I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   16 ,   No .   4 A u g u s t   20 26 ,   p p .   1 885 ~ 1 8 9 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 16 i 4 . pp 1 8 8 5 - 1 8 9 8           1885       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Autom a ted  predi ction o the  mo de   o birth  delivery   using   g eo metric  f ea ture s o ute rine con tr a ction seg ments       Ruba na   H o qu Cho wd hu ry 1 , 2 ,   Ro ma   Su lt a na 3 ,   Q ua zi  Del wa r   H o s s a in 1 ,   M o hiu dd in A hm a d 4   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   C h i t t a g o n g   U n i v e r si t y   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   C h i t t a g o n g ,   B a n g l a d e s h   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   N o r t h e r n   U n i v e r s i t y   B a n g l a d e s h ,   D h a k a ,   B a n g l a d e sh   3 D e p a r t me n t   o f   O b s t e t r i c s   a n d   G y n e c o l o g y ,   C h i t t a g o n g   G e n e r a l   H o sp i t a l ,   C h i t t a g o n g ,   B a n g l a d e sh   4 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   K h u l n a   U n i v e r si t y   o f   En g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   K h u l n a ,   B a n g l a d e s h       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   1 1 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Ma y   5 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J u l 2 2 ,   2 0 2 6       P re g n a n c y   is  a   u n i q u e ,   c o m p lex   p ro c e ss   a n d   it ' h a rd   t o   p re d ict  th e   m o d e   o f   b irt h   d e li v e ry   d u e   to   th e   lac k   re so u rc e s.  Th is   stu d y   a ims   t o   d e v e lo p   a   c li n ica l   d e c isio n   s u p p o rt   sy ste m   to   p re d i c b irt h   d e li v e ry   m o d e   a c c o rd in g   t o   t h re e   c a teg o ries sp o n ta n e o u v a g in a l   d e li v e ry ,   i n d u c e d   v a g i n a d e li v e ry ,   a n d   c e sa re a n   se c ti o n .   T h is  m e th o d o lo g y   e n tails  th e   a u t o m a ted   e x tr a c ti o n   o f   u terin e   c o n trac ti o n   se g m e n ts  fr o m   th e   e lec tro h y ste ro g ra m   ( EHG sig n a l   b a se d   o n   t h e   z e ro - c ro ss in g   ra t e .   Eac h   se g m e n is  p ro c e ss e d   th ro u g h   a   d isc re te  F o u r ier  tran sfo rm   to   o b tain   th e   F o u r ier  c o e fficie n ts.  G e o m e tri c   fe a tu re s,  in c lu d i n g   a re a ,   p e rime ter,  c ircu larit y ,   v a rian c e ,   a n d   b e n d i n g   e n e rg y   we re   e x trac ted   fro m   t h e   b o u n d a r y   sh a p e   o f   th e se   c o m p lex   c o e fficie n ts  u si n g   th e   c o n v e x   h u ll   m e th o d .   We  fo u n d   t h e   wo m e n   wh o   e x p e rien c e   sp o n tan e o u s   d e li v e ries   e x h i b it   h ig h e fe a tu r e   v a lu e a n d   a   l o we c ircu larity   v a l u e   c o m p a re d   t o   t h o se   w h o   u n d e rg o   c e sa re a n   se c ti o n o in d u c e d   b irt h s.  B a se d   o n   t h e se   e x trac ted   p a ra m e ters ,   th e   ra n d o m   fo re st   (R F m o d e y ield e d   p ro m isin g   re su lt s:   re a c h in g   a n   a c c u ra c y   a b o v e   9 0 %   i n   th e   c la ss ifi c a ti o n   b e twe e n   c a e sa r e a n   a n d   sp o n tan e o u d e li v e ries   a n d   sp o n ta n e o u a n d   in d u c e d   v a g in a d e li v e ries   a n d   so m e wh a t   lo we r,   a ro u n d   7 0 %   b e twe e n   i n d u c e d   a n d   c e sa re a n .   To   c o n c lu d e ,   t h e   u t il iza ti o n   o a ll   p ro p o se d   EHG   p a ra m e ters   th ro u g h   m a c h in e   lea rn in g   c a n   e n h a n c e   o b ste tri c ian s'   a b il it y   t o   p re d ict  th e   m o d e   o b irt h   d e li v e ry .   K ey w o r d s :   C esar ea n   d eliv er y   E lectr o h y s ter o g r ap h y   Sp o n tan eo u s   d eliv er y   T o p o lo g ical  f ea tu r es   Uter in co n tr ac tio n     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 :   R u b an Ho q u e   C h o wd h u r y   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ic  E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   E n g in ee r i n g ,   C h ittag o n g   Un iv er s ity   o f   E n g in ee r in g   an d   T ec h n o lo g y   C h ittag o n g   -   4 3 4 9 ,   B an g lad es h   E m ail:  r u b an ac h y @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h h ig h   g l o b al  p r e g n an c y - r e lated   m o r tality   r atio   o f   2 1 6   p e r   1 0 0 , 0 0 0   liv b i r th s ,   as  r ep o r ted   b y   th e   W o r ld   Hea lth   Or g an izatio n   ( W HO) ,   is   p r im ar ily   attr ib u tab le  to   p o s tp ar tu m   h em o r r h a g e,   in f ec tio n s ,   an d     p r e - ec lam p s ia.   Po s tp ar tu m   h e m o r r h a g e,   m ajo r   co n tr ib u to r   to   m ater n al  m o r tality ,   is   p r ed o m in an tly   ca u s ed   b y   ex ce s s iv b lo o d   lo s s   an d   u ter in ato n y   [ 1 ] .   Alth o u g h   ce s ar ea n   s ec tio n s   ca n   b life - s av i n g   in   th tr ea tm e n t   o f   s ev er p r e - ec lam p s ia,   th ey   also   elev ate  th r is k s   o f   p o s tp ar tu m   b leed i n g ,   i n f ec tio n s ,   a n d   m ed ical  ex p en s es  wh en   co n d u cted   with o u n ec e s s ity .   C o n s eq u en tly ,   it  is   e s s e n tial  to   f u r n is h   in f o r m atio n   th at  aid s   in   d is ce r n in g   th s u b jectiv v iewp o in ts   o f   m ed ical  p r ac titi o n e r s   wh en   u tili ze d   as  d ec is io n - s u p p o r t   to o l.  Fu r th e r m o r e ,   ass is tin g   p h y s ician s   in   d ec is i o n - m ak i n g   aid s   h ea lth ca r p r o v id er s   in   a v er tin g   m alp r ac ti ce   an d   n eg lect,   s o   im p r o v in g   t h q u ality   o f   m ater n ity   ca r an d   p r o v id i n g   e n h an ce d   s u p p o r t   f o r   p r eg n an t   in d iv i d u als.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   4 ,   Au g u s t   20 26 :   1 8 8 5 - 1 898   1886   An ticip atin g   th m o d o f   d eliv er y   en ab les  h ea lth ca r p r o v id er s   to   m ak in f o r m ed   clin ical  d ec is io n s   th r o u g h o u p r eg n a n cy   an d   lab o r   [ 2 ] .   I n   r ec e n y ea r s ,   r esear ch er s   h av d ir ec ted   th ei r   atten tio n   to   an aly zin g   elec tr o h y s ter o g r ap h y   ( E HG)   s ig n als,  wh ich   ar b io - p o te n tial  r ec o r d in g s   o f   u ter in s m o o th   m u s cle  ac tiv ity   ch ar ac ter ized   b y   lo f r eq u e n cy   [ 3 ] .   