 1 2 8 )   0 . 7   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 8   ( 1 2 8 , 1 2 8 )   0 . 9   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 9   ( 1 2 8 , 1 2 8 )   0 . 7   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 0   ( 1 2 8 , 1 2 8 )   0 . 9   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 1   ( 1 2 8 , 1 2 8 )   0 . 7   0 . 0 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 2   ( 1 2 8 , 1 2 8 )   0 . 9   0 . 0 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 3   ( 2 5 6 , 2 5 6 )   0 . 7   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 4   ( 2 5 6 , 2 5 6 )   0 . 9   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 5   ( 2 5 6 , 2 5 6 )   0 . 7   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 6   ( 2 5 6 , 2 5 6 )   0 . 9   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 7   ( 2 5 6 , 2 5 6 )   0 . 7   0 . 0 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 8   ( 2 5 6 , 2 5 6 )   0 . 9   0 . 0 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 1 9   ( 5 1 2 , 5 1 2 )   0 . 7   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2 0   ( 5 1 2 , 5 1 2 )   0 . 9   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2 1   ( 5 1 2 , 5 1 2 )   0 . 7   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2 2   ( 5 1 2 , 5 1 2 )   0 . 9   0 . 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2 3   ( 5 1 2 , 5 1 2 )   0 . 7   0 . 0 0 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2 4   ( 5 1 2 , 5 1 2 )   0 . 9   0 . 0 0 0 1       3 . 4 .     Resul t s   o f   M a s k   R - CN m o del o ptim iza t io n   T h ev al u atio n   o f   th e   Ma s k   R - C NN  m o d el  was  co n d u cte d   b y   ca lcu latin g   th e   m AP,   wh ich   r e f lects  th o v er all   ac cu r ac y   o f   th m o d el.   T h e   r esu lts   o f   th m o d el   ev alu atio n   f r o m   v a r io u s   ex p e r im en ts   ar d etailed   in   T ab le   5 .   T h is   tab le   p r esen t s   th m AP  r esu lts   f o r   ea c h   ca teg o r y   with in   th e   tr ain in g   d ataset,   in d icatin g   t h at   th m o d el  h as su cc ess f u lly   lear n ed   to   r ec o g n ize  all  class es.       T ab le  5 .   AP a n d   m AP f o r   tr ai n in g   d ataset  o r i g in al   M o d e l   A P   ( I o U ) = 5 0   mA P   Ao   LA   LV   RV   RA   S p i n e   TV   MV   PV   AV   R 5 0 _ sg d _ 1   0 . 0 0 0   0 . 2 7 8   0 . 2 4 4   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 0 7 8   R 5 0 _ sg d _ 2   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 2 2 2   0 . 2 4 7   0 . 2 2 2   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 6 9 1   R 5 0 _ sg d _ 3   0 . 0 0 0   0 . 0 5 6   0 . 1 8 8   0 . 2 2 2   0 . 2 2 2   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 6 8 8   R 5 0 _ sg d _ 4   0 . 0 0 0   0 . 1 3 9   0 . 2 7 8   0 . 1 9 1   0 . 2 5 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 8 5 8   R 5 0 _ sg d _ 5   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0   R 5 0 _ sg d _ 6   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 3 9   0 . 0 0 0   0 . 0 2 8   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 1 6 7   R 5 0 _ sg d _ 7   0 . 1 3 9   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 2 2   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 4 7 3   R 5 0 _ sg d _ 8   0 . 2 4 4   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 5 7 8   R 5 0 _ sg d _ 9   0 . 0 0 0   0 . 1 9 4   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 2 7 8   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1   R 5 0 _ sg d _ 1 0   0 . 0 2 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 2 7 8   0 . 1 6 3   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 2 7 5   R 5 0 _ sg d _ 1 1   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 9 4   0 . 