<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Morphology</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Morphology</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Морфология</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">1026-3543</issn><issn publication-format="electronic">2949-2556</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Eco-Vector</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">678559</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.17816/morph.678559</article-id><article-id pub-id-type="edn">ZZFALW</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Original Study Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Оригинальные исследования</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Identification of key fetometric markers for predicting neonatal birth weight based on ultrasound fetometry using classical and machine-learning algorithms</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Идентификация ключевых фетометрических маркеров для прогноза массы новорождённого на основе ультразвуковой фетометрии с применением классических и машинно-обучающих алгоритмов</trans-title></trans-title-group><trans-title-group xml:lang="zh"><trans-title>基于超声测量数据，应用经典统计与机器学习算法识别预测新生儿体重的关键胎儿测量指标</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-5641-0269</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">7139-0566</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Iutinsky</surname><given-names>Eduard M.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Иутинский</surname><given-names>Эдуард Михайлович</given-names></name><name xml:lang="zh"><surname>Iutinsky</surname><given-names>Eduard M.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>MD, Cand. Sci. (Medicine), Assistant Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>канд. мед. наук, доцент</p></bio><bio xml:lang="zh"><p>MD, Cand. Sci. (Medicine), Assistant Professor</p></bio><email>iutinskiy@ya.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8195-0996</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">2107-3507</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Zheleznov</surname><given-names>Lev M.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Железнов</surname><given-names>Лев Михайлович</given-names></name><name xml:lang="zh"><surname>Zheleznov</surname><given-names>Lev M.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>д-р мед. наук, профессор</p></bio><bio xml:lang="zh"><p>MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor</p></bio><email>rector@kirovgma.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5632-0447</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">1840-2379</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Dvoryansky</surname><given-names>Sergey A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Дворянский</surname><given-names>Сергей Афанасьевич</given-names></name><name xml:lang="zh"><surname>Dvoryansky</surname><given-names>Sergey A.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>д-р мед. наук, профессор</p></bio><bio xml:lang="zh"><p>MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor</p></bio><email>Kf1@kirovgma.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Kirov State Medical University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Кировский государственный медицинский университет</institution></aff><aff><institution xml:lang="zh">Kirov State Medical University</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="preprint" iso-8601-date="2025-11-25" publication-format="electronic"><day>25</day><month>11</month><year>2025</year></pub-date><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2026-03-23" publication-format="electronic"><day>23</day><month>03</month><year>2026</year></pub-date><volume>164</volume><issue>2</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>182</fpage><lpage>191</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-04-14"><day>14</day><month>04</month><year>2025</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-07-18"><day>18</day><month>07</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2026, Eco-Vector</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2026, Эко-Вектор</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="zh">Copyright ©; 2026,</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Eco-Vector</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Эко-Вектор</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" start_date="2029-03-23"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://eco-vector.com/for_authors.php#07</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://j-morphology.com/1026-3543/article/view/678559">https://j-morphology.com/1026-3543/article/view/678559</self-uri><abstract xml:lang="en"><p><bold>BACKGROUND:</bold><bold> </bold>Accurate prediction of neonatal birth weight using ultrasound fetometry remains a relevant challenge in modern perinatology. Despite numerous studies in this field, a gap persists in defining the optimal combination of fetometric parameters required for precise estimation of fetal birth weight, which substantially affects timely diagnosis of intrauterine growth restriction.</p> <p><bold>AIM:</bold> To determine the contribution of individual fetometric parameters to predicting neonatal birth weight and to develop an optimal fetal weight estimation model based on comprehensive analysis of ultrasound measurement data.</p> <p><bold>METHODS:</bold> This retrospective study used data from 5161 full-term neonates and 8022 fetal ultrasound examinations. The dataset included neonates with complete clinical information for the main fetometric parameters available. The observation period covered the interval from the first ultrasound examination to delivery. The primary endpoint was neonatal birth weight measured at birth. To assess parameter contributions, descriptive and correlation analyses, multiple linear regression, quantile regression with coefficients reported to three decimal places, and machine-learning methods (Random Forest and XGBoost) were applied. Additionally, principal component analysis was performed to derive a general fetal growth factor, enabling integration of multiple fetometric measurements into a single composite indicator that more reliably reflects overall fetal size and is more closely associated with birth weight.