I n tr a u ter in p r ess u r ca th eter   ( I UPC ) ,   ca r d io to c o g r am   ( T OC O) ,   an d   E HG  ar th th r ee   d if f er e n u t er in m o n ito r in g   tech n iq u es,  c o m p ar is o n   am o n g   th e m   is   v er y   d if f icu lt  b ec au s o f   th eir   d if f er en t   ap p r o ac h   an d   n atu r e.   Few  s tu d ies  h av e   w o r k ed   o n   th eir   co m p ar is o n   an d   h a v s h o w n   th at   E HG  is   s u b s tan tially   m o r s en s itiv th an   T OC in   d etec tin g   u ter in co n t r ac tio n s   ( UC )   d u r in g   ter m   la b o r     [ 4 ] [ 7 ] .   T h e   I UPC   is   ac k n o wled g ed   f o r   its   p r ec is io n   in   p r o v id i n g   i n f o r m atio n .   Ho we v er ,   r esear ch er s   ar e   r ed ir ec tin g   t h eir   atten tio n   d u e   to   its   in v asiv n atu r e.   T h E HG  s ig n als  o f f er   v alu ab le   in s ig h ts   in to   u ter i n e   co n tr ac tio n s ,   a n d   th ei r   d is tin ctiv f ea tu r es  h o ld   p r o m is a s   an   ef f ec tiv e   to o f o r   an aly z in g   an d   p r ed ictin g   p r eter m   b ir t h   [ 8 ] .   Var io u s   E H s ig n al  f ea tu r es,  in clu d in g   li n ea r ,   n o n lin ea r   f ea tu r es,  h a v e   b ee n   d e v elo p ed   to   d if f er en tiate  b etwe en   ter m   an d   p r eter m   lab o r .   T h r esear ch   co n d u cted   b y   J ag er   et  a l.   [ 9 ]   h as  b ee n   n o tab ly   im p ac tf u l,  f o cu s in g   o n   th q u an titativ an aly s is   o f   co n tr ac tio n   an d   d u m m y   in ter v al s   o f   E HG  s ig n als,   en co m p ass in g   c o n d u ctio n   v e lo city ,   p r o p a g atio n   d ir ec tio n ,   an d   s o p h is ticated   f ea tu r e - b ased   class if icatio n   m eth o d o l o g ies.  Gar f ield   em p l o y ed   v ec t o r - b ased   a n aly s is   to   d elin ea te  th s p atial  p r o p a g at io n   o f   UC   ac tiv ity .   T h eir   f in d in g s   u n d er s co r ed   t h p o te n tial  o f   u ter in c o n tr ac tili ty   as  an   in d icato r   o f   lab o r   p r o g r ess io n   a n d   d eliv er y   tim in g   [ 1 0 ] .   Nev e r th eless ,   th ese  m eth o d o lo g ies  f r eq u en tly   n e g lect  th s h ap an d   g eo m etr y   o f   th e   f o u n d atio n al  d ata,   attr i b u tes th at  m ay   b ess en tial in   d is ce r n i n g   m ajo r   ch ar ac ter is tics   o f   th e   s ig n als  [ 1 1 ]   Ov e r   t h e   last   tw o   d ec ad es,   c o n s id e r ab le   r ese a r c h   h as   b e en   d e d ic at ed   to   em p l o y i n g   p att er n   r ec o g n i ti o n   tec h n i q u es   t o   e x t r a ct   f ea tu r es   f r o m   E H G   s i g n als .   M u c h   o f   t h is   r ese a r c h   h as   b ee n   ce n te r ed   o n   p r e d i cti n g   te r m   an d   p r ete r m   b i r t h s ,   p ar tic u l ar l y   f o c u s i n g   o n   d is t in g u is h i n g   b etwe e n   E HG   r e co r d s   ass o c iat e d   wit h   p r e g n an ci es  cu l m i n a ti n g   i n   p r e te r m   s p o n t an eo u s   d eli v e r y   v er s u s   te r m   s p o n t a n e o u s   d e li v e r y .   An o t h e r   eq u all y   im p o r ta n t   f a ct o r   f o r   cl in ic al  c a r t h at  h a s   n o b e e n   c o n s i d e r e d   i n   th ese   s tu d i es  is   d eli v e r y   m o d e ,   w h i ch   is   a n   im p o r ta n t   co n s i d e r a ti o n   f o r   o b s t et r ic   p l a n n i n g   an d   d e li v e r y   ca r e .   W h il th e y   p r o v id e   u s e f u l   i n f o r m at io n   r e g a r d in g   w h en   d el iv e r y   s h o u l d   ta k e   p l ac e,   i n   o r d er   to   im p r o v e   d eli v e r y   p la n n i n g   an d   s av e   m o n e y   o n   h ea l th   c a r e   a n d   a ch ie v e   g o o d   o u t co m es  f o r   b o t h   m o t h er s   a n d   b a b i es,   it   is   i m p o r ta n to   p r e d i ct   i f   t h d e li v e r y   w ill   b e   v a g i n al ,   i n d u c e d ,   o r   ce s ar ea n   s ec t io n .   M a k i n g   wr o n g   p r ed ict io n s   m a y   e n d   u p   i n c r ea s i n g   r is k s   f o r   m o t h e r   an d   ch il d .   Pr ev io u s   wo r k s   d ea li n g   wi th   th is   is s u e   h a v e   u t ili ze d   t h e   co m b i n at io n   o f   E HG   an d   o b s tet r i c   v a r ia b les .   F o r   in s ta n c e,   Alb er o l a - R u b i o   et   a l.   [ 1 2 ]   d em o n s tr at ed   t h a to   e f f e cti v e ly   d is ti n g u is h   b e twe en   p a tie n ts   w h o   w ill   h a v e   s p o n t a n e o u s   la b o r   b e f o r e   t h e   e n d   o f   t h e   e n t ir e   te r m   a n d   t h o s e   w h o   will   n ee d   la te - te r m   la b o r   i n d u cti o n ,   a   s i n g le   E HG  in p u t   p a r a m et er   is   i n s u f f icie n t .   T h e y   d em o n s t r at ed   t h a t   i n c o r p o r ati n g   E HG   p a r a m et e r s   a n d   o b s tet r i d a ta  p o i n ts   ( s u c h   as   m ate r n a ag e,   b o d y   m ass   i n d e x   ( B M I ) ,   g es tati o n al   a g e,   p a r it y ,   h is to r y   o f   a b o r ti o n s ,   B is h o p   s co r e ,   a n d   f e tal   w ei g h t )   s ig n if i ca n tl y   e n h a n c es   t h e   p e r f o r m a n c o f   t h e   c lass i f i er s .   T h i s   i m p r o v e m e n t   is   r e f le ct ed   i n   t h c lass i f i er s '   A U C   v a lu es,   w h i ch   r a n g f r o m   0 . 5 8   t o   0 . 7 6 .   B e n alc áz ar Pa r r a   e a l.   [ 1 3 ]   u n d er to o k   s t u d y   ai m e d   at  d ev el o p in g   p r e d i cti v e   s y s te m s   c ap a b le   o f   c lass i f y in g   th r ee   d is ti n ct   s ce n ar io s   b as e d   o n   E HG   d at a.   Di az - M ar ti n ez   et   a l.   [ 1 4 ]   c o n d u cte d   co m p a r is o n   o f   t h e   p o s t p ar t u m   E HG   c h a r ac t er is tics   b etw ee n   v a g i n a a n d   ce s ar ea n   d e li v e r i es.  T h e y   o b s e r v e d   t h a t h e r e   we r n o   s tat is tic all y   s i g n if i ca n d i f f e r e n c es  i n   o b s tet r i c   d ata   an d   v it al   s i g n   v ar i ati o n s   b etw ee n   t h e   v a g i n a l   a n d   ce s a r ea n   d el iv er y   g r o u p s .   Ac co r d i n g   to   t h s tu d y ,   E HG   o b tai n e d   a   c o n s id er ab ly   h i g h e r   a m p lit u d e   a n d   l o wer   k u r to s is   o f   t h e   H il b e r t   e n v elo p in   th e   v a g i n al   b i r t h   g r o u p   co m p a r e d   t o   t h c esa r ea n   g r o u p ,   an d   t h e   s p ec t r a c o n te n t   w as  p u s h ed   t o w ar d s   h i g h e r   f r e q u e n ci es   [ 1 4 ] .   