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 .   2 ,  A p r il 2 0 2 6 ,   p p .   1 5 9 3 ~ 1 6 0 4   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 2 . p p 1 5 9 3 - 1 6 0 4       1593     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Fet a l  o rg a n de tec tion usin g  f ea ture  enhancem en t  w it h atten tion  a nd residua l bloc k       Nus wil  B er no lia n 1 ,   Siti  N ur m a ini 2, 3 ,   Ade  I ria ni Sa pitr i 2, 3 ,   Anni s a   Da rm a wa hy un i 2, 3 ,     M uh a m m a d Na ufa l R a chm a t ull a h 2, 3 ,   B a m ba ng   T utuk o 2, 3 ,   F irda us   F irda us 2, 3   1 D e p a r t me n t   o f   F e t o m a t e r n a l , D r .   M o h a mm a d   H o e si n   G e n e r a l   H o s p i t a l ,   P a l e m b a n g ,   I n d o n e si a   2 A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e - M e d i c a l   C e n t e r   o f   E x c e l l e n c e ,   U n i v e r s i t a s Sr i w i j a y a ,   P a l e m b a n g ,   I n d o n e si a   3 I n t e l l i g e n t   S y s t e m  R e s e a r c h   G r o u p ,   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       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   1 4 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   2 5 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Feb   6 ,   2 0 2 6       Th e   ra p i d   a d v a n c e m e n ts  in   f e tal  u lt ra so n o g ra p h y   h a v e   si g n ifi c a n tl y   e n h a n c e d   p re n a tal  d iag n o sis  in   re c e n t  y e a rs.  De e p   lea rn i n g   (DL)   a rc h it e c tu re s  h a v e   fu rt h e r  stre a m li n e d   th e   p r o c e ss   o f  o r g a n   d e tec ti o n ,   imp ro v e d   d ia g n o stic  a c c u ra c y ,   a n d   re d u c e d   o b se rv e r  d e p e n d e n c y .   Th is  stu d y   p ro p o se s  a   c o m p u ter - a id e d   DL  a p p r o a c h   fo r  fe tal  o rg a n   se g m e n tatio n   u sin g   th e   y o u   o n l y   l o o k   o n c e   (YO LO)  a lg o rit h m ,   a   sta te - of - t h e - a rt  m e th o d   fo r   o b jec t  d e tec ti o n   a n d   ima g e   se g m e n tatio n .   Th is stu d y   id e n t ifi e d   a n d   c las sified   1 5   fe tal  o rg a n s ,   in c l u d i n g   th e   u m b il ica l  v e i n ,   st o m a c h ,   a b d o m e n ,   b ra i n   (tran s - c e re b e ll u m ,   tran s - th a lam i c ,   a n d   tran s - v e n tri c u lar  re g io n s),  fe m u r,   h e a d ,   t h o ra x   (c h e st  c a v it y ),   h e a rt  (c ircu m fe re n c e ,   left  a tri u m ,   left  v e n tri c le ,   rig h t   a tri u m ,   ri g h t  v e n tri c le),   a n d   a o r ta.  We  c o m p a re d   t h e   p e rfo rm a n c e   o f   YO LOv 7 ,   YO LOv 8 ,   YO LOv 9 ,   a n d   YO LOv 1 1   a rc h it e c tu re s.  T h e   re su lt s   sh o we d   t h a t  YO LOv 9   o u t p e rfo r m e d   YO LOv 7 ,   YO LO v 8 ,   a n d   YO LOv 1 1   a c h iev in g   m AP5 0   a n d   m AP9 5   s c o re s  o f  9 1 . 9 0 %   a n d   9 4 . 5 0 % ,   re sp e c ti v e ly .   Th is p e rfo rm a n c e   su r p a ss e s  p re v i o u s  st u d ies   th a t   fo c u se d   o n   c las sif y in g   o n l y   a   li m it e d   n u m b e r  o f   fe tal  o r g a n s.   K ey w o r d s :   C o m p u ter   v is io n   Dec is io n   Dee p   lear n in g   I n s tan ce   s eg m en tatio n   Me d ical  im ag in g   Ultr aso u n d   YOL O   T h is i s  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: sit i_ n u r m ain i@ u n s r i.a c. id       1.   I NT RO D UCT I O N   Fetal  g r o wth   is   th e  m o s t   r ap id   p h ase  o f   g r o wth   in   h u m an s ,   an d   ex p o n en tial  g r o wth   o cc u r s   b y   s ix   f o ld s   b etwe en   2 2   an d   4 0   wee k s   [ 1 ] .  A  p r en atal   u ltra s o u n d   i s   th e  p r im a r y   d iag n o s tic  to o l  f o r   e x am in in g   f etal   g r o wth   [ 2 ] .  A   p r o p en s ity   s co r e  ( PS )   c r o s s - s ec tio n al  an aly s is   o f   ea c h   f etal   o r g an   is   ex te n s iv ely   r eq u ir ed   to   ev alu ate  f etal  g r o wth .   I n   cu r r e n t  clin ical  p r ac tice,   th is   ass ess m en t  is   r o u tin ely   p er f o r m ed   b y   ca p tu r in g   im ag es  o f   th e  f etal  o r g an s   in   u ter o   a n d   m ea s u r in g   th e  s ize  o f   v ar i o u s   an ato m ical  s tr u ctu r es  [ 3 ] .   Ho wev er ,   in h e r en t  ch allen g es  with   PS   im ag in g — s u ch   as  ac o u s tic  s h ad o ws,  s p ec k le  n o is e,   m o tio n   b lu r ,   a n d   u n clea r   b o u n d ar ies — ca n   also   co n tr ib u te  to   th e  lo w  d etec tio n   r at es  o f   s ca n n in g   p lan es  o f   f et al  o r g an s   [ 2 ] ,   [ 4 ] .  Acc u r ate  ass ess m en t  an d   d ete ctio n   o f   th e  s ca n n in g   p lan e  o f   f etal  o r g an s   is   ess en tial  f o r   e f f ec tiv e  p r eg n a n cy   m an ag em en t  [ 5 ] .   Gu i d in g   th e  p r en atal  u ltra s o u n d   p r o b e  t h r o u g h   th e  in tr icate   f etal  an a to m y   to   o b tain   th e   co r r ec t  s ca n n in g   p lan e  o f   th e  f etal  o r g an   d em an d s   ex ten s iv e  tr ain in g   an d   d ee p   k n o w led g e  [ 2 ] .   Ma n u al   n av ig atio n   ca n   b e  p r o n e   to   e r r o r s   d u e   to   t h e  s tr u ctu r al   s im ilar ities   b etwe en   p lan es  o f   th e   s am e  f etal  o r g an ,   m ak in g   th e  p r o ce s s   b o th   c h al len g in g   an d   tim e - co n s u m in g   [ 3 ] .   An   a u to m ated   alg o r ith m   ca n   b e  u tili ze d   to   d etec t  ac cu r ate  f etal  o r g a n s ,   s tr ea m lin in g   s u b s eq u en t  r et r o s p ec tiv e  an aly s is .   