HaTU-Net: сеть с гармоническим вниманием для автоматизированной количественной оценки яичников по данным ультразвукового исследования при беременности после вспомогательных репродуктивных технологий

Число антральных фолликулов (AFC) — неинвазивный биомаркер, который используют для оценки овариального резерва по данным трансвагинальной ультразвуковой визуализации. Диаметр антральных фолликулов обычно составляет 2–10 мм. Основная цель мониторинга овариального резерва — измерение размеров яичниковых фолликулов и подсчёт числа антральных фолликулов. Ручное измерение фолликулов ограничено затратой времени врача, требованием к опыту и субъективностью определения двух осей фолликулов. Это делает необходимой автоматизированную систему, способную количественно оценивать размер и число фолликулов в клинической практике. В статье предложена новая сеть HaTU-Net на основе U-Net с гармоническим механизмом внимания для точной сегментации яичников и фолликулов на ультразвуковых изображениях. Стандартная свёртка заменена гармоническим блоком, который свёртывает признаки с использованием оконного дискретного косинусного преобразования. Кроме того, предложен гармонический механизм внимания, способствующий извлечению информативных признаков. Метод позволяет выделять наиболее значимые характеристики, такие как границы, форма и текстурные паттерны, на фоне различных источников шума, включая тени, слабый контраст между тканями и спекл-шум. Авторы оценили модель на собственном закрытом наборе данных из 197 пациенток, проходивших трансвагинальное ультразвуковое исследование. Результаты на независимой тестовой выборке подтвердили, что HaTU-Net достиг коэффициента Dice 90% для яичников и 81% для антральных фолликулов, что на 2% и 10% выше, чем у стандартной U-Net, соответственно. Кроме того, метод позволил точно измерять размер фолликулов: полнота составила 91,01%, а точность — 76,49%.