T h d r aw b a ck   o f   s u c h   t e ch n i q u es   is   th at  th e y   r e d u c t h o p p o r t u n it y   o f   a n al y zi n g   t h p r e d ic ti v p o w er   o f   ele ctr ic al   a cti v it y   o f   u t er u s   i n d e p e n d e n t ly .   M o r e o v e r ,   t h e y   ex t r ac t ed   co n t r ac t io n   b u r s ts   m an u a ll y .   T h is   s t u d y   f o c u s es   o n   th e   a u t o m at ic   c o n t r a cti o n - l e v el   an al y s is   o f   th E HG   s ig n a l,   em p h asi zi n g   its   g eo m e tr ic   a n d   to p o l o g ica ch a r ac te r is t ics .   U n lik p r i o r   s t u d i es  t h at   f o c u s ed   o n   ei th e r   g l o b al   s i g n a ch ar a cte r is t ics   o r   cl in ic al   cr i te r ia ,   t h e   p r o p o s e d   m et h o d o lo g y   ef f ec t iv el y   ca p t u r es   d is t i n ct   co n t r ac t io n   d y n am i cs,   p o t en t ial ly   p r o v i d i n g   a   s u p e r i o r   r e p r ese n t ati o n   o f   t h e   p h y s i o l o g ic al  d if f e r e n ce s   a m o n g   n at u r al ,   s ti m u lat ed ,   a n d   ce s a r e a n   d e li v e r ies .   T h is   r esea r c h   s i g n i f i es  p r o g r ess io n   i n   t h e   e x a m i n at io n   o f   t h e   E HG   s ig n a l   b y   f o c u s i n g   o n   f o r ec asti n g   t h e   m a n n e r   o f   d e li v e r y   r at h er   t h a n   atte m p ti n g   to   f o r e ca s t t h co m m e n c em en o f   d e li v e r y .       2.   M E T H O   T h is   p ap er   in v esti g ates  th v i ab ilit y   o f   u s in g   th e   g eo m etr ic  p r o p er ties   o f   co n tr ac tio n   b u r s ts   to   cr ea te  co m p u ter ized   d ec is io n   s u p p o r s y s tem .   A d d itio n ally ,   it   in teg r ates  co n tr ac tio n   attr ib u tes  to   im p r o v e   th s y s tem ' s   p r ed ictiv p o wer .   T h s u g g ested   m eth o d   s ee k s   to   f o r ec ast  th e   m o d e   o f   d eliv e r y   in   th r ee   d if f er en t   ca teg o r ies:   in d u ce d   v ag in al  d e liv er y ,   s p o n ta n eo u s   v a g in al  d e liv er y ,   an d   ce s ar ea n   s ec tio n .     2 . 1 .   Da t a   des cr iptio n   T h is   s tu d y   u tili ze d   an   E HG  d ataset  th at  in clu d ed   in d u ce d ,   ce s ar ea n ,   an d   in d u ce d   ce s a r ea n   E HG  r ec o r d s   ( I C E HG  DS)   af ter   3 7   wee k s   o f   g estatio n ,   o r   wh e n   th p r eg n a n cy   en d ed   with   d eliv e r y   [ 1 5 ] .   Mo r e o v er ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A u to ma ted   p r ed ictio n   o f th e   mo d o f b ir th   d elive r u s in g     ( R u b a n a   Ho q u C h o w d h u r y )   1887   o u r   s tu d y   also   u s ed   ter m - p r eter m   s p o n tan eo u s   E HG  d ata  s et  ( T PEHG T   DS  an d   T PE HG  DB )   [ 1 6 ] .   T h e   T PEHG   DB   d ataset  ( with o u T OC O)   h as  3 0 0   r ec o r d s ,   with   2 6 2   ter m   r ec o r d s   an d   3 8   p r e - ter m   r ec o r d s .   T h e   T PEHG T   DS  d ataset  ( with   T OC O)   h as  2 6   th r ee - s ig n al   3 0 - m in   u ter in e   E HG  r ec o r d s ,   with   1 3   p r eter m   r ec o r d s   f r o m   eig h a n d   1 3   ter m   r ec o r d s   f r o m   ten   p r eg n a n wo m en .   T h s p o n ta n eo u s   te r m   g r o u p   E HG  r ec o r d e d   ea r l y   ( af ter   3 1   wee k s   d u r in g   p r eg n a n cy )   h as  b ee n   u tili ze d   i n   th is   s tu d y .   T ab le  1   p r o v id es  a   co n cise  o v er v iew  o f   t h e   clin ical  d ata  ass o ciate d   w ith   a ll  E HG  d atab ase  r ec o r d s .   T h in teg r atio n   o f   th ese  d atasets   i s   ju s tifie d   b y   th eir   co m p ar ab le  ac q u is itio n   p r o t o c o ls .   Sp ec if ically ,   all  d atasets   e m p lo y ed   4 - elec tr o d ( e1 e 4 )   p lace m en o n   t h ab d o m in al   s u r f ac e   to   r ec o r d   E HG  s ig n al  f o r   a p p r o x im atel y   3 0   m in u tes  as  s h o wn   in   Fig u r 1 .   T h e   s ig n als  wer s am p led   at  2 0   Hz   an d   s u b jecte d   to   b a n d p ass   f ilter in g   with in   th e   r a n g o f   0 . 0 8   t o   5 . 0   Hz  with   4 - p o le   d ig ital  B u tter wo r th   f ilter .   b id ir ec tio n al  f ilter in g   a p p r o ac h   was  ap p lied   to   elim in ate  p h ase  d is to r tio n ,   en s u r in g   s ig n al  in te g r ity .   D esp ite  th ese  s im ilar itie s ,   p o ten tial  v ar iab ilit y   d u t o   d if f er en ce s   in   p atien t   p o p u latio n s ,   r ec o r d i n g   en v ir o n m en ts ,   an d   eq u ip m en ca li b r atio n   ca n n o b e n tire ly   e x clu d ed .   T h is   m ay   in tr o d u ce   h i d d en   b iases   in   th co m b in ed   d ataset,   wh ich   is   ac k n o wled g e d   as a   lim itatio n   o f   th s tu d y .   r ec en s tu d y   f o u n d   th at  th e   E HG  f r o m   ch an n el  3   was  th m o s d is tin ct  s ig n al  f o r   d is tin g u is h in g   p r eter m   an d   ter m   d eliv er ies  [ 1 7 ] .   I n   lig h o f   t h eir   f in d in g s ,   ch an n el  3   was   s p ec if ically   s elec ted   in   o u r   s tu d y   to   ass ess   th e   ef f ec tiv en ess   o f   o u r   tech n iq u in   id en tify in g   u ter in e   co n tr ac ti o n   s eg m en ts .         T ab le  1 .   T h p atien t' s   d em o g r ap h ic  in f o r m atio n   is   av ailab le  in   th T PEHG   an d   I C E HG  Da tab ases   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ]   EH G   si g n a l   D e scri p t i o n   M a t e r n a l   a g e   ( y e a r s)   ( a v g ± st d )   G e st a t i o n a l   a g e   ( w e e k s)     ( a v g ± st d )   S p o n t a n e o u s   v a g i n a l   d e l i v e r y   ( 1 1 3   r e c o r d s)   La b o r   c o mm e n c e s   sp o n t a n e o u s l y ,   a n d   t h e   b a b y   i s   d e l i v e r e d   t h r o u g h   t h e   m o t h e r 's  p u sh i n g   e f f o r t s a n d   t h e   n a t u r a l   c o n t r a c t i o n o f   t h e   b a b y   w i t h o u t   r e q u i r i n g   me d i c a l   i n t e r v e n t i o n .   2 8 . 3 9 ± 4 . 2 5   3 6 . 2 8 ± 1 . 3 0   C e sar e a n   sec t i o n   d e l i v e r y   ( 8   r e c o r d s)   I t   i s a   s u r g i c a l   t e c h n i q u e   w h e r e i n   t h e   mo t h e r 's   u t e r u s a n d   a b d o mi n a l   w a l l   a r e   c u t   t o   d e l i v e r   t h e   b a b y .   3 1 . 8 9 ± 2 . 5 5   3 7 . 5 0 3 ± 2 . 