Mo r eo v e r ,   s u ch   au to m atio n   en s u r es r ep r o d u cib ilit y   an d   eli m in ates b o th   in ter -   an d   i n tr a - o b s er v er   v ar ia b ilit y   [ 3 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 5 9 3 - 1 6 0 4   1594   Ultr aso u n d   tech n o lo g y   p lay s   a  v ital  r o le  in   g y n ec o lo g y ,   s er v in g   as  a  k ey   to o l  f o r   ass ess in g   f etal   d ev elo p m e n t  an d   i d en tify in g   p o ten tial  co m p licatio n s   d u r in g   p r eg n an cy .   On e  o f   its   ess en tial  ap p licatio n s   in   m ed icin e  is   th e  d etec tio n   an d   m o n ito r in g   o f   m ater n al - f etal  h ea lth   p lan s .   C o m p u ter - aid e d   d ee p   lear n in g   ( DL )   is   r eg ar d ed   as  th e  f o r em o s t  ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   tech n i q u e  in   th e   d etec tio n   a n d   m o n i to r in g   o f   m ater n al - f etal  h ea lth   p lan s   [ 6 ] – [ 1 0 ]   W ith   th e  r is e  o f   DL   alg o r ith m s ,   m an y   im ag e  d etec tio n   an d   r e co g n itio n   task s   ca n   n o w  b e  au to m ated ,   r e d u cin g   th e  n ee d   f o r   h ig h ly   s k illed   o p er ato r s   [ 2 ] .  Yo u   o n ly   lo o k   o n ce   ( YOL O) ,   as  a  r ep r esen tativ e  o f   DL   alg o r ith m ,   is   th e  latest m eth o d   o f   o b je ct  d etec tio n   an d   m ed ical  im ag e  s eg m en tatio n   [ 1 1 ] .  T h e  s tr u ctu r e   o f   YOL O  is   s im p le  an d   ef f icien t,  allo win g   i t  to   d ir ec tly   o u tp u t  t h e  p o s itio n   an d   class   o f   th e   b o u n d in g   b o x   ( B B o x )   th r o u g h   its   n eu r al  n etwo r k   [ 1 2 ] .  Ku m ar   an d   Go el  [ 1 3 ]   ad o p ted   Y OL Ov 4   ar ch itectu r e  to   d etec t  an d   class if y   th e  h ea lth y   an d   u n h ea lth y   f etal  b r ain   with   th e  ac cu r ac y   o f   9 7 . 2 7 %.   Sap itri  et  a l .  [ 1 4 ]   p r o p o s ed   YOL Ov 7   ar ch itect u r e  to   d etec t  f etal  ca r d iac  s u b s tr u ctu r e  o b jects,  an d   th e  r esu lts   ac h iev ed   th e  h ig h est  m ea n   av er ag e  p r ec is io n   ( m AP)   o f   8 2 . 1 0 %.  R am la  et  a l .  [ 1 5 ]   ex p l o r ed   YOL O  ar ch itectu r e  f o r   f etal   h ea d   cir c u m f er e n ce   at   d if f e r e n t  g estatio n al  a g e.   Da n d il  e t   al .  [ 1 6 ]   i d en tifie d   f etal  h ea d ,   a r m ,   h ea r t  a n d   b o d y   u s in g   YOL Ov 5   ar c h itectu r e  w ith   av er ag e  F1 - s co r e  o f   9 0 . 2 5 %.    T h e  p r ev i o u s   s tu d ies  s h o wed   th e  r esu lts   r ep o r te d   ar e  n o tewo r th y .   Nev er th eless ,   to   b est  o u r   k n o wled g e,   th e   p r e v io u s   s tu d ies  o n ly   lim ited   t o   class if y   f etal  o r g an ,   wh ic h   ev alu ate   f etal  im a g e  a n d   its   an n o tatio n   it  in   ca teg o r ies.  H o wev er ,   its   ap p r o ac h   d o es  n o t  p r o v id e  in f o r m atio n   r eg ar d in g   wh er e  th e  f etal   o r g an   is   lo ca ted   [ 2 ] .   Ad d itio n a lly ,   th e  n u m b er   o f   f etal  o r g a n   o b jects st u d ied   was lim ited .   T h er ef o r e ,   th is   s tu d y   p r o p o s ed   two   m ain   task s   with   th e  in s tan ce   s eg m en tatio n :   co m b in ed   im ag e  id e n tific atio n   a n d   s eg m en tatio n   in   o r d er   to   d eter m in e  wh ic h   f et al  o r g an   o b jects  ar e  p r esen t  i n   f etal  im ag es  an d   to   d elin ea te   ea ch   f etal  o r g a n   o b ject  b y   ass ig n in g   a  u n iq u e   l ab el  to   e v er y   p ix el   co r r esp o n d in g   to   a  s p ec if ic   o b ject.   Dr iv e n   b y   th e   lim itatio n s   o f   cu r r en t  s tate - of - t h e - ar t  m e th o d s   in   th is   f ield ,   th e  co n tr ib u tio n   o f   th is   s tu d y   is   au t o m atic  d etec tin g   o f     15 - f etal  o r g an   o b jects  th at  co n s is ted   o f   th e  ( u m b ilical  v ein ,   s to m ac h ,   an d   a b d o m en ) ,   b r ai n   ( tr an s - ce r e b ellu m ,     tr an s - th alam ic,   an d   tr an s - v e n tr icu lar ) ,   f em u r ,   h ea d ,   th o r ax   ( ch est  ca v ity ,   h ea r t  cir cu m f er en ce ) ,   an d   h ea r t    ( lef t  atr ial,   lef t  v en tr icu lar ,   r ig h t  atr ial,   r ig h t  v e n tr icu lar ,   a n d   ao r ta) .   T h e  p r o p o s ed   alg o r ith m   is   b u ilt  u p o n   th e   YOL O  ar ch itectu r e,   a  n eu r al   n etwo r k   wid ely   u tili ze d   in   m ed ical  im ag e  p r o ce s s in g   an d   co m p u ter   v is io n   ap p licatio n s .   T h is   s tu d y   aim s   to   ad v a n ce   m ater n al   h ea lth ca r e  b y   en h an cin g   th e   ac cu r ac y   an d   ac ce s s ib ilit y   o f   m ater n al  h ea lth   s er v ices.       2.   M AT E R I AL S AN D  M E T H O D   T h is   s tu d y   aim s   to   estab lis h   an   ef f icien t  class if ier   to   d e tect  f etal  u ltra s o u n d   p la n s .   T h is   s tu d y   em p lo y s   in s tan ce   s eg m en tati o n   ( s eg m en tatio n   an d   class if icatio n )   f o r   f etal  o r g an   o b jects.  T h e  f etal  o r g a n   o b jects  co n s is ted   o f   s ix   p ar ts ,   i.e . ,   ab d o m en ,   b r ai n ,   f e m u r ,   h ea d ,   th o r ax ,   an d   h ea r t.   T h e   r esear ch   m eth o d o l o g y   o f   th is   s tu d y   ca n   b e  v is u al ized   in   Fig u r e   1 ,   wh ich   lis ts :  i )   d ata  p r ep ar atio n   o f   f e tal  o b ject  im a g es,    ii )   d ata  an n o tatio n ,   iii )   in s tan c e  s eg m en tatio n   with   YOL O  al g o r ith m s ,   an d   iv )   p er f o r m an ce   ev alu atio n .           Fig u r e  1 .   T h e  s tag es o f   f etal  o r g an   s eg m e n tatio n   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       F eta l o r g a n   d etec tio n   u s in g   fea tu r e  en h a n ce men t wi th   a tten t io n   a n d   r esid u a l b lo ck   ( N u s w i l B ern o lia n )   1595   2 . 1 .   