0 5 6   0 . 1 1 1   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 3 6 1   R 5 0 _ sg d _ 1 2   0 . 0 0 0   0 . 1 3 9   0 . 2 2 2   0 . 2 5 0   0 . 2 5 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 8 6 1   R 5 0 _ sg d _ 1 3   0 . 0 2 8   0 . 0 8 3   0 . 0 5 6   0 . 0 8 3   0 . 2 7 8   0 . 0 2 8   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 5 5 6   R 5 0 _ sg d _ 1 4   0 . 0 0 0   0 . 2 5 0   0 . 2 5 0   0 . 2 2 2   0 . 1 9 4   0 . 1 6 7   0 . 0 3 7   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 1 2   R 5 0 _ sg d _ 1 5   0 . 2 5 0   0 . 2 2 2   0 . 2 5 0   0 . 2 1 9   0 . 2 7 8   0 . 2 1 9   0 . 0 5 4   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 4 9 2   R 5 0 _ sg d _ 1 6   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 1 5 1   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 7 6 3   R 5 0 _ sg d _ 1 7   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 1 3 9   0 . 1 1 1   0 . 0 5 6   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 3 0 6   R 5 0 _ sg d _ 1 8   0 . 0 5 6   0 . 2 2 2   0 . 2 1 6   0 . 2 2 2   0 . 2 2 2   0 . 0 5 6   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 9 9 4   R 5 0 _ sg d _ 1 9   0 . 8 4 2   0 . 2 5 0   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 2 2   0 . 2 3 1   0 . 1 8 8   0 . 1 8 2   0 . 0 0 0   0 . 2 7 4 9   R 5 0 _ sg d _ 2 0   0 . 5 6 5   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 2 6 7   0 . 2 5   0 . 1 5 5   0 . 0 4 2   0 . 2 6 4 1   R 5 0 _ sg d _ 2 1   0 . 3 3 3   0 . 2 7 8   0 . 2 5 0   0 . 2 3 9   0 . 2 7 8   0 . 1 1 1   0 . 0 0 7   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 7   0 . 1 5 0 3   R 5 0 _ sg d _ 2 2   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 7 8   0 . 2 2 2   0 . 1 6 5   0 . 0 4 2   0 . 1 5 7   0 . 1 2 5   0 . 2 1 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2 3   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0   R 5 0 _ sg d _ 2 4   0 . 2 2 2   0 . 1 5 9   0 . 0 9 9   0 . 0 2 8   0 . 2 2 2   0 . 1 3 4   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 0 0   0 . 0 8 6 4       T ab le  5   p r esen ts   th Ma s k   R - C NN  m o d el  ev alu atio n   r esu lts   b ased   o n   AP  at  in ter s ec tio n   o v er   u n i o n   ( I o U ) =5 0   f o r   ea c h   f etal   h ea r an ato m y   ca teg o r y   in   th tr ain in g   d ataset  as  well  as  th e   m A as  m ea s u r o f   o v er all  m o d el  p er f o r m an ce .   B ased   o n   th r esu lts   o b tain ed ,   m o d els  R 5 0 _ s g d _ 1 9   an d   R 5 0 _ s g d _ 2 0   s h o wed   th e   b est  p er f o r m an ce   with   m AP  o f   0 . 2 7 4 9   a n d   0 . 2 6 4 1 ,   in d ica tin g   th a b ilit y   to   r ec o g n ize  v ar io u s   an at o m ical  s tr u ctu r es  m o r ac c u r ately   th an   o th er   m o d els.  C ar d iac  s tr u ctu r es  s u ch   as  r ig h t   R V,   L V,   R A,   L A,   an d   A V   ten d ed   to   h av h i g h er   AP  v al u es,  in d icatin g   th at  th e   m o d el s   wer ab le  to   r ec o g n ize  th es p ar ts   b etter   th an   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       Mu lticla s s   in s ta n ce   s eg men ta t io n   o p timiz a tio n   fo r   feta l h e a r t ima g o b ject  in terp r eta tio n   ( Ha d i S ya p u tr a )   4145   o th er   s tr u ctu r es,  s u ch   as  T o r   PV,  wh ich   h ad   lo wer   o r   ev en   ze r o   AP  v alu es.  T h ev alu atio n   r esu lts   also   s h o th at  th er ar s o m m o d els  with   AP  v alu e= 0 . 0 0 0   in   c er tain   ca teg o r ies,  in d icatin g   th at  th m o d el  f ailed   to   d etec o b jects  o f   th at  class   in   th tr ain in g   d ataset.   