0 3 6   I n d u c e d   v a g i n a l   d e l i v e r y   ( 3 7 ) :   T h i s   m e t h o d   e m p l o y s   e x t e r n a l   f o r c e   t o   i n d u c e   u t e r i n e   c o n t r a c t i o n s   i n   c a s e s   w h e r e   s p o n t a n e o u s   l a b o r   d o e s   n o t   c o m m e n c e .   3 0 . 0 9 ± 4 . 3 6   4 0 . 0 9 ± 1 . 3 9           Fig u r 1 .   Fo u r   elec tr o d p lace m en ts   o n   th lo we r   ab d o m en   s p ac ed   s ev en   cm   ap ar t       2 . 2 .   P re - pro ce s s ing   T h d atab ases   o b tain ed   f r o m   th Ph y s io Net  web s ite  ar f o r m atted   as  W FDB   ( wav ef o r m   d atab ase )   s ig n al  f iles .   T h E HG  co m p r is es  t wo   s ig n als:   s lo wav an d   q u ick   wav e.   T h s lo wav o s cillates   b etwe en   0 . 0 0 5   an d   0 . 0 3   Hz,   ex h ib itin g   an   am p litu d o f   0 . 5   to   1 5   m V.   T h r ap id   wav e   o s cillates   b etwe en     0 . 1   an d   3   Hz,   with   an   am p litu d r an g in g   f r o m   0 . 0 2   to   0 . 5   m V,   r esp ec tiv ely   [ 1 8 ] .   T h f ast  wav s u p er im p o s es   th s lo wav to   f o r m   an   E HG  s ig n al.   Mo s o f   t h r esea r ch er s   f o c u s ed   o n   th e   h ig h   w av b an d   d u r in g   th f ilter in g   p r o ce s s   d u to   p r o p er   co n tr ac tio n   ch ar ac ter iz atio n ,   b ec au s m o s o f   th u ter in ac tiv ity   is   co n ce n tr ated   in   th is   b an d wid th   ( B W )   [ 5 ] [ 1 6 ] .   Prio r   to   e x am in in g   th f ea t u r e x tr ac tio n   tech n iq u e,   two   p r elim in ar y   s tag es  ar co n d u c ted   in   th is   s tu d y i )   T h r aw  E HG  r ec o r d in g s   u n d e r wen b an d p ass   f ilter in g   with   f o u r th - o r d er   B u tter wo r th   d i g ital  f ilter ,   with   f r eq u e n cy   r an g o f   0 . 0 3 4 3   Hz,   to   r e d u ce   h ig h - f r eq u e n cy   n o is e,   m o tio n   ar tifa cts,  m ater n al  r esp ir atio n ,   an d   b aselin i n ter f er en ce .   ii )   T h b u r s ts   o f   all  E HG  r ec o r d in g s   ass o ciate d   with   co n tr ac tio n s   wer au to m atica lly   s eg m en ted   u tili zin g   th Z er o - cr o s s in g   r at e,   s u cc ee d ed   b y   t h am p litu d m o d u latio n   ap p r o a ch .   Sin ce   th I C E HG  d ataset  d o es  n o i n clu d T OC r ec o r d in g s   o r   m a n u al   an n o tatio n s   f o r   c o n tr ac tio n   ev en ts ,   d ir ec v alid atio n   o f   d etec ted   co n tr ac ti o n s   with in   th is   d ataset  is   n o f ea s ib le.   T o   ad d r ess   th is   lim i tatio n ,   th p r o p o s ed   d etec tio n   alg o r ith m   was  f ir s ev alu ated   o n   th T PEHG T   d ataset,   wh er r ef er en ce   a n n o t atio n s   o f   u ter in co n tr ac tio n s   ar av ailab le.   T h d etec ted   c o n tr ac tio n   s eg m en ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   4 ,   Au g u s t   20 26 :   1 8 8 5 - 1 898   1888   wer co m p ar ed   ag ai n s an n o t ated   in ter v als  to   v er if y   th r el iab ilit y   o f   th m eth o d .   Af ter   t h is   v alid atio n   s tep ,   th s am Z C R - b ased   d etec tio n   f r am ewo r k   was  ap p lied   t o   t h I C E HG  d ataset  to   ex tr ac co n tr ac tio n   s eg m e n ts   in   f u lly   au to m ated   m a n n er .   T h is   cr o s s - d ataset  v alid atio n   en s u r es  th at  th co n tr ac tio n   id en tific atio n   p r o ce s s   is   r o b u s an d   b ased   o n   m e th o d   th at  h as  b ee n   in d ep en d en tly   ev alu ated   o n   a n n o tated   d ata.   T h o v er all   au to m atic  ex tr ac tio n   p r o ce d u r o f   co n tr ac tio n   s eg m e n ts   h a s   b ee n   d escr ib ed   i n   d etail  in   o u r   p r ev io u s   s tu d y   [ 1 9 ] ,   a n d   s ch e m atic  o v er v ie o f   th p i p elin is   p r esen ted   i n   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r am   o f   th m eth o d o lo g y       2 . 3 .   Co m plex   pla ne  o f   ea ch  c o ntr a ct io n seg m ent   T h d is cr ete  Fo u r ier   tr a n s f o r m   ( DFT)   is   wid ely   u tili ze d   an aly tical  m eth o d   i n   s ig n al  p r o ce s s in g   s y s tem s .   T h DFT  is   a   m ath e m atica p r o ce d u r e   th at  co n v er ts   s eq u en ce   o f   c o m p le x   n u m b er s   in to   an o th e r   s eq u en ce   o f   co m p le x   n u m b er s ,   r ep r esen tin g   th s ig n al  in   th f r eq u en c y   d o m ain .   T h is   s tu d y   in v o lv ed   d ec o m p o s in g   th E HG   s ig n al  in to   its   r ea an d   im ag in ar y   co m p o n en ts   v ia  th DFT  m eth o d   in   Py th o n .   T h e   m ath em atica l f o r m u latio n   o f   DFT  is   p r o v id ed   in   ( 1 ) .     = [ ] 2   1 = 0     ( 1 )     Her e,   th E HG   tim s er ies,  [ ]   is   co n v e r ted   i n to   th e   E HG  f r eq u en cy   s er ies  T h r ea co m p o n en p er tain s   to   th ag g r eg ate  o f   th ac tu al   co m p o n en ts   o f   th e   p r o d u cts,   wh ile  th im ag in ar y   co m p o n en p er tain s   to   th e   ag g r eg ate   o f   t h im ag i n ar y   co m p o n e n ts   o f   th ese  p r o d u cts  f r o m   ( 1 ) .   T h co m p lex   p lan is   f o r m ed   b y   g r a p h in g   th r ea an d   im ag in ar y   c o m p o n en ts   o f   th Fo u r ier   co e f f ic ien ts ,   with   th r ea p ar o n   th x - ax is   an d   th im ag in ar y   p ar t   o n   th e   y - ax is .   T h is   s tu d y   ex am in es  b o u n d ar y   s h ap es,   s u ch   as   th e   co n v ex   h u ll,  with in   s et   o f   p o in ts   in   th p lan [ 2 0 ] C o n v ex   h u ll  was  s elec ted   in   th is   s t u d y   b ec a u s o f   its   ea s o f   co m p u tatio n ,   r esil ien ce   to   n o is e,   an d   ca p ac ity   to   r ep r esen th g l o b al  g eo m etr ic   s tr u ctu r o f   th E HG   co n tr ac tio n   p atter n s   [ 2 1 ] .   O n   th o th er   h a n d ,   m eth o d s   lik a lp h s h ap es n ee d   t o   h a v th eir   p ar am eter s   s et  a n d   a r m o r s en s itiv to   ch a n g es   in   n o is an d   p o in d en s ity .   T h alg o r ith m   o f   th c o n v e x   h u ll f o r m atio n   is   g iv en   b elo w .     Alg o r ith m   1 .   Gr ah am   s ca n   Select    with minimum y - coordinate and sort remaining points by polar angle w.r.t.    Initialize  = [ , 1 , 2 ] . For each point  [ ]   ( = 3      | | ) , remove the last point    from    while orientation  (   [ 2 ] ,   [ 1 ] , [ ] ) 0 , then append  [ ] .   Return  .   orientation  ( , , ) = ( ) ( ) ( ) ( )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A u to ma ted   p r ed ictio n   o f th e   mo d o f b ir th   d elive r u s in g     ( R u b a n a   Ho q u C h o w d h u r y )   1889   2 . 