Da t a   prepa ra t i o n   T h is   s tu d y   i n teg r ates  two   d ata s ets,  co m p r is in g   b o th   p u b lic  a n d   p r iv ate   s o u r ce s .   T h e  c o m b in atio n   o f   th ese  d atasets   is   in ten d ed   t o   e n h an ce   d ata  d iv er s ity   an d   e x p an d   th e   s ize  o f   th e  t r ain in g   s et,   th er eb y   im p r o v in g   m o d el  r o b u s tn ess   an d   ac cu r ac y .   B y   lear n in g   f r o m   m o r e  d iv er s e  s am p les,  th e  p r o p o s ed   m o d els  ar e  b etter   ab le   to   id en tify   v ar i o u s   f etal  p la n es  an d   c o n tr ib u te  to   ad v a n ce s   in   p r e n atal  h ea lth ca r e ,   p ar ticu lar ly   in   f etal  ass es s m en t a n d   d etec tio n .   T h e   d atasets   u s ed   in   th is   s tu d y   co n s is t o f   two   s o u r ce s .   i)   T h e  p u b lic  d ataset  was  o b tain ed   f r o m   m u ltip le  h o s p itals   in   B ar ce lo n a,   Sp ain   [ 1 7 ] .   I t   co m p r is es  1 2 , 4 0 0   two - d im en s io n al  u ltra s o u n d   i m ag es  co llected   f r o m   8 9 6   p r e g n an t  wo m en .   T h ese  im ag es  a r e  ca teg o r ize d   in to   f iv e  f etal  o b jects:  th o r a x ,   f em u r ,   a b d o m en ,   b r ain ,   an d   h ea d .   All  im ag es  wer e  m a n u all y   an n o tated   b y   a  g y n ec o lo g y   s p ec ialis t.   ii)   T h e  p r iv ate  d ataset  was  co llected   at  Dr .   Mo h am m a d   Ho esin   Gen er al  Ho s p ital  in   I n d o n esia  an d   co n tain s   8 0 0   two - d im en s io n al  u ltra s o u n d   im ag es f o cu s in g   o n   th e  f etal  h ea r t.   T ab le  1   s u m m ar izes  th e   d is tr ib u tio n   o f   s ix   f etal  o b jects  a cr o s s   th e  two   d atasets   an d   p r esen ts   th e  n u m b er   o f   s am p les  allo ca ted   to   th e  tr ain in g ,   v alid atio n ,   an d   test in g   s ets.  T o   r ed u ce   b ias  an d   p r ev e n t   o v er f itti n g   d u r i n g   tr ai n in g ,   th e  DL   m o d els  wer e   tr ain ed   u s in g   b o th   th e   tr ain in g   an d   v ali d atio n   d ata.   Mo d el   p er f o r m an ce   was  th en   ev alu ated   o n   t h e  test in g   s et,   wh i ch   co n s is ts   o f   p r e v io u s ly   u n s ee n   s am p les.  T h is   ev alu atio n   s tr ateg y   en s u r es  th at  th e  m o d el  d em o n s tr ates  g o o d   g en er aliza tio n   ca p ab ilit y   a n d   d o es  n o t  o v er f it  th e  tr ain in g   d ata.       T ab le  1 .   T h e  f etal  o b ject  im a g es d is tr ib u tio n   o f   tr ai n in g   a n d   test   s et   D a t a s e t   O b j e c t s   C l a s s   N u mb e r   o f   d a t a   Tr a i n i n g   se t   v a l i d a t i o n   se t   Te st i n g   s e t   P u b l i c   ( B a r c e l o n a   S p a i n   H o sp i t a l s)   A b d o me n   U mb i l i c a l   v e i n   ( U V ) ,   s t o mac h   ( S TO ) ,   a b d o me n   ( A B D )   1 7 6   24   28   H e a d   H e a d   ( H D )   7 0 9   1 5 0   3 6 1   B r a i n   Tr a n s - c e r e b e l l u m (T C ) ,   t r a n s - t h a l a mi c   ( TT),   t r a n s - v e n t r i c u l a r   ( TV )   8 1 1   2 0 5   3 9 7   F e mu r   F e mu r   ( F R )   2 6 0   40   44   Th o r a x   C h e st   c a v i t y   ( C C ) ,   h e a r t   c i r c u mf e r e n c e   ( H C )   2 2 3   77   87   P r i v a t e   ( D r .   M o h a mm a d   H o e si n   G e n e r a l   H o sp i t a l ,   I n d o n e si a )   H e a r t   Le f t   a t r i a l   ( LA ) ,   l e f t   v e n t r i c u l a r   ( LV ) ,   r i g h t   a t r i a l   ( R A ) ,   r i g h t   v e n t r i c u l a r   ( R V ) ,   a o r t a   ( A O )   2 5 3   30   26       2 . 2 .     Da t a   a nn o t a t io n   T h e  an n o t ati o n   p r o ce s s   g e n e r ates   g r o u n d   t r u th   d at a  b y   c o n v e r ti n g   u l tr as o u n d   im ag es  in t o   s em an tic   s eg m e n t ati o n   m as k s   u s in g   t h e   Py th o n   L ab elM e  li b r ar y   ( s ee   Fig u r e   2 ) .   I n   th is   s tu d y ,   R o b o f lo w   w as  em p l o y e d   to   d eli n e ate   p o ly g o n al   r e g i o n s   co r r es p o n d i n g   t o   f eta l  o r g a n s ,   as il lu s tr ate d   i n   F ig u r e   2 ,   wh ic h   s h o ws  f etal   o r g an   o b je cts   wi th   s t a n d ar d   p l an es   o f   a b d o m e n   as   i n   Fi g u r e   2 ( a) ,   h ea d   as   i n   Fi g u r e   2 ( b ) ,   b r ai n   as   i n   Fi g u r e   2 ( c) ,   f e m u r   as   i n   Fi g u r e  2 ( d ) ,   t h o r ax   as   i n   Fi g u r e  2 ( e ) ,   an d   h e a r t   as   i n   Fi g u r e   2 ( f ) .   A ll   g r o u n d   t r u t h   u lt r as o u n d   im a g es   a r e  p r o v i d e d   i n   jo in t  p h o t o g r a p h i c  ex p e r ts   g r o u p   ( J P E G/J PG )   f o r m at.     2 . 3 .     M o del  ev a lua t i o n   I n s tan ce   s eg m en tatio n   in v o lv es  p r ed ictin g   b o th   th e  o b ject  i n s tan ce s   an d   th eir   co r r esp o n d in g   b in ar y   s eg m en tatio n   m ask s ,   co m b i n in g   o b ject  d etec tio n ,   an d   s em an tic  s eg m en tatio n   in   o n e  p r o c ess   [ 1 8 ] .   T h is   m ea n s   th at  in s tan ce   s eg m en tatio n   ca n   b e  u s ed   s im u ltan eo u s ly   to   c o m p lete  co u n tin g   task s   f o r   d if f er en t  f etal  o b jects.   YOL O  is   a  n o v el  o n e - s tag e  e n d - to - e n d   DL   m o d el  f o r   in s ta n ce   s eg m en tatio n   [ 1 9 ] .   YOL O   is   d esig n ed   f o r   f ast  an d   ac cu r ate  o b ject  d etec tio n   i n   b o th   i m ag es  an d   v id eo s .   I t  s p lits   th e  im ag e  in to   a  g r id   an d   p r ed icts   B B o x   an d   class   p r o b ab ilit ies  f o r   ea ch   g r id   ce ll,  e n ab lin g   th e   d etec tio n   o f   m u ltip le  o b jects  in   a   s in g le  p ass .   