T h is   co u ld   b d u to   v ar io u s   f ac to r s ,   s u ch   as  lim ited   am o u n o f   a n n o tatio n   d ata  o r   th co m p lex ity   o f   a n ato m i ca s tr u ctu r es  th at  ar d if f icu lt  f o r   th m o d el  to   r ec o g n ize.   I n   ad d itio n ,   m o d els   s u ch   as R 5 0 _ s g d _ 5   an d   R 5 0 _ s g d _ 2 3   h a v m AP=0 ,   in d icati n g   th at  th ey   d id   n o s u cc ess f u lly   s eg m en an y   o b jects  in   th d ataset.   Mo d els  with   h ig h er   m AP  s h o b et ter   p er f o r m an c in   d etec tin g   an d   lab elin g   f etal  h ea r s tr u ctu r es,  wh ile  m o d els  with   m an y   v alu es  o f   0 . 0 0 0   o r   m AP=0   s h o wea k n ess es in   th lear n in g   p r o ce s s   f r o m   th av ailab le  d ata.   Fig u r 6   d is p lay s   th e   m AP  f o r   v a r io u s   R esNet - 5 0   m o d els   tr ain ed   u s in g   th SGD  o p tim izer   with   d if f er en t   h y p er p ar a m eter   c o m b in atio n s .   m AP  is   a   co m m o n ly   u s ed   m etr ic   to   e v alu ate   th p er f o r m an ce   o f   o b ject  d etec tio n   m o d els,  with   h ig h er   v alu es  in d icatin g   b etter   p er f o r m an ce .   Fro m   th e   g r a p h ,   it  is   ev id en th at   m o d els  R 5 0 _ s g d _ 1 9   an d   R 5 0 _ s g d _ 2 0   ac h iev ed   th b est  r es u lts ,   with   m AP  v alu es  o f   ap p r o x im ately   0 . 2 7   an d   0 . 2 6 ,   r esp ec tiv ely .   T h is   s u g g e s ts   th at  m o d els  with   an   i n p u i m ag s ize  o f   5 1 2 × 5 1 2   an d   l ea r n in g   r ate  o f   0 . 0 1   p er f o r m   b etter   in   d etec tin g   o b jects  with in   th d ataset  u s ed .   Oth er   m o d els,  s u ch   as  R 5 0 _ s g d _ 1 ,   R 5 0 _ s g d _ 7 ,   an d   R 5 0 _ s g d _ 1 5 ,   also   s h o wed   f air ly   g o o d   p er f o r m an ce   with   m AP  v alu es  r an g in g   f r o m   0 . 1   to   0 . 1 5 .   Ho we v er ,   th eir   p er f o r m an ce   was  s till   b elo th at  o f   m o d els  R 5 0 _ s g d _ 1 9   an d   R 5 0 _ s g d _ 2 0 .   So m m o d els  ex h ib ited   v er y   lo o r   ev en   ze r o   p er f o r m a n c e,   s u ch   as  R 5 0 _ s g d _ 5   an d   R 5 0 _ s g d _ 2 3 .   T h is   m ay   b attr ib u ted   to   s u b o p tim al  h y p er p ar am eter   c o m b in atio n s   f o r   th e   d ataset.   Ov er all,   th ese  r esu lts   h ig h lig h th e   im p o r ta n ce   o f   s elec tin g   th e   ap p r o p r iate  im ag in p u s ize  an d   lear n in g   r ate  to   ac h iev o p tim al  p er f o r m an ce   in   o b jec d etec tio n   m o d els  u s in g   th R esNet - 5 0   ar ch itect u r with   th SGD  o p tim izer .   Alt h o u g h   Ma s k   R - C NN   is   a   w ell - es ta b lis h e d   m et h o d ,   th i s   s t u d y   p r es e n ts   a   n o v el   ap p lica ti o n   b y   in t eg r ati n g   i n s ta n ce   s eg m e n t a tio n   w it h   t ar g e te d   h y p er p ar a m et er   o p t im i za ti o n   tai lo r ed   f o r   A 4 C   f eta h ea r t   u lt r as o u n d   i m a g es.   T h e   co m b i n at io n   o f   i n p u t   r eso lu ti o n   t u n i n g ,   le a r n in g   r at e,   a n d   m o m e n t u m   o n   d atas et   wit h   ten   a n at o m ic al  class es  r e p r ese n ts   u n iq u e   c o n tr ib u t io n ,   as   p r e v i o u s   s tu d i es  t y p i ca ll y   lim i ted   s e g m e n tat io n   to   f ew er   s t r u ct u r es   o r   d i d   n o t   p e r f o r m   s y s t em ati m o d el  o p ti m i za ti o n .   T h is   a p p r o ac h   ad d r ess e s   th c o m p l ex it y   o f   f et al   ca r d i ac   im a g i n g   a n d   d em o n s tr at es i m p r o v e d   cl ass - wis e   r e co g n it io n   i n   cli n i ca l ly   r el e v a n t   c o n te x t .           Fig u r 6 .   