4 .   F ea t ure  ex t ra c t io n   T h b asic  g eo m etr ic  c h ar ac ter is tics   ar th s o le  f ac to r   d is ti n g u is h in g   s h a p es  th at  v ar y   s u b s tan tially   [ 2 0 ] W h a v ex tr ac ted   s ev er al  g eo m etr ic  attr ib u tes  f r o m   th wh o le  E HG  s ig n al  an d   ea c h   u ter in co n t r ac tio n   s eg m en in   th E HG  s ig n al,   o u tlin ed   in   T ab le  2 .   Alo n g   with   th f ea tu r ex t r ac tio n ,   s tatis tical  an aly s i s   was   ca r r ied   o u to   ex a m in th e   d i s cr im in ato r y   p o wer   o f   th o b t ain ed   g e o m etr ical  f ea tu r es.  F o r   th is   p u r p o s e,   we   co n d u cte d   th n o n - p ar a m etr ic   Ma n n - W h itn ey   test   to   ass ess   th s ta tis tica lly   s ig n if ican d if f er en ce s   am o n g   all  th f ea tu r es  b etwe en   th f o llo win g   g r o u p s s p o n tan eo u s   v s .   ce s ar ea n   E HG  ( E v s .   E C ) ,   ce s ar ea n   v s .   in d u ce d   v ag in al   E HG  ( E v s .   E I ) ,   a n d   s p o n tan e o u s   v a g in al   v s .   in d u ce d   v ag in al  ( E v s .   E I ) .   T h B o n f er r o n i   co r r ec tio n   was  u s ed   to   lo wer   th ch an ce   o f   m ak i n g   ty p e   I   er r o r   b ec au s th er wer s o   m an y   co m p ar is o n s .   T h s ig n if ican ce   th r esh o l d   w as  co n s eq u en tly   m o d if ied   to   p   0 . 0 0 1 2   b y   d iv id in g   th e   n o m in al  s ig n if ican ce   lev el  ( α   0 . 0 5 )   b y   th to tal  n u m b er   o f   s tatis tical  te s ts   co n d u cted   ( 4 2 ) .       T ab le  2 .   Ma th em atica l r e p r ese n tatio n   o f   e x tr ac ted   f ea tu r es   G e o me t r i c a l   F e a t u r e s   M a t h e ma t i c a l   e q u a t i o n   A r e a      = 1 2 |  ( (   [ ] ×     [ + 1 ] ) (   [ + 1 ] ×     [ ] ) | 1 = 1     H e r e ,   i t   i c a l c u l a t e d   b y   p o l y g o n   v e r t i c e s (   a n d     ) .     r e p r e se n t s t h e   n u m b e r   o f   p o i n t s   i n   t h e   s h a p e .   P e r i me t e r    = (   [ + 1 ]   [ ] ) × (   [ + 1 ]   [ ] )    = (   [ + 1 ]   [ ] ) × (   [ + 1 ]   [ ] )    =  +  1 = 1   C i r c u l a r i t y   r a t i o         = 4 ×  (  ) 2   V a r i a n c e   =         ( (  ,   ) , (   [ ] ,   [ ]    = 1         1 = 0     =   1 ( 1 = 0  ) 2   B e n d i n g   e n e r g y        = [ (   [ 1 ] 2   [ ] +   [ + 1 ] ) 2 + (   [ 1 ] 2   [ ] +   [ + 1 ] ) 2 2 = 1 ]   U t e r i n e   C o n t r a c t i o n s Fe a t u r e   En e r g y      = 2   C o n t r a c t i o n   P o w e r          = ( ) = × /     H   a n d   L   a r e   t h e   P S D   c o mp o n e n t   n u m b e r c o r r e s p o n d i n g   t o   t h e   u p p e r   a n d   l o w e r   l i m i t   o f   t h e   EH G   f r e q u e n c y   b a n d ,   r e s p e c t i v e l y ,     i s t h e   sam p l i n g   f r e q u e n c y ,   a n d   N   i t h e   n u mb e r   o f   sam p l e s w i t h i n   t h e   c o n t r a c t i l e   a c t i v i t y   seg m e n t .   P e a k   a m p l i t u d e        =  (  )  (  )         2 . 5 .   Cla s s if iers   T h is   s tu d y   ass ess e s   th ef f icac y   o f   r a n d o m   f o r est  ( R F)  class if ier ,   r en o wn ed   f o r   its   ex ce llen class if icatio n   ac cu r ac y   an d   ad ap tab ilit y   ac r o s s   v ar io u s   d ata  ty p es  [ 2 2 ] .   T o   en s u r m o r s y s tem atic  an d   r ep r o d u cib le  m o d el   d esig n ,   h y p er p ar am eter   tu n in g   was  p er f o r m ed   u s in g   a   s tr u ctu r e d   s ea r ch   s tr ateg y .   Sp ec if ically ,   g r id - b ased   s ea r ch   co m b in ed   with   k - f o ld   cr o s s - v alid atio n   (   5 )   was  em p lo y ed   o n   th tr ain in g   d ataset  to   id en tify   t h o p tim al  s et  o f   h y p er p a r am eter s .   T h o p tim al  h y p e r p ar am eter s   o b tain ed   f r o m   th is   p r o ce s s   wer e:  _      s et  to   2 0 0 ,   wh ich   m ea n s   th r an d o m   f o r es co n s is ts   o f   2 0 0   d ec is io n   tr e es;    _  ℎ′   s et  to   5 an d   _   _    s et  to   5 .   T h s elec tio n   o f   r elativ ely   s h all o tr ee   d ep th   (  _    5 )   h el p s   co n tr o m o d el  co m p lex ity   an d   m itig ates  o v er f i ttin g ,   wh ich   is   p ar ticu lar ly   im p o r tan t   g iv en   th lim ited   s ize  an d   in h er en v ar ia b ilit y   o f   E HG  s ig n als.  Mo r eo v er ,   we  u tili ze d   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM)   class if ier   a s   co m p ar is o n   m o d el  in   ad d iti o n   to   R F.  W u s ed   g r id   s ea r c h   with   5 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   to   ch o o s th m o d e h y p er p a r am eter s .   T h m o s e f f ec tiv s etu p   h ad   r e g u lar iza tio n   p ar am eter   ( C )   o f   1 0   an d   k er n el  co ef f icie n ( γ )   o f   0 . 1 .   T h d ataset  co m p r is es  1 4 6   E HG  s ig n als,  with   p r ed o m i n an p r o p o r tio n   o r ig i n atin g   f r o m   s p o n tan eo u s   d eliv er ies.  Giv e n   th is   im b ala n ce ,   a   d ilig en t   ef f o r was  m ad e   to   m itig ate  b ias  b y   en s u r in g   eq u itab le  r ep r esen tatio n   ac r o s s   s ig n als  d er iv ed   f r o m   s p o n tan eo u s ,   ce s ar ea n ,   an d   in d u ce d   d eli v er ies.  T o   ad d r ess   th is   im b alan ce ,   th s y n th etic  m in o r ity   o v er - s am p lin g   tech n i q u ( SMOT E )   was  ap p lied   to   th e   tr ain in g   s et.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   4 ,   Au g u s t   20 26 :   1 8 8 5 - 1 898   1890   3.   RE SU L T S   T h m o d els  wer d ev elo p ed ,   tr ain ed ,   an d   ev al u ated   u s in g   Py C h ar m ,   s cien tific   p r o g r am m in g   en v ir o n m en wr itten   in   Py t h o n   3 . 8 ,   a n d   Scik it - lear n   0 . 2 2 ,   a   m ac h in e   lear n in g   lib r a r y .   Fig u r 2   illu s tr ates  th au to m atic  ex tr ac tio n   o f   c o n tr ac tio n   s eg m en ts ,   wh ich   alig n   clo s ely   with   th s im u ltan eo u s ly   r ec o r d ed   T OC co n tr ac tio n s .   T h co n t r ac tio n   b u r s ts   wer ex tr ac ted   f r o m   th E HG  s ig n al  u s in g   th e   ze r o   cr o s s in g   an d   R MS - b ased   m eth o d   [ 1 9 ] .   Fig u r 3   d is p lay s   th s am p le  o f   ex tr ac te d   co n tr ac tio n   f r o m   th E HG  s ig n al  alo n g   with   its   attr ib u tes.  