YOL O   ac h iev es  h ig h   s p ee d   an d   e f f ic ien cy   b y   elim in atin g   t h e  n ee d   f o r   r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k s   [ 2 0 ] .   T h is   s tu d y   co m p ar ed   YOL O  ar ch itectu r e s   s u ch   as YO L Ov 7 ,   YOL Ov 8 ,   YOL Ov 9 ,   an d   YOL Ov 1 1   ar c h itectu r es.     2 . 4 .     At t ent io n m ec ha nis m   B y   in teg r atin g   R esNet  b lo ck s ,   th e  m o d el  b en ef its   f r o m   im p r o v ed   f ea tu r e  ex tr ac tio n   ca p ab i liti es  d u e   to   d ee p er   n etwo r k   la y er s   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   I n   ad d itio n ,   c o n v o lu tio n al  b lo c k   atten tio n   m o d u le  ( C B AM )   is   an   atten tio n   m ec h a n is m   th at   en h an ce s   th e  r e p r esen tatio n al   p o wer   o f   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( C NNs )   b y   f o cu s in g   o n   im p o r tan t  f ea tu r e s   alo n g   b o th   th e  c h an n el  a n d   s p atial  d im en s io n s .   I t  s eq u en tia lly   ap p lies   ch an n el   an d   s p atial  atten tio n   to   r ef in e   f ea tu r e  m a p s ,   en a b lin g   th e  n etwo r k   to   co n ce n tr ate  o n   m o r e   i n f o r m ativ e   p ar ts   o f   th e  in p u t  d ata  [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   T h e   o v er all  ar ch itectu r e  o f   th e  p r o p o s ed   m o d el,   in co r p o r atin g   r esid u al  b lo ck s   an d   C B AM ,   i s   illu s tr ated   in   Fig u r e  3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 5 9 3 - 1 6 0 4   1596     ( a)     ( b )         ( c)     ( d )         ( e)     (f)     Fig u r e  2 .   Fetal  o r g an   o b jects with   s tan d ar d   p lan es o f   ( a)   ab d o m en ,   ( b )   h ea d ,   ( c)   b r ain ,   ( d )   f em u r ,     ( e)   th o r a x ,   an d   ( f )   h ea r t           Fig u r e  3 .   A  n ew  ar ch itectu r e  o f   YOL O  with   r esid u al  b lo ck - C B AM       2 . 5 .     M et ric  ev a lua t io n   T h e  ev alu atio n   m etr ics  f o r   a n   o b ject   d etec tio n   m o d el  ass ess   its   ab ilit y   to   ac cu r ately   d etec t  an d   lo ca lize  o b jects with in   an   im a g e.   Fo r   ev alu ati n g   th e  p er f o r m an ce   o f   f etal  o b ject  d etec tio n ,   th is   s tu d y   was u s ed   in ter s ec tio n   o v er   u n io n   ( I o U )   an d   m AP.  I o U,   also   r e f er r e d   t o   as  th e  J ac ca r d   in d e x ,   m ea s u r es  th e  ac cu r ac y   b y   ca lcu latin g   th e   o v e r lap   b etwe en   th e   p r e d icted   B B o x   a n d   t h e  g r o u n d   tr u t h   b o x .   I o U  f o r   c o m p ar in g   s im ilar ity   b etwe en   two   ar b itra r y   s h ap es  , ⊆ ∈ ℝ   is   attain ed   b y   ( 1 )   [ 2 4 ] .   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       F eta l o r g a n   d etec tio n   u s in g   fea tu r e  en h a n ce men t wi th   a tten t io n   a n d   r esid u a l b lo ck   ( N u s w i l B ern o lia n )   1597    = | ∩ | | ∪ |   ( 1 )     L et    d e n o te  t h e  g r o u n d   tr u t h   an d     r ep r esen t  th e  p r ed ict ed   o u t p u t.  B y   co m p a r in g   th e   I o U  v alu e  with   a  p r ed ef in e d   t h r esh o ld   ,   a  d ete ctio n   ca n   b e   class if ied   as  co r r ec t  o r   in co r r ec t.  A   d etec tio n   i s   co n s id er ed   co r r ec t  wh en   I o U  ≥   ; o th e r wis e,   it is   d ee m ed   in c o r r ec t w h e n   I o U   <   .    m AP  is   a  s tan d ar d   ev alu atio n   m etr ic  u s ed   to   ass ess   th e  p er f o r m an ce   o f   o b ject  d etec tio n   m o d els   ac r o s s   all  o b ject  class es.  I t  c o n s id er s   b o t h   p r ec is io n   an d   r ec all  at  v ar io u s   I o U  t h r esh o l d s   f o r   ea ch   class .   A   h ig h er   m AP  v alu e  in d icate s   s u p er io r   o v e r all  d etec tio n   p er f o r m an ce .   T h e  c o r r esp o n d in g   f o r m u latio n   is   g iv en   as  ( 2 )   [ 2 5 ] .      = 1 ∑  = 1   ( 2 )     W ith      b ein g   th e  av er ag e   p r ec is io n   in   th e  i - t h   class   an d   N   is   th e  to tal  n u m b e r   o f   class es b ein g   ev alu ated .     2 . 6 .     P l a t f o r m   T h e  ex p er im en t  wo r k s   o n   I n t el( R )   C o r e( ™ )   i9 - 1 4 9 0 0 K ( 3 2   C PUs ) ,   3 . 2   GHz   R AM ,   an d   NVI DI A  GeFo r ce   R T X  2 0 8 0   T i.  All  e x p er im en ts   wer e   r u n   o n   W in d o ws  1 1   Pro   6 4   B it.  Py th o n   co d e  u s in g   VS  C o d e,   Py to r ch ,   Nu m Py ,   Pan d as,  Scik itLe ar n ,   Ma tp lo tlib ,   Seab o r n ,   an d   R o b o f l o w  was u s ed .       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h is   s ec tio n   p r esen ts   a  d escr ip tiv e  an aly s is   an d   d is cu s s es   th e  p r o p o s ed   m o d el’ s   r esu lts   f o r   f etal   o b ject  d etec tio n .   T h is   s tu d y   co m p ar ed   YOL Ov 7 ,   YOL Ov 8 ,   YOL Ov 9 ,   an d   YOL OV1 1   to   o b tain   th e   b est  m o d el  f o r   1 5 - o b ject   f etal  o r g an   s eg m en tatio n .   T a b le  2   p r e s en ts   th e  r esu lts   o f   YOL O  m o d els  f o r   f etal   o r g an   s eg m en tatio n   with   m AP5 0   a n d   m AP9 5 .   T h e  m AP5 0   an d   m AP9 5   m ea n   m AP  wer e  ca lcu lated   at  an   I o U  th r esh o ld   o f   0 . 5 0   an d   0 . 9 5 ,   r esp ec tiv ely .   As  s ee n   in   T a b le   2 ,   YOL Ov 9   o u t p er f o r m ed   YOL Ov 7 ,   YOL Ov 8 ,   an d   YOL Ov 1 1 ,   with   th e  m A P5 0   B B o x   ac h iev e d   was  9 1 . 9 0 %  an d   m AP9 5   was  9 4 . 5 0 %,  wh ile  th e  m AP5 0   m ask   was  9 1 . 7 0 %,  an d   m AP 9 0   was  9 4 . 4 0 %.  T ab le  2   also   co m p ar es  d if f er e n t  YOL O  m o d els  b ased   o n   I o U   m etr ics.  T h e  I o U  o f   YOL Ov 9   is   clo s e  to   YOL Ov 8 ,   with   o n ly   o   0 . 