R esu lts   an d   an aly s is   o f   m o d el  p er f o r m a n ce       T h Fig u r 7   illu s tr ates  th A at  an   I o U   th r esh o ld   o f   5 0   f o r   ea ch   class   ac r o s s   v ar io u s   R esNet - 5 0   m o d els  tr ain ed   with   th SGD   o p tim izer .   E ac h   lin in   th g r ap h   r ep r esen ts   class ,   wi th   AP  v alu es  f o r   ea ch   m o d el  p lo tted   as  p o in ts   alo n g   th at  lin e .   T h an aly s is   r ev ea ls   th at  th class   Ao   d em o n s tr ates  s ig n if ican p er f o r m an ce   v ar iatio n   ac r o s s   m o d els,   with   s o m e   m o d els  s u ch   as  R 5 0 _ s g d _ 1 9   a n d   R 5 0 _ s g d _ 2 0   ac h iev in g   h ig h   AP  v alu es.  Oth e r   class es,  in clu d in g   L A,   L V,   an d   R V,   also   s h o n o ticea b le   v ar iati o n   in   p er f o r m an ce   am o n g   th e   test ed   m o d els.  Mo d els  R 5 0 _ s g d _ 1 9   an d   R 5 0 _ s g d _ 2 0   e x h ib it  m o r co n s is ten p er f o r m an ce   ac r o s s   m an y   class es  co m p ar ed   to   o t h er s .   C er tain   class e s   lik s p in e ,   T V,   MV ,   PV,  an d   AV  f r eq u en tly   s h o lo o r   ev en   ze r o   AP  v alu es  in   m an y   m o d els,  in d icatin g   th at   d etec ti o n   f o r   th ese  class es  is   m o r c h allen g in g .   Ov er all,   m o d els  with   lar g er   in p u im ag s izes  an d   lo wer   lear n in g   r ates  ap p ea r   to   d eliv er   b etter   an d   m o r co n s is ten r esu lts   ac r o s s   v ar io u s   class es.  T h b est - p er f o r m in g   m o d el  in   t h is   ev alu atio n   is   R 5 0 _ s g d _ 1 9 ,   wh ic h   d em o n s tr ates  th h ig h est  p er f o r m an ce   ac r o s s   m o s clas s es.   Ou o f   th 2 4   id en tifie d   m o d els,  n am ed   f r o m   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.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 4 1 3 7 - 4 1 5 0   4146   R 5 0 _ s g d _ 1   to   R 5 0 _ s g d _ 2 4 ,   th r esear ch   s elec ted   two   m o d el s   with   o p tim al   d etec tio n   p er f o r m an ce   f o r   class es  s u ch   as  Ao ,   L A,   L V,   R V,   R A,   T V,   MV ,   PV,  AV,   an d   s p in e .   T h ev al u atio n ,   b ased   o n   m A v alu es,  id en tifie d   th f ir s o p tim al  m o d el  as  R 5 0 _ s g d _ 1 9 ,   wh ich   ac h ie v ed   t h h ig h est  m AP  o f   0 . 2 7 4 9 ,   a lth o u g h   it  f ailed   to   d etec th AV  class .   T h s ec o n d   m o d el,   R 5 0 _ s g d _ 2 0 ,   s u cc e s s f u lly   d etec ted   all  class es  wi t h   m AP  o f   0 . 2 6 4 1 .   B o th   m o d els  d em o n s tr ated   s tr o n g   o v er all  p er f o r m an ce .   T ab le  6   p r esen ts   th ese  two   o p tim al  m o d els  b ased   o n   th r esu lts   f r o m   T ab le  5 .   T h ese  m o d els  wer s elec ted   d u to   th eir   h ig h   m AP  v alu es  an d   co n s is ten t   p er f o r m an ce   ac r o s s   m o s t f etal  h ea r t a n ato m ical  class es.           Fig u r 7 .   C o m p a r is o n   o f   AP v alu es b etwe en   o b ject  class es o f   f etal  h ea r t im a g es       T ab l e   6 .   Op tim al  p a r am eter s   f o r   Ma s k   R - C NN  m o d els   M e t h o d   M o d e l   P a r a me t e r s   M a s k   R - C N N   R 5 0 _ sg d _ 1 9   I mag e   si z e :   5 1 2 × 5 1 2 ,   l e a r n i n g   m o me n t u m:   0 . 7 ,   l e a r n i n g   r a t e :   0 . 0 1   R 5 0 _ sg d _ 2 0   I mag e   S i z e :   5 1 2 × 5 1 2 ,   l e a r n i n g   m o me n t u m:   0 . 9 ,   l e a r n i n g   r a t e :   0 . 0 1       T h r esu lts   o f   in s tan ce   s eg m e n tatio n   f r o m   th e   two   o p tim al  m o d els  ar d is p lay ed   in   Fig u r 8 .   T h is   f ig u r s h o ws  th s eg m en tatio n   r esu lts   f o r   ten   class es  o f   f etal  h ea r o b jects.  