I n   th r ec o r d in g s   f r o m   th Sp o n tan eo u s   g r o u p ,   we  d etec ted   ab o u 3 9 6   c o n tr ac tile  ep is o d es,  wh er ea s   in   th e   in d u ce d   g r o u p   an d   ce s ar ea n   g r o u p ,   we  e x tr ac ted   ab o u 2 9   a n d   3 4   r esp ec tiv ely .   Fig u r e   4   d ep icts   th c o n v e x   h u ll  r e p r esen tin g   th e   b o u n d ar y   s h ap e   o f   t h en tire   s ig n al,   A d d itio n ally ,   Fig u r 5   s h o ws  th e   b o u n d ar y   s h ap o f   th co n v ex   h u ll f o r m e d   f r o m   th d ata  p o i n ts   o f   th co n tr ac tile seg m en ts .   T h em p ty   s p ac es  th at  ap p ea r   with in   th e   en clo s e d   ar ea s   in   Fig u r 5   ca n   b attr ib u ted   to   th co n v ex   h u ll  o f   Fo u r ier   d escr ip to r s .   T h is   is   d u to   th e   u n e v en   clu s ter in g   o f   p o in ts   in   th e   co m p lex   p lan e.   Alth o u g h   th ey   m ay   n o t   h av e   p h y s io lo g ical  s ig n if ican ce ,   th ey   af f ec g e o m etr ical  ch a r ac ter is tics .   T ab le  3   d is p lay s   th av er ag v alu es  o f   g eo m etr ical  attr ib u tes  d er i v ed   f r o m   t h co m p lete  wh o le  E H s ig n al  an d   co n tr ac tio n   s eg m en ts   o f   th s ig n al   th r o u g h   c o n v e x   h u ll,  in cl u d in g   a r ea ,   p e r im eter ,   cir c u l ar ity ,   v ar ian c e,   b e n d in g   en e r g y ,   e n er g y ,   p ea k   am p litu d o f   co n tr ac tio n   c u r v e,   an d   c o n tr ac tio n   p o we r .   Alth o u g h   f ea tu r es  wer in itially   ex tr ac ted   f r o m   ea c h   d etec ted   co n tr ac tio n   s eg m en t,  m u ltip le  s eg m e n ts   with in   s in g le  r ec o r d   wer e   ag g r eg ated   to   f o r m   a   r ep r esen tativ f ea tu r e   v ec to r .   Sp ec if ically ,   s tatis tical  m ea s u r es,  p r im ar ily   th m ea n ,   wer c o m p u ted   ac r o s s   all  co n tr ac tio n   s eg m e n ts   o f   ea ch   r ec o r d .   T h ese  ag g r e g ated   f ea t u r es  wer th en   u s ed   f o r   s tatis tical  an aly s is .   I n   th is   s tu d y ,   th e   u n it  o f   a n aly s is   is   th i n d iv id u al  r ec o r d .   T h e   s tatis tical  m ea s u r es  d er iv ed   f r o m   th e   g e o m etr ical  f ea tu r es  ar also   p r esen ted   in   T ab le  3 .   Fig u r e s   6   ( a) - ( h )   p r esen ts   th b o x   p lo d is tr ib u tio n s   o f   in d iv id u al  g eo m etr ical  a n d   co n tr ac tio n - b ased   f ea tu r es  ac r o s s   s p o n tan e o u s ,   ce s ar ea n ,   an d   in d u ce d   g r o u p s ,   h ig h lig h ti n g   th v ar iatio n   an d   d is cr im in ati v p atter n s   am o n g   th ese  class es.  W al s o   u s ed   R an d   SV class if ier s   to   ch ec k   h o ef f ec tiv ely   th class if icatio n   wo r k e d .   Fig u r 7   s h o ws  th r ec eiv er   o p er atin g   ch a r ac te r is tic  ( R O C )   cu r v es  an d   a r ea   u n d er   th e   cu r v ( AUC)  v alu es  f o r   t h R an d   SV m o d els.   T h e   R an d   SVM  class if ier   u s ed   o n e - vs - r est  s tr ateg y   to   d o   m u lti - cl ass   clas s if icatio n .   T o   ass ess   t h d is cr im in ativ ab ilit y   o f   g eo m etr ical  f ea tu r es   an d   co n tr ac tio n   attr ib u tes  am o n g   th r ee   g r o u p s Sp o n tan eo u s   E HG,   E ar ly   C esar ea n   E HG,   an d   E ar ly   I n d u ce d   E HG we  m ea s u r ed   th f i v e   ev alu atio n   p ar am eter s   b y   a p p ly in g   a n   R class if ier ,   wh ich   is   r ep r esen ted   b y   Fig u r 8 .   T o   in te r p r et   th e   R m o d el  a n d   p r o v id e   b io lo g ical  in s ig h t,  we  p er f o r m ed   f ea tu r im p o r tan ce   an aly s is   u s in g   m ea n   d ec r ea s in   im p u r i ty   ( MD I ) ,   as p r esen te d   in   Fig u r 9 .             Fig u r 3 .   Featu r es o f   u ter in e   c o n tr ac tio n           Fig u r 4 .   T h co n v ex   h u ll with   b o u n d ar y   r ec tan g le.   B o u n d a r y   s h ap f o r m ed   u s in g   d ata  p o in ts   f r o m   th e n tire   s ig n al  ( r ec o r d   iceh g   7 5 9 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A u to ma ted   p r ed ictio n   o f th e   mo d o f b ir th   d elive r u s in g     ( R u b a n a   Ho q u C h o w d h u r y )   1891       Fig u r 5 .   C o n v ex   h u ll f o r m ed   f r o m   d ata  p o in ts   o f   th co n tr a ctio n   s eg m en ts     ( Fiv co n tr ac tio n s   ex t r ac ted   f r o m   r ec o r d   iceh g   7 5 9 )       T ab le  3 .   T h m ea n   v alu es o f   g eo m etr ical  an d   c o n tr ac tile e p is o d f ea tu r es o b tain ed   ac r o s s   all  r ec o r d in g s .   Statis t ical  s ig n if ican ce   an aly s is   o f   th f ea tu r es b etwe en   g r o u p s   E S a n d   E C ,   E C   an d   E I ,   E an d   E I   F e a t u r e s   F e a t u r e e x t r a c t e d   f r o t h e   w h o l e   si g n a l   F e a t u r e e x t r a c t e d   f r o t h e   c o n t r a c t i o n   se g m e n t s   M e a n   v a l u e   P - v a l u e   b e t w e e n   g r o u p s   M e a n   v a l u e   P - v a l u e   b e t w e e n   g r o u p s   ES   EC   EI   ES & E C   EC   &   EI   ES & E I   ES   EC   EI   ES & E C   EC   &   EI   ES & E I   A r e a   5 0 2 4   1 5 4 4   3 0 6 1 2   0 . 1 1 2   0 . 0 2 4   0 . 9 1 2   0 . 1 1 4   0 . 0 0 3 6   0 . 0 0 3   2 . 0 1   e - 06   0 . 3 5 6   0 . 0 0 0 6   P e r i me t e r   2 2 3   1 4 4   2 1 5   0 . 1 0 4   0 . 0 4 3   0 . 4 6 7   1 . 0 7   0 . 1 4 0 2   0 . 1 3 1   0 . 2 9 3     e - 03   1 . 1 4   e - 06   0 . 0 0 0 4   C i r c u l a r i t y   0 . 9   0 . 8 9   0 . 9   0 . 7 0 6   0 . 3 4 1   0 . 6 0 6   0 . 5 5   0 . 6 2 2 3   0 . 6 3 8   1 . 3 8   e - 11   0 . 0 1 9   1 . 5 1   e - 07   V a r i a n c e   1 8 2 2   5 5 5   1 3 4 5   0 . 1 2 1   0 . 0 1 1 2   0 . 9 1 2   0 . 1 3 6   0 . 0 0 2 6   0 . 0 0 1 8   7 . 4 1   e - 07   0 . 0 5 6   0 . 0 0 0 3   B e n d i n g   e n e r g y   3 . 4 7   e 0 6   1 . 4 5     e 0 6   9 . 6     e 0 6   0 . 1 1 6   0 . 0 2 4   0 . 9 2 4   2 8 . 5 5   0 . 0 0 3 6   0 . 0 0 1 6   9 . 5 9   e - 07   0 . 0 5 2   0 . 0 0 0 1   En e r g y   ( mV 2 / s)   ×   ×   ×   ×   ×   ×   0 . 0 1 9   0 . 0 0 0 3   0 . 0 0 0 5   0 . 0 0 1 1   0 . 0 0 4   0 . 0 0 3   P e a k   a m p l i t u d e   ( mV )   ×   ×   ×   ×   ×   ×   1 . 1 8 9   1 . 1 3 3 9   1 . 1 1 2   6 . 0 6   e - 10   0 . 0 0 5   2 . 2 3   e - 05   C o n t r a c t i o n   p o w e r   ( mV 2 . s)   ×   ×   ×   ×   ×   ×   0 . 0 1 9   0 . 0 1 9 7   0 . 0 2 0   9 . 9 5   e - 10   0 . 0 0 4   1 . 