0 3 %  d if f e r en ce .   T h e r e  is   n o   s ig n if ican t   ch an g e,   an d   it  h as  p r o v e n   YOL Ov 9   s till   o u tp er f o r m s   all  YOL O  m o d els.  Ov er all,   YOL Ov 9   ten d s   to   s h o w  a   s tab le  p er f o r m a n ce   with   m A P5 0 ,   m AP9 5 ,   a n d   I o U.   YOL Ov 7   u n d er p er f o r m s   co m p ar e d   to   YOL Ov 8   an d   YOL Ov 9 ,   m ak in g   it  less   o p tim al  f o r   f etal  o r g an   s eg m en t atio n .   Hen ce ,   th is   s tu d y   p r o p o s ed   th e  YOL Ov 9   m o d el  f o r   f etal  o r g an   s eg m e n t atio n .       T ab le  2 .   T h e  B B o x   an d   m ask   r esu lts   with   YOL Ov 7 ,   YOL Ov 8 ,   YOL Ov 9 ,   an d   YOL Ov 1 1   M o d e l   B B o x   ( %)   M a s k   ( %)   I o U   mA P 5 0   mA P 9 5   mA P 5 0   mA P 9 5   Y O LO v 7   8 0 . 5 1   5 2 . 2 6   8 0 . 2 7   5 0 . 0 0   7 0 . 0 3   Y O LO v 8   9 4 . 4 0   7 2 . 6 0   9 4 . 3 0   6 7 . 0 0   8 0 . 4 8   Y O LO v 9   9 1 . 9 0   9 4 . 5 0   9 1 . 7 0   9 4 . 4 0   8 0 . 4 5   Y O LO v 1 1   9 3 . 9 0   7 2 . 7 0   9 3 . 4 0   6 7 . 2 0   7 9 . 7 5       Fig u r e  4   p r esen ts   th e  co m p ar i s o n   o f   th e  p er f o r m a n ce   o f   th r ee   YOL O  m o d els  ( YOL Ov 7 ,   YOL Ov 8 ,   YOL Ov 9 ,   an d   YOL OV1 1 )   a cr o s s   1 5 - o b ject  f etal  o r g an s .   T h e  y - a x is   r ep r esen ts   m AP5 0 ,   wh ile  th e  x - ax is   r ep r esen ts   d if f er en t  o b ject  c lass es,  lab eled   with   ab b r ev iatio n s .   I n   Fig u r e  4 ( a) ,   YOL Ov 9   ( o r a n g e)   a n d   YOL Ov 1 1   ( g r ee n )   ten d   to   h a v e  h ig h er   o r   s im ilar   m AP5 0   v alu es  co m p ar e d   to   YOL Ov 7   ( lig h t  b lu e) .   I n   s o m e   ca s es,  YOL Ov 9   ( o r an g e)   ap p ea r s   s lig h tly   ah ea d   o f   YOL Ov 8   ( d ar k   b lu e)   in   p er f o r m a n ce .   YOL Ov 8   an d   YOL Ov 9   b o th   r ea ch   n ea r   1 0 0 % m AP5 0   in   m u ltip le  class es ( e. g . ,   "Ab d ",   "FR ",   "HD ",   "RV",  "Ao ") .   YOL Ov 7   h as  n o ticea b ly   lo wer   p er f o r m an ce   in   ce r tain   class es  ( e. g . ,   " Sto ",   "T _ C ",   an d   "T _ T ") .   YO L Ov 8   an d   YOL Ov 9   p er f o r m   n ea r ly   eq u ally ,   with   YOL Ov 9   h a v in g   a  s lig h t   ed g e  in   s o m e  ca s es.  I n   Fig u r e   4 ( b )   with   th e   m AP5 0   m ask ,   YOL Ov 9   ( o r an g e )   an d   YOL Ov 1 1   ( g r ee n )   p er f o r m   b etter   th an   YOL Ov 7   ( lig h t  b lu e)   in   m o s t  class es.  YOL Ov 7   s h o ws  n o ticea b ly   lo wer   p er f o r m an ce   i n   ce r tain   c ateg o r ies,  esp ec ially   "Sto "  an d   "T _ C " .   YOL Ov 9   ( o r an g e)   an d   YOL Ov 8   ( d ar k   b lu e)   h a v e  s im ilar   p er f o r m an c e,   b u t  in   s o m e   ca s es,  YOL Ov 9   is   s lig h tly   ah ea d .   Ma n y   class es  ( e. g . ,   "Ab d ",   " FR ",   "HD ",   "RV",  "Ao ")   r ea ch   n ea r   1 0 0 %  m AP5 0   Ma s k .   B ased   o n   o v er all   Fig u r e  4 ,   YOL Ov 9   s lig h tly   le ad s   in   s o m e  ca s es.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 5 9 3 - 1 6 0 4   1598     ( a)       ( b )     Fig u r e  4 .   Per f o r m an c e  co m p ar is o n   o f   YOL O  m o d els   ( a)   m A P5 0   co m p a r is o n   ac r o s s   1 5   f eta l o r g an   class es  an d   ( b )   m AP5 0   m ask   co m p a r is o n   ac r o s s   th e  s am e  class es       B ased   o n   th e  co m p ar is o n   r e s u lts   ab o v e,   th is   s tu d y   h as  ex p lo r ed   t h e  YOL OV8   an d   YOL Ov 9     cu s to m   m o d el  with   r esid u al  b lo ck   an d   C B AM .   T ab le  3   p r esen ts   th e  h ig h est  I o U  ( 8 1 . 0 1 )   is   ac h iev ed   b y   YOL Ov 8 - R esNetB lo ck C B A M,   in d icatin g   its   s u p er io r   ab ilit y   in   d etec tin g   an d   lo ca lizin g   o b jects  ac cu r ately .   YOL Ov 9   ( 9 1 . 9 0   m AP5 0 )   la g s   b eh in d   th e  YOL Ov 8   v ar i atio n s   b u t  ex ce ls   in   m AP9 5   ( 9 4 . 5 0 ) ,   s h o win g   s tr o n g er   g en er aliza tio n   at  h ig h er   p r ec is io n .   YOL Ov 9   ( 9 4 . 4 0   m AP9 5 )   is   th e  b est  in   h i g h - p r ec is io n   s eg m en tatio n .   YOL Ov 9   p e r f o r m s   well  at  h ig h   p r ec is io n   ( m AP9 5 ) ,   m ea n i n g   it' s   b ett er   s u ited   f o r   task s   r eq u ir in g   h ig h ly   ac cu r ate  d ete ctio n s .     F i g u r e   5   p r es e n ts   t h e   l e a r n i n g   c u r v e s   f o r   e a c h   m o d el   ( YO L Ov 7 ,   Y L O v 8 ,   Y OL O v 8 - C B AM ,   Y O L O v 8   R es N e tB l o c k C B A M ,   Y OL O v 8   R es N et XB l o c k C B A M ,   YO L O v 9 ,   YO L O v 9 - C B AM ,   an d   Y O L O v 1 1 ) .   A  l e a r n i n g   c u r v e   r e f e r s   t o   a   p l o t   th a t   i l l u s t r at e s   h o w   a   m o d e l' s   m A P   c h a n g es   o v e r   a   r a n g e   o f   c o n d i t i o n s ,   s u c h   as   t h e  n u m b e r   o f   t r a i n i n g   e p o c h s .   T h i s   c u r v e   s h o ws   h o w   t h e  m AP   p e r f o r m a n c e   o f   a   m o d e l   i m p r o v e s   o r   p l a te a u s   a s   i t  l e a r n s   f r o m   t h e   d a t a   o v e r   t i m e .   A s   p r e s e n te d   i n   F i g u r e   5 ,   w i t h   1 0 0   e p o c h s ,   t h e   l e a r n i n g   c u r v e   r e f e r s   t o   t h e   m o d e l  p e r f o r m i n g   w e l l   o n   b o t h   t r a i n in g   a n d   v a l i d a t i o n   s e ts   w i t h o u t   u n d e r f i t t i n g   o r   o v e r f i t ti n g .   S p ec i f i c a ll y ,   Fi g u r e   5 ( a )   s h o w s   t h e   B B o x   r e s u l ts ,   w h i l e  F i g u r e   5 ( b )   p r e s e n t s   t h e   m a s k   r e s u l t s .   