T h ese  s eg m e n tatio n   o u tp u ts   ar e   ess en tial  to   ev alu ate  th m o d el’ s   ab ilit y   to   d if f er e n tiate  ea ch   an ato m ical  s tr u ctu r ac cu r ately .   Fig u r 8 ( a )   s h o ws  th s eg m en tatio n   r esu lts   f o r   s ev er al  an ato m ical  s tr u ctu r es  in   m ed ical   im ag e,   lik ely   an   ec h o ca r d io g r am   o f   th h ea r t.   T h s eg m e n tatio n   s u cc ess f u l ly   id en tifie s   an d   lab els  s ev er al  k ey   p ar ts   o f   th im ag with   h i g h   c o n f id e n ce   le v els,  in clu d in g R with   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 5   L V   with   c o n f id en ce   o f   0 . 9 9 9   AV  with   co n f id en ce   o f   0 . 9 8 5   MV   with   co n f id en ce   o f   0 . 9 7 5   R with   co n f id e n ce   o f   1 . 0 0 0   PV  with   a   co n f id en ce   o f   0 . 9 7 2   L with   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 9   T with   co n f id en ce   o f   0 . 9 7 0   Ao   with   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 5   s p in with   a   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 7 .   T h is   s eg m en tatio n   d em o n s tr ates  th at  th m o d el  h as  v er y   h ig h   ac cu r ac y   in   id e n tify in g   a n d   la b elin g   v ar io u s   an ato m ical  s tr u ctu r es  with in   th m ed ical  im ag e.   E ac h   s eg m en is   clea r ly   d elin ea ted ,   an d   th h i g h   co n f id e n ce   v alu es  s u g g est  th at  th is   m o d el  is   r eliab le  f o r   d iag n o s tic  p u r p o s es   an d   f u r t h er   m ed ical  an aly s is .   T h ese  r esu lts   ar h ig h ly   f av o r ab le  f o r   m ed ical  ap p licatio n s ,   p ar ticu lar ly   in   ass is tin g   p h y s ician s   with   th e   id en tific atio n   a n d   an aly s is   o f   cr itical  p a r ts   o f   ec h o ca r d io g r ap h ic   im ag es.     Fig u r 8 ( b )   p r esen ts   t h s eg m en tatio n   r esu lts   o f   s ev er al  k ey   an at o m ical  s tr u ctu r es  in   a n   ec h o ca r d io g r ap h ic  im ag e,   with   ex tr em el y   h ig h   co n f id en ce   lev els.  Deta iled   ex p lan atio n s   f o r   ea ch   i d en tifi ed   s tr u ctu r ar e   as  f o llo ws .   R V:  th is   s tr u ctu r i s   id en tifie d   with   co n f id e n c o f   0 . 9 9 8 ,   in d icatin g   th at   th m o d el  is   h ig h ly   co n f id en i n   its   id en tific atio n .   L V:  s im ilar ly ,   th LV   is   id en tifie d   with   v er y   h ig h   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 8 .     AV:  th is   v alv is   id en tifie d   with   co n f id en ce   o f   0 . 9 5 4 .   Alth o u g h   s lig h tly   lo wer   t h an   o th er   s tr u ctu r es,  th is   v alu r em ain s   v er y   h ig h .   MV m ar k ed   with   a   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 3 ,   i n d icatin g   n ea r ly   p er f ec co n f id e n ce   in   id en tify in g   th is   v alv e .   R A:  with   co n f id e n ce   o f   0 . 9 9 9 ,   th e   RA   is   id en tifie d   with   n ea r ly   p er f ec c o n f id e n ce .   PV:  th is   v alv is   id en tifie d   with   co n f id en ce   o f   0 . 9 4 5 ,   wh ich   r em ain s   with in   h ig h   co n f id e n ce   r an g e.     T V:  with   co n f id en ce   o f   0 . 9 8 8 ,   th TV   is   s eg m en ted   with   v er y   g o o d   ac cu r ac y .   Ao th is   s tr u ctu r is   m ar k ed   with   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 8 ,   i n d icatin g   h ig h ly   ac cu r ate  id e n tific atio n .   Sp in e:   th e   s p in i s   s eg m en ted   with   a   co n f id en ce   o f   0 . 9 9 6 ,   s h o wi n g   h ig h   co n f id en ce   in   th e   id en tific atio n   o f   th is   s tr u ctu r e.   Ov er all,   th is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.