3 4   e - 07   C o n t r a c t i o n   d u r a t i o n   ( s )   ×   ×   ×   ×   ×   ×   5 4 . 4 9   4 7 . 1 2 5   4 8 . 7 7 0   0 . 0 5 3   0 . 2 5 6   0 . 7 4   N o t e :   ×   i n d i c a t e s t h a t   t h e   f e a t u r e   i n o t   a p p l i c a b l e   f o r   t h e   w h o l e   s i g n a l .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   4 ,   Au g u s t   20 26 :   1 8 8 5 - 1 898   1892       ( a)     ( b )       ( c)     ( d )       ( e)     (f)       ( g )   ( h )     Fig u r 6 .   B o x   p lo t sh o win g   in d iv id u al  f ea tu r es :   ( a)   ar ea ,   ( b )   b en d in g   en er g y ,   ( c)   p e r im eter ,   ( d )   v a r ian ce ,     ( e)   cir cu lar ity ,   ( f )   C o n tr ac tio n   p o wer ,   ( g )   en e r g y ,   an d   ( h )   p ea k   am p litu d f o r   s p o n tan eo u s   v ag in al,   ce s ar ea n ,     an d   in d u ce d   g r o u p             Fig u r 7 .   R OC   p lo t o f   SVM  a n d   R F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A u to ma ted   p r ed ictio n   o f th e   mo d o f b ir th   d elive r u s in g     ( R u b a n a   Ho q u C h o w d h u r y )   1893       Fig u r 8 .   Per f o r m an c r esu lts   o f   R F f o r   p r ed ictin g   E C   v s .   E I ,   E S v s .   E I ,   an d   E S v s .   E C           ( a)   ( b )       ( c)     Fig u r 9 .   Me an   d ec r ea s in   im p u r ity   ( MD I )   f o r   f ea tu r e   im p o r tan ce   in   r a n d o m   f o r est m o d el s : ( a)   C esar ea n   v s   s p o n tan eo u s ,   ( b )   in d u ce d   v s   s p o n tan e o u s   an d   ( c)   in d u ce d   v s   ce s ar ea n       4.   DIS CU SS I O N   Mu ltip le  s tu d ies  h av in v esti g ated   th u tili ty   o f   E HG  s ig n al s ,   em p lo y in g   lin ea r   ( s p ec tr al,   tem p o r al,   s tatis t ical  p ar am eter s )   as  well  as  n o n lin ea r   f ea tu r e x tr ac tio n   m eth o d s   [ 2 3 ] [ 2 4 ] .   T h is   s tu d y   f o cu s ed   o n   th ex tr ac tio n   o f   g eo m etr ic  f ea t u r es  f r o m   u ter i n co n tr ac tio n   b u r s ts .   T h is   allo ws  f o r   m o r lo ca lized   an d   p h y s io lo g ically   r elev a n t d ep ic tio n   o f   u ter in ac tiv ity .   Fo r   ea ch   co n tr ac tio n   s eg m en t,  th ex tr ac ted   g eo m etr ical  f ea tu r es  s h o th f o r m ,   s tr en g th ,   an d   m o r p h o lo g ical  co m p lex ity   o f   th E HG  s ig n al  d u r in g   ac tiv u ter in e   co n tr ac tio n s .   T h ese  f ea tu r es  a r ch ar ac ter ize d   b y   s im p licity   an d   c o m p u tatio n al  ef f icien cy   co m p ar ed   to   lin ea r   an d   n o n lin ea r   f ea t u r es  [ 2 5 ] I n   th e   p ast  ten   y ea r s ,   s tu d ies  o n   E HG   s ig n als  h av e   ten d ed   to   ad o p th e   wh o le   s ig n al  an d   class if y   p r eter m   b ir th   b ased   o n   m ac h in lear n in g   [ 2 6 ] [ 2 8 ] T h is   s tu d y   in v o lv e d   th ex tr ac tio n   o f   g eo m etr ical  f ea tu r es  f r o m   th e   co m p lete  E HG  s ig n al  o f   s p o n t an eo u s ,   ce s ar ea n ,   a n d   in d u ce d   d eliv er ies,  as   well   as  f r o m   th e x tr ac ted   co n tr a ctio n   b u r s ts .   T h is   a r ti cl ex a m i n es   t h e   a p p li ca b ili ty   o f   u t ilizi n g   c o n tr ac ti o n   v a r i ab les  a n d   t h eir   g eo m e tr ic  c h a r a cte r is tics   to   p r e d i ct  t h m e th o d   o f   d e li v e r y   ac r o s s   t h r ee   c ate g o r ies:   ce s ar ea n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   4 ,   Au g u s t   20 26 :   1 8 8 5 - 1 898   1894   s ec ti o n ,   in d u c e d   v ag in al   d e li v e r y ,   an d   s p o n ta n e o u s   v a g i n a d e li v e r y .   U n d e r s t an d i n g   u te r i n e   co n t r a cti o n s   is   v it al  in   ass ess in g   th p r o g r ess   o f   la b o r   a n d   e n s u r i n g   s u c ce s s f u d el iv er y   [ 2 9 ] .   F u r t h e r m o r e,   o u r   i n v esti g ati o n   ex t e n d s   t o   e x a m i n i n g   l ab o r   o u t co m es   d u r i n g   th p r e g n a n c y ,   t y p ic all y   a f te r   3 1   we ek s   o f   g est ati o n .   Ho wev er ,   u p o n   ex am i n atio n   o f   T ab le   3 ,   it  b ec am e   ev id e n th at  n o   s ig n if ican t   d if f e r e n ce s   wer o b s er v ab le  a m o n g   th ese  g r o u p s .   C o n s eq u en tl y ,   o u r   f o cu s   s h if ted   to war d s   id e n tify in g   s h ap e   o f   ea ch   co n tr ac tio n   s eg m en th at  c o u l d   p r o v id p r ec is b o u n d a r ies  an d   v al u ab le  in f o r m atio n   ac r o s s   all  ca s es.  L im ited   r esear ch   h as  f o cu s ed   e x clu s iv ely   o n   an al y zin g   th u ter in c o n tr ac tio n   s eg m e n ts   o f   E HG  t o   id en tify   p r em atu r b ir th   [ 3 0 ] [ 3 2 ] .   T y p ically ,   th co n tr ac tio n   b u r s ts   ar m an u ally   d iv id ed   f r o m   3 0 - m in u te - lo n g   r ec o r d in g   o f   E HG  u s in g   T OC O.   W ith in   t h E HG  s tr u ctu r e,   co n tr ac tio n   d etec tio n   is   cr u cial  s u b j ec th at  m ay   y ield   s ig n if ican in s ig h ts   f o r   lo n g - te r m   p r eg n a n cy   m o n ito r in g .   T h m ajo r ity   o f   n o n - lin ea r   f ea tu r es  s u ch   as  en tr o p y ,   an d   ze r o   cr o s s in g   r ate  i n f o r m atio n   p er tin e n to   th c h ar ac te r izatio n   o f   p r eg n a n cy   p er tain s   to   th e   co n t r ac tio n   p h ase,   wh er ea s   th e   r esid u al   s ig n al  co n tr i b u tes  n o is to   th ass ess m en [ 9 ] .   T h is   s tu d y   e n d ea v o r s   to   au to m atica lly   ex tr ac u ter in co n tr ac tio n s   f r o m   E HG  s ig n als  u n d er   ter m   co n d itio n s ,   aim in g   to   an aly ze   th eir   g eo m etr ic  ch a r ac ter is tics .   W e   ex tr ac ted   g eo m etr ical  f ea tu r es  f r o m   th e   b o u n d a r ies  o f   d ata  p o in ts   o f   ea ch   co n tr ac tile  s eg m en t   to   p r ed ict   th m o d o f   b ir th   d eliv er y .   Fr o m   T a b le  3   we  o b s er v ed   th at   all  th g e o m etr ical  f ea tu r es  ex tr ac ted   f r o m   th ese  s h ap es  ex h ib ited   s ig n if ica n d i f f er en ce s   b etwe en   E HGs  o f   s p o n tan e o u s   v ag in al   an d   ce s ar ea n   d eliv er y ,   ce s ar e an   an d   in d u ce d   v ag i n al  d eliv er y ,   as  well  as  s p o n tan e o u s   v ag in al  an d   in d u ce d   v ag in al  d eliv e r y .   