T h e   m A P   p e r f o r m a n c e   s h o u l d   c o n v e r g e   a n d   s t a b i li z e   as   t h e   m o d e l   l e a r n s   t h e   d a t a   w e ll .       T ab le  3 .   T h e  r esu lts   o f   YOL O   ar ch itectu r es f o r   f etal  o r g an   s eg m en tatio n   M o d e l   B B o x   ( %)   M a s k   ( %)   I o U   mA P 5 0   mA P 9 5   mA P 5 0   mA P 9 5   Y O LO v 8   9 4 . 4 0   7 2 . 6 0   9 4 . 3 0   6 7 . 0 0   8 0 . 4 8   Y O LO v 8 - C B A M   9 4 . 1 0   7 1 . 8 0   9 4 . 6 0   6 6 . 9 0   8 0 . 6 5   Y O LO v 8 - R e sN e t B l o c k C B A M   9 3 . 7 0   8 8 . 8 8   9 3 . 8 0   8 9 . 0 0   8 1 . 0 1   Y O LO v 8 - R e sN e t X B l o c k C B A M   9 4 . 2 0   7 1 . 9 0   9 4 . 2 0   6 7 . 1 0   8 0 . 8 5   Y O LO v 9   9 1 . 9 0   9 4 . 5 0   9 1 . 7 0   9 4 . 4 0   8 0 . 4 5   Y O LO v 9 - C B A M   9 4 . 0 0   7 2 . 6 0   9 4 . 4 0   6 7 . 8 0   8 0 . 5 8     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       F eta l o r g a n   d etec tio n   u s in g   fea tu r e  en h a n ce men t wi th   a tten t io n   a n d   r esid u a l b lo ck   ( N u s w i l B ern o lia n )   1599       ( a)           ( b )     Fig u r e  5 .   T h e  lear n in g   cu r v es  o f   YOL O  in s tan ce   s eg m en tati o n   with   m AP5 0   a n d   m AP9 5   o f   ( a)   B B o x   an d     ( b )   m ask       T h e  p er f o r m an ce   o f   m AP5 0   a n d   m AP9 5   f o r   1 5   f etal  o r g an   o b jects  is   il lu s tr ated   in   Fig u r es  6   an d   7 ,   r esp ec tiv ely ,   u tili zin g   th e  p r o p o s ed   YOL Ov 9   ar ch itectu r e.   T h e  m o d el  d em o n s tr ates  ex ce p tio n al  p er f o r m an c e   in   d etec tin g   th e   ab d o m en ,   h ea d ,   an d   r ig h t   v en tr icu la r   ( h ea r t)   s tr u ctu r es,  ac h iev in g   a  p er f ec t  1 0 0 %  m AP5 0   f o r   th ese  o r g an s .   T h is   in d icate s   th at  th e  YOL Ov 9   m o d el   ac cu r a tely   id en tifie d   a n d   lo ca lized   t h ese  o r g a n s   with   at   least  5 0 %  o v er lap ,   r esu ltin g   in   f lawless   p r ec is io n   a n d   r ec all  u n d er   th is   I o U   th r esh o ld   ( s ee   Fig u r e   6 ) .   Ho wev er ,   th e   p e r f o r m an ce   in   d etec tin g   th e  u m b ilical  v ein   was  s ig n if ican tly   lo wer ,   with   an   m AP5 0   o f   o n ly   7 4 . 8 %.  T h is   d is cr ep an c y   h ig h lig h ts   th e  ch allen g es  ass o ciate d   with   ac cu r ately   d etec tin g   th e  u m b ilical  v ein ,   wh ich   m ay   r e q u ir e  f u r th e r   r ef i n em en t o f   th e  m o d el.   YOL Ov 9   in co r p o r ates  ad v a n c ed   m ec h an is m s ,   in clu d in g   p r o g r am m a b le  g r a d ien t  in f o r m a tio n   ( PGI )   an d   th e  g en er alize d   e f f icien t  lay er   ag g r e g atio n   n etwo r k   ( GE L AN) .   T h ese  in n o v atio n s   m itig ate  in f o r m atio n   lo s s   in   d ee p   n eu r al   n etwo r k s ,   th er eb y   en h an cin g   ef f ic ien cy ,   ac cu r ac y ,   an d   ad ap t ab ilit y   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] .  Sp ec if ically ,   PGI   m ain tain s   cr itical  in f o r m atio n   f l o w  ac r o s s   n etwo r k   lay er s ,   wh er ea s   GE L AN  im p r o v es  p ar am eter   ef f icien cy   an d   r e d u ce s   co m p u tatio n al  co m p lex ity   [ 2 7 ] .   Fig u r e  7   illu s tr ates  th e  p er f o r m an ce   o f   m AP9 5   f o r   1 5   f etal  o r g an   o b jects.  Ov er all,   ea ch   class   ac h iev ed   a b o v e   9 0 %  m AP9 5 ;  h o wev e r ,   th e   p er f o r m an ce   was  n o tab ly   af f ec ted   b y   th e  d etec tio n   o f   t h e   u m b ilical  v ein .   T h is   is   p r im a r ily   b ec au s e  th e   u m b ilical  v e in   is   ty p ically   an   is o lated   f in d in g ,   y et  it  ca n   b e   ass o ciate d   with   o th er   f etal   m alf o r m atio n s .   An o m alies  r elate d   to   t h e  u m b ilical  v ei n   m ay   in clu d e   th e  p er s is ten ce   o f   em b r y o lo g ical  s tr u ctu r es,  ab n o r m al  in s er tio n   p o in ts ,   aty p ical  co u r s es,  an d   th e  p r esen ce   o f   s u p er n u m e r ar y   v ess els.  T h ese  co m p lex ities   ca n   co m p licat e  d etec tio n   an d   s eg m en tatio n ,   u n d er s co r i n g   th e  n ee d   f o r   im p r o v ed   alg o r ith m s   th at  ca n   b etter   h an d le  s u ch   ca s es.    T h e  p r e d icted   r esu lts   o f   YOL Ov 9   with   m AP9 5   in   1 5 - f etal  o r g an   s eg m en tatio n   with   u n s ee n   s et  ca n   b e  p r esen ted   in   Fig u r e  8 .   T h er e  ar e  ab d o m en ,   h ea d ,   b r ain ,   f e m u r ,   th o r ax   a n d   h ea r t  th at  p r e s en ted   as  d if f er en t   co lo r s .   So m e   m ask s   in   an at o m ical  p ar ts   in   s eg m en tatio n   ( e . g . ,   a b d o m en   ( Fig u r e   8 ( a) ,   h e ad   ( Fig u r e  8 ( b ) ,   a n d   b r ain   ( Fig u r e  8 ( c ) )   co v er   al m o s t  th e  en tire   s tr u ctu r e,   wh ile  o th er s   ( e. g . ,   f em u r   ( Fig u r e  8 ( d )   an d   th o r ax     ( Fig u r e  8 ( e ) )   ap p ea r   m o r e  r ef i n ed .   T h is   s u g g ests   d if f er e n ce s   in   s eg m en tatio n   q u ality   ac r o s s   class e s .   T h e  h ea r t   im ag e  in   Fig u r e  8 ( f )   in clu d es  n u m er ical  v alu es,  lik ely   co n f id en ce   s co r es  f o r   d if f er e n t  p ar ts   ( R A,   R V,     an d   AO) .   T h e  s eg m en tatio n   m ask s   ap p ea r   well - alig n ed   with   an ato m ical  s tr u ctu r es,  in d icatin g   s tr o n g   d etec tio n   ac cu r ac y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 5 9 3 - 1 6 0 4   1600   I n   r ec en t  y ea r s ,   s ev er al  s tu d ies  h av e  im p lem en ted   th e  DL   f o r   f etal  o r g an   s eg m en tatio n   ( r ef er   to   T ab le  4 ) .   Do n g   et  a l .  [ 2 8 ]   p r o p o s ed   ag g r eg ated   r esid u al  v is u al  b lo ck   n etwo r k   ( AR VB Net )   to   d etec t f etal  h ea r t   with   9 3 . 5 2 %  m AP  an d   a  test   s p ee d   o f   1 0 1   f r am e - p er - s ec o n d   ( FP s ) .   Nu r m ain i  et  a l .  [ 2 9 ]   d etec t  th e  f etal  h ea r t   o b ject  with   9 8 %  m AP  u s in g   R esNet5 0 .   Als o ,   th ey   d ev elo p ed   th e   in s tan ce   s eg m en tatio n   b ased   o n   a  m ask   r eg io n - b ased   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( Ma s k - R C N N)   ar ch itectu r e.   Ko m atsu   et   a l .  [ 3 0 ]   p r o p o s ed   s u p er v is ed   o b ject  d etec tio n   wi th   n o r m al  d ata  o n ly   ( SONO) ,   b ased   o n   a   C NN,   to   d etec t  ca r d iac  s u b s tr u ctu r es   an d   s tr u ctu r al  a b n o r m alities   in   f etal.   T h e y   o b tain ed   th e  a v er ag e  p r ec is io n   in   u m b ilical  v ein   an d   s to m ac h ,   9 4 . 4 % a n d   9 6 . 9 %,  r esp ec tiv el y .   T h ey   also   h av e  d etec ted   th e   f etal  h ea r t,  with   8 5 . 2 2 % m AP.           Fig u r e  6 .   T h e  p er f o r m a n ce   o f   m AP5 0   in   1 5 - f etal  o r g an   o b je cts           Fig u r e  7 .   T h e  p er f o r m a n ce   o f   m AP9 5   in   1 5 - f etal  o r g an   o b je cts   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       F eta l o r g a n   d etec tio n   u s in g   fea tu r e  en h a n ce men t wi th   a tten t io n   a n d   r esid u a l b lo ck   ( N u s w i l B ern o lia n )   1601     ( a)     ( b )     ( c)           ( d )     ( e)     (f)     Fig u r e  8 .   T h e  p r e d icted   r esu lts   o f   YOL Ov 9   with   m AP9 5   in   1 5 - f etal  o r g an   s eg m e n tatio n   with   u n s ee n   s et   o f   ( a)   ab d o m en ,   ( b )   h ea d ,   ( c)   b r ai n ,   ( d )   f em u r ,   ( e)   th o r a x ,   an d   ( f )   h ea r t       T ab le  4   p r esen ted   th e  p r o p o s ed   s tu d y   o u tp e r f o r m ed   t h e  p r e v io u s   r esu lts   [ 2 8 ] – [ 3 0 ] ,   with   t h e  h ig h est  9 4 . 5 0 %  m AP  to   d etec t  m u lti  f etal  s u ch   as  ab d o m en ,   b r ain ,   f em u r ,   h ea d ,   th o r ax ,   an d   h ea r t.  W ith   th is   s tu d y   ap p r o ac h ,   th e  i n s tan ce   s eg m e n tatio n   o f   YOL Ov 9   d eliv e r s   p ix el - lev el  m ask s   f o r   ea ch   d etec ted   f etal  o r g a n   o b ject.   I t  wo u ld   allo w  f o r   m u ch   m o r e   ac cu r ate  lo ca lizatio n   o f   f etal  o r g an s ,   wh ich   is   p ar ti cu lar ly   im p o r tan t  in   m ed ical  im ag in g   wh e r e  ex ac t  b o u n d ar ies  ar e  cr itical  f o r   d iag n o s is .   Fetal  o r g an s   ca n   h av e  ir r eg u lar   an d   co m p lex   s h ap es  th at  a r e  d i f f ic u lt  to   ca p tu r e  with   ju s t  B B o x ,   b u t  th e   p r o p o s ed   YOL Ov 9   ca n   b etter   ca p tu r e   th e   f in e  d etails  o f   ea c h   o r g an ' s   s t r u ctu r e,   lea d in g   t o   m o r e  d etai led   an d   i n f o r m ativ e  an aly s es.   W ith   o u ts tan d in g   p er f o r m an ce ,   th er e   ar e  lim itat io n s   in   th is   s tu d y :  i)   lim ited   t o   YOL Ov 7 ,   YOL Ov 8 ,   YOL Ov 9 ,   a n d   YOL Ov 1 1   ar ch itectu r es,  with   C B AM ,   R esNet  an d   R e s NetX  b ac k b o n es;  an d   ii)  th is   s tu d y   d id   n o t  h an d le  th e  v ar iatio n s   o f   f etal  p o s itio n   an d   o r ien tatio n ;  th e  f etal  f r eq u e n tly   ch an g e  p o s itio n   o r   o r ien tatio n   d u r in g   im ag e  ac q u is itio n ,   wh ich   p o s es  a  ch allen g e  f o r   o b ject  d etec tio n   m o d els,   p o ten tially   lead in g   to   r ed u ce d   d etec tio n   an d   s eg m en tatio n   ac cu r ac y .       T ab le  4 .   T h e  b en c h m ar k i n g   r e s u lts   o f   f etal  o r g an   o b ject  d ete ctio n   A u t h o r s   M e t h o d   F e t a l   o r g a n   o b j e c t s   mA P   ( %)   D o n g   e t   a l .   [ 2 8 ]   A R V B N e t   H e a r t   9 3 . 5 2   K o ma t su   e t   a l .   [ 3 0 ]   S O N O - C N N   U mb i l i c a l   v e i n   a n d   s t o mac h ,   h e a r t   8 8 . 7   Th e   p r o p o s e d   st u d y   Y O LO v 9   A b d o me n ,   b r a i n ,   f e mu r ,   h e a d ,   t h o r a x ,   a n d   h e a r t   9 4 . 5 0       4.   CO NCLU SI O N   T h e  an aly s is   o f   an ato m ical  s t r u ctu r es  is   a  cr u cial  asp ec t  o f   f etal  o r g an   s cr ee n in g ,   as  it  o f f er s   clea r   ev id en ce   o f   p o ten tial  f etal  m alf o r m atio n s .   Fetal  o r g a n s   ar e  f u lly   d ev el o p ed   b etwe en   1 8   an d   2 2   wee k s   o f   p r eg n a n cy ,   s u ch   as  b r ain ,   f ac e,   n ec k ,   c h est/ h ea r t,  ab d o m en ,   s k eleta l  s y s tem ,   p lace n ta,   u m b ilical  co r d ,   g en italia,   an d   ce r v ix .   T h is   s tu d y   p r o p o s ed   an   in s tan ce   s eg m en tatio n   b ased   o n   co m p u ter - ai d ed   DL   f o r   1 5 - f etal  o r g an   o b jects,  in clu d e  ab d o m en ,   b r ain ,   f em u r ,   h ea d ,   t h o r a x ,   an d   h ea r t.  T h is   s tu d y   co m p a r ed   v ar io u s   YOL O   ar ch itectu r es,  in clu d in g   YOL Ov 7 ,   YOL Ov 8 ,   YOL Ov 9 ,   an d   YOL Ov 1 1 .   T h e  r esu lts   s h o wed   th at  YOL Ov 9   o u tp er f o r m ed   YOL Ov 7 ,   YO L Ov 8 ,   an d   YOL Ov 1 1 ,   ac h ie v in g   m AP5 0   a n d   m AP9 5   s co r es  o f   9 1 . 9 0 %  an d   9 4 . 5 0 %,  r esp ec tiv ely .   T h ese  f in d in g s   in d icate   th at  YOL O v 9   s u r p ass es  p r ev io u s   r elate d   wo r k ,   wh ich   was   lim ited   to   class if y in g   f etal  o r g an s .   