T h ex a m in atio n   o f   t h tab les  u n e q u iv o c ally   in d icate s   th at  th g e o m et r ic  f ea tu r es  d er i v ed   f r o m   th u ter in co n tr ac tio n   s eg m en ts   u s in g   co n v ex   h u ll  y ield   s u b s tan tial  d is tin ctio n s   ( p     0 . 0 5 )   am o n g   all  g r o u p s .   Ad d itio n ally ,   we  d er iv ed   co n tr ac tio n - r elate d   f ea tu r es   s u ch   as e n er g y ,   p ea k   am p litu d e,   an d   co n tr ac tio n   p o wer   f r o m   th au to m atica ll y   s eg m en ted   co n t r ac tile  s eg m en t.  T h e   a n al y s is   o f   th ta b les   u n am b i g u o u s ly   r e v e als th at   t h es f e at u r es,   d e r i v e d   f r o m   t h e   s e g m e n ts   o f   u t er i n e   c o n t r ac ti o n ,   m an if est  s ig n i f ica n t   d is c r e p a n cies   am o n g   a ll  g r o u p s .     T h ese   v ar ia b l es  w er s u b s e q u e n tl y   e m p lo y ed   i n   r a n d o m   f o r est cla s s if i e r   t o   ass ess   t h e   d is c r im i n a ti v e   ab i lit y   a m o n g   th r e u n i q u e   ca t eg o r ies S p o n ta n e o u s   v a g i n al  E HG ,   C es ar ea n   E H G,   a n d   I n d u c ed   v a g i n a E HG .   Fro m   th T ab le  3   th er ar n o   s ig n if ican d if f er e n ce   f o u n d   a m o n g   th ese  g r o u p s   th er ef o r t h is   s tu d y   n eg lecte d   co n tr ac tio n   d u r atio n   f ac t o r .   B ased   o n   th e   f in d in g s   p r esen ted   in   Fig u r e s   6   ( a) - ( h ) ,   it  is   ev id en th at  th a v er ag e   an d   m ea n   v al u es  o f   th f ea tu r es  d er iv ed   f r o m   th s h ap ch a r ac ter is tics   ( Fig u r 6 ( a)   ar ea ,   Fig u r 6 ( b )   b en d i n g   en er g y ,   Fig u r e   6 ( c)   p er im ete r   an d   Fig u r e   6 ( d )   v ar ian ce   o f   th u n d er ly in g   d ata  e x h ib it   n o tab ly   h ig h e r   m ag n itu d in   th s p o n ta n eo u s   v ag in al  d eliv er y   co n d itio n   co m p ar ed   to   b o th   ce s ar ea n   a n d   in d u ce d   v a g in al   d eliv er y   m o d es.  T h ar ea   a n d   p er im eter   m etr ics  r ef lect  t h d is p er s io n   o f   s ig n al  d ata   p o in ts   with in   th en clo s ed   b o u n d a r y .   T h er ef o r e,   th o b s er v ed   in cr ea s in   t h ese  f ea tu r es  d u r in g   s p o n tan eo u s   d eliv er y   m ay   in d icate   m o r v a r ied   u ter i n co n tr ac tio n s .   Su ch   c o n tr ac tili ty   is   r ec o g n ized   as  k e y   f ac t o r   in   th co m p lex   p r o ce s s   o f   ch ild b ir th   [ 1 9 ] .   Fro m   Fig u r 7   we  o b s er v e d   th at  t h p r o p o s ed   g eo m etr ic  f ea tu r e   s et  wo r k s   well  f o r   class if icatio n   in   b o th   R an d   SVM  m o d els,  wh ich   s h o ws  th at  it  is   s tr o n g .   Alth o u g h   SVM   g iv es  g o o d   r esu lts ,   R clas s if ier   co n s is ten tly   p r o d u ce s   h ig h er   AUC  v alu es  th an   SVM.   T h R m o d el  g o h ig h   AUC  v alu es:  0 . 9 9   f o r   ce s ar ea n   v s .   r est,  0 . 9 8   f o r   s p o n tan eo u s   v s .   r est,  an d   0 . 9 3   f o r   in d u ce d   v s .   r est.  T h ese  r e s u lts   s h o th at  th e   p r o p o s ed   f ea tu r s et  ca n   d is tin g u is h   am o n g   all  th r ee   class es  v er y   well,   b u it  p er f o r m s   litt le  less   well  f o r   th e   in d u ce d   class .     Fig u r 8   illu s tr ates  th ef f ica cy   o f   an   R in   ca teg o r izin g   s ev er al  class es,  in clu d in g   ce s ar ea n   E HG,   s p o n tan eo u s   v ag in al  E HG,   a n d   f o r ce d   v ag in al  d eliv er y ,   wh ich   n ec ess itates  an   ex ter n al  f o r ce   to   g en e r ate  u ter in co n tr ac tio n s .   T h o p tim al  r esu lts   wer ac h iev ed   i n   class if y in g   s p o n ta n eo u s   v a g in al  an d   ce s ar ea n   s ec tio n   d eliv er ies,  with   9 8 %   ac cu r ac y ,   9 2 p r ec is io n ,   9 9 s en s itiv ity ,   an d   9 5 F1 - s co r e.   I n   s im ilar   m an n er ,   wh en   d if f er e n tiatin g   b etwe en   s p o n tan eo u s   v ag in a an d   in d u ce d   v ag i n al  d eliv er ies,  we  o b tain ed   a   m ar g in ally   lo wer   o u tco m e,   al b eit  s till   an   ex ce llen t r esu lt,  w ith   9 6 % a cc u r ac y ,   9 8 % p r ec is io n ,   8 3 % sen s itiv ity ,   8 9 % F1 - s co r e,   an d   an   AUC o f   9 8 %.  Ho wev er ,   th g r ap h   in d icate s   th at  wh en   d if f er en tiatin g   b etwe en   ce s ar ea n   s ec tio n s   an d   in d u ce d   v a g in al   d eliv er ies,  we  ac h iev ed   s lig h tly   lo wer   o u tco m with   7 0 ac cu r ac y ,   7 6 p r ec is io n ,   7 5 s en s itiv ity ,   7 5 F1 - s co r e,   an d   a n   AUC  o f   9 3 %.  Fro m   th r esu lts ,   we  o b s er v ed   th at   m u lti - class   cla s s if icatio n   d o esn ' t   wo r k   as  well  as  b in ar y   tas k s .   I n d u ce d   an d   ce s ar ea n   d eliv er ies  m ay   h av e   co n s id er ab le  p h y s io lo g ical  o v er lap ,   s in ce   b o th   m ay   p r esen ir r eg u lar   o r   m ed ically   d r i v en   co n tr ac tio n   p atter n s   th at  r ed u ce   class   s ep ar ab ilit y .   T h e   m o d el   m ig h also   b b iased   b ec au s t h er a r en ' as  m an y   e x am p les  o f   in d u ce d   a n d   ce s ar ea n   b ir th s ,   wh ich   m ak es  th e   class es  u n ev en .   I g ets  co n s id er a b ly   h ar d er   t o   r em em b er   d ec is io n   b o u n d ar ies  f o r   th r ee   class es  th at  o n ly   p ar tially   o v er lap ,   wh ich   m ak es  p er f o r m a n c ev en   wo r s e.   Als o ,   m ed icin al  th er ap ies  lik e   o x y to cin   d u r i n g   f o r ce d   lab o r   m ig h m o d if y   h o co n tr ac ti o n s   o cc u r ,   wh ich   m ak es  it   to u g h er   to   p u th em   in to   g r o u p s .   T h f in d i n g s   h ig h lig h th ef f icac y   o f   th b in ar y   R m eth o d o lo g y   i n   ac cu r ately   ca teg o r izin g   th d ataset  in to   its   r esp ec tiv g r o u p s ,   u tili zin g   th e   ch o s en   f ea tu r es,  wh ich   in cl u d e   b o th   g e o m etr ical  ch ar ac ter is t ics  an d   co n tr ac tio n - r elate d   f ac to r s .   T h is   m eth o d   allo we d   u s   to   ev alu ate  th e   ef f icac y   o f   th am alg am atio n   o f   g eo m etr ical  ch ar ac ter is tics   an d   co n t r ac tio n   p r o p e r ties   o f   th E HG  s ig n al  in   d is tin g u is h in g   b etwe en   th d e s ig n ated   g r o u p s .   I n   th s p o n ta n eo u s   v ag in al  d eliv er y   g r o u p ,   co n tr ac tio n   b u r s ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.