B ey o n d   p er f o r m an ce   im p r o v em e n ts ,   th e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   h as  th e  p o ten tial  to   s u p p o r t  clin ical  f etal  o r g an   s cr ee n in g   b y   ass is tin g   clin ician s   in   ac c u r ately   l o ca lizin g   m u ltip l e   an ato m ical  s tr u ctu r es,   th er eb y   r ed u cin g   o p er ato r   d ep e n d e n cy   a n d   im p r o v in g   s cr ee n in g   ef f icien cy .   Su ch   a   s y s tem   m ay   s er v e  as  a  co m p lem en tar y   to o l  in   r o u tin e  u ltra s o u n d   ex a m in atio n s ,   p ar ticu lar l y   in   h ig h - wo r k lo ad   clin ical  en v ir o n m e n ts   wh er e  r ap id   an d   c o n s is ten t  ass es s m en ts   ar e  r eq u ir ed .   Ne v er th ele s s ,   th is   s tu d y   h as  s ev er al  lim itatio n s .   T h e  p r o p o s ed   m o d el  was  tr ain ed   an d   e v alu ated   o n   a   lim ited   d ataset,   wh ich   m ay   a f f ec t  its   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 5 9 3 - 1 6 0 4   1602   g en er aliza b ilit y   ac r o s s   d if f er e n t  u ltra s o u n d   d e v ices,  im ag in g   p r o to c o ls ,   an d   p atien t  p o p u l atio n s .   Fu tu r e  wo r k   will  f o cu s   o n   ex p an d i n g   th e  d ataset,   im p r o v in g   r o b u s tn ess   ac r o s s   d iv er s e  clin ical  s ce n ar io s ,   an d   in teg r atin g   th e  p r o p o s ed   f r a m ewo r k   in to   r ea l - tim e  u ltra s o u n d   s y s tem s   f o r   co m p r eh en s iv e  clin ical  v alid atio n .       ACK NO WL E DG M E N T S    T h is   wo r k   was  s u p p o r ted   b y   th e   I n tellig en t   Sy s tem   R esear ch   Gr o u p   ( I Sy s R G) ,   Un iv er s itas   Sriwijay a.   W e  g r atef u lly   ac k n o wled g e  Dr .   Mo h a m m ad   Ho e s in   C en tr al  Gen er al  Ho s p ital  f o r   th eir   in v alu a b le   co n tr ib u tio n s   an d   s u p p o r t t h r o u g h o u t th is   p r o ject.       F UNDING   I NF O R M A T I O N    T h is   r esear ch   was  f u n d e d   b y   Un iv e r s itas   Sriwijay a  u n d er   Pro f ess io n al  R esear ch   Gr an t  No .   0 0 1 6 /UN9 /SK.L P2 M. PT/2 0 2 4 ,   wh ich   p r o v id ed   t h e  n ec ess ar y   r eso u r ce s   a n d   to o ls   to   d ev el o p   an d   v alid ate  o u r   DL   m o d el  f o r   th e  ass ess m en t o f   f etal  h ea r t e n lar g em e n t.       AUTHO R  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 e  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 e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Nu s wil Ber n o lian   ✓   ✓     ✓           ✓           ✓   Sit i N u r m ain i     ✓               ✓       ✓       Ad e  I r ian i Sap itri       ✓       ✓     ✓     ✓           An n is a  Dar m awa h y u n i           ✓           ✓           Mu h am m ad   Na u f al  R ac h m atu llah       ✓     ✓           ✓           B am b an g   T u tu k o             ✓         ✓           Fird au s   Fird au s             ✓   ✓       ✓             C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h e  au th o r s   d ec lar e  th at  th e y   h av e  n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y    T h e  d ata  th at  s u p p o r t  th e  f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   av ailab l e  f r o m   th e   co r r esp o n d in g   au t h o r ,   [ SN ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   S h r e st h a ,   A .   Th a k u r ,   S .   G o y a l ,   P .   G a r g ,   a n d   N .   K l e r ,   “ G r o w t h   c h a r t s   i n   n e o n a t e s , ”   C u rr e n t   Me d i c i n e   Re se a r c h   a n d   Pr a c t i c e ,  v o l .   6 ,   n o .   2 ,   p p .   7 9 – 8 4 ,   M a r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c mr p . 2 0 1 6 . 0 3 . 0 0 9 .   [ 2 ]   R .   R .   Ze g a r r a   a n d   T.   G h i ,   “ U se   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 e e p   l e a r n i n g   i n   f e t a l   u l t r a s o u n d   i ma g i n g , ”   U l t r a so u n d   i n   O b s t e t ri c s   & G y n e c o l o g y ,   v o l .   6 2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 8 5 – 1 9 4 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / u o g . 2 6 1 3 0 .   [ 3 ]   P .   S r i d a r   e t   a l . ,   “ A u t o m a t i c   i d e n t i f i c a t i o n   o f   m u l t i p l e   p l a n e s  o f   a   f e t a l   o r g a n   f r o m  2 D   u l t r a so u n d   i ma g e s,”   i n   Pr o c e e d i n g s  o f   t h e   MICC AI   W o rks h o p   Pe r i n a t a l ,   Pre t e r m   Pa e d i a t ri c   I m a g e   A n a l   ( PI P PI ) ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 – 1 0 .   [ 4 ]   B .   R a h m a t u l l a h   a n d   J.   A .   N o b l e ,   “ A n a t o m i c a l   o b j e c t   d e t e c t i o n   i n   f e t a l   u l t r a so u n d :   c o m p u t e r - e x p e r t   a g r e e me n t s , ”   i n   B i o m e d i c a l   I n f o rm a t i c s  a n d   T e c h n o l o g y   ( AC BI T   2 0 1 3 ) ,   2 0 1 4 ,   p p .   2 0 7 – 2 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 6 4 2 - 5 4 1 2 1 - 6 _ 1 8 .   [ 5 ]   M .   C . - C a s t r e j o n ,   T.   Ja n ss o n ,   a n d   T.   L.   P o w e l l ,   “ F e t a l   m a t e r n a l   u n i t , ”   i n   En c y c l o p e d i a   o f   Re p r o d u c t i o n ,   2 0 1 8 ,   p p .   4 7 7 – 4 8 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / B 9 7 8 - 0 - 12 - 8 0 1 2 3 8 - 3 . 6 4 6 7 4 - 3.   [ 6 ]   E.   M e d j e d o v i c   e t   a l . ,   “ A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   a s   a   n e w   a n sw e r   t o   o l d   c h a l l e n g e s   i n   m a t e r n a l - f e t a l   me d i c i n e   a n d   o b s t e t r i c s, ”   T e c h n o l o g y   a n d   H e a l t h   C a re ,   v o l .   3 2 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 7 3 – 1 2 8 7 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 2 3 3 / TH C - 2 3 1 4 8 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.