</p> <p><bold>RESULTS: </bold>Abdominal circumference showed the strongest correlation with birth weight (<italic>r</italic> = 0.820), whereas femur length and head circumference demonstrated correlations of <italic>r</italic> = 0.620 and <italic>r</italic> = 0.540, respectively. Multiple regression including these three parameters yielded <italic>R</italic><sup>2</sup> = 0.730. Quantile regression showed that the coefficient for abdominal circumference increased at the upper weight quantile (<italic>β</italic> = 23.500 at <italic>τ</italic> = 0.900) compared with the median (<italic>β</italic> = 18.900 at <italic>τ</italic> = 0.500). Machine-learning methods confirmed the dominant role of abdominal circumference in birth weight prediction (<italic>feature importance</italic> 50%–55%). Principal component analysis indicated that the first principal component, interpreted as a general size measure, explained 78% of the variance and was highly correlated with birth weight (<italic>r</italic> = 0.850).</p> <p><bold>CONCLUSION:</bold> These findings indicate that abdominal circumference is the most informative fetometric parameter for predicting fetal birth weight, whereas femur length provides complementary information by reflecting skeletal growth. Head circumference contributes minimally. The combined use of classical statistical approaches and machine-learning algorithms supports prioritizing accurate measurement of abdominal circumference and femur length when estimating fetal weight.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p><bold>Обоснование. </bold>Точность прогноза массы новорождённого посредством ультразвуковой фетометрии остаётся важной задачей современной перинатологии. Несмотря на многочисленные исследования в этой области, по-прежнему сохраняется пробел в определении оптимальной комбинации фетометрических показателей, необходимых для точной оценки массы плода при рождении, что существенно влияет на своевременную диагностику нарушений внутриутробного роста.</p> <p><bold>Цель исследования</bold> — определить вклад отдельных фетометрических показателей в прогнозирование итоговой массы новорождённого и разработать оптимальную модель оценки массы плода, основанную на комплексном анализе данных ультразвуковых измерений.</p> <p><bold>Методы.</bold> Проведено ретроспективное исследование, в котором использованы данные о 5161 доношенных новорождённых и результаты 8022 ультразвуковых исследований плодов. В выборку включены данные о новорождённых, удовлетворяющие критерию наличия полной клинической информации по основным фетометрическим параметрам. Период наблюдения охватывал время от первого ультразвукового исследования до родов. Основной конечной точкой исследования была масса новорождённого, измеренная при рождении. Для оценки вклада показателей применяли описательный и корреляционный анализ, множественную линейную регрессию, квантильную регрессию с точностью коэффициентов до третьего знака, а также методы машинного обучения (Random Forest и XGBoost). Дополнительно проведён анализ главных компонент для определения общего фактора роста плода, что позволяет объединить несколько фетометрических измерений в один интегральный показатель, наиболее достоверно отражающий общий размер плода и теснее всего связанный с его массой при рождении.</p> <p><bold>Результаты. </bold>Анализ показал, что окружность живота плода наиболее сильно коррелирует с массой при рождении (коэффициент <italic>r</italic> = 0,820), тогда как длина бедренной кости и окружность головы плода демонстрируют коэффициенты <italic>r</italic> = 0,620 и <italic>r</italic> = 0,540 соответственно. Множественная регрессия с включением этих трёх параметров дала значение <italic>R</italic><sup>2</sup> = 0,730. Квантильная регрессия выявила, что для окружности живота значение коэффициента возрастает для верхнего квантиля массы (<italic>β</italic> = 23,500 при <italic>τ</italic> = 0,900) по сравнению с медианой (<italic>β</italic> = 18,900 при <italic>τ</italic> = 0,500). Методы машинного обучения подтвердили доминирующую роль окружности живота плода в прогнозировании массы тела (<italic>feature importance</italic> 50–55%), а анализ главных компонент показал, что первый главный компонент, интерпретируемый как общий показатель размера, объясняет 78% вариации и имеет высокую корреляцию с массой новорождённого (<italic>r</italic> = 0,850).</p> <p><bold>Заключение. </bold>Полученные результаты свидетельствуют о том, что окружность живота является наиболее информативным фетометрическим показателем для прогнозирования массы плода, а длина бедренной кости дополняет оценку, поскольку отражает рост скелета. Значение окружности головы вносит минимальный вклад. Комплексное применение классических статистических методов и алгоритмов машинного обучения позволяет рекомендовать делать акцент на точном измерении окружности живота и длины бедренной кости при оценке массы плода.</p></trans-abstract><trans-abstract xml:lang="zh"><p><bold>论证。</bold>利用超声胎儿测量准确预测新生儿出生体重仍然是现代围产医学中的一个关键问题。尽管该领域已有大量研究，但仍缺乏确定准确评估胎儿出生体重所需的最佳胎儿测量参数组合的途径，而这对于及时诊断宫内生长障碍至关重要。</p> <p><bold>目的。</bold>本研究旨在确定各个胎儿测量参数对预测新生儿最终体重的贡献，并基于对超声数据的综合分析，建立一个最佳的胎儿体重估算模型。</p> <p><bold>方法。</bold>本研究回顾性分析了5161例足月新生儿的数据以及8022例胎儿超声检查结果。样本包括具有完整关键胎儿测量参数临床信息的新生儿数据，观察期自首次超声检查至分娩。研究的主要终点为出生体重。采用描述性分析和相关性分析、多元线性回归、系数精度保留至小数点后三位的分位数回归以及机器学习方法（随机森林和XGBoost）来评估这些参数的贡献。此外，还进行了主成分分析，以确定共同胎儿生长因子，该因子可以将多个胎儿测量指标整合为一个单一的综合指标，该指标能够最可靠地反映胎儿的整体大小，并与出生体重密切相关。</p> <p><bold>结果。</bold>分析结果显示，胎儿腹围与出生体重相关性最强（r = 0.820），胎儿股骨长度和头围的相关性分别为 r = 0.620 和 r = 0.540。包含这三个参数的多元回归分析得出 R² 值为 0.730。分位数回归分析表明，对于腹围而言，体重上分位数的系数（β = 23.500，τ = 0.900）高于中位 数（β = 18.900，τ = 0.500）。机器学习方法证实了胎儿腹围在预测出生体重方面的主导作用（特征重要性为 50-55%），主成分分析显示，第一主成分（可解释为一般体型指标）解释了 78% 的方差，并且与新生儿出生体重高度相关（r = 0.850）。</p> <p><bold>结论。</bold>这些结果表明，腹围是预测胎儿体重的最有价值的胎儿测量指标，而股骨长度则通过反映骨骼生长情况来补充这一评估。头围的贡献微乎其微。结合经典统计方法和机器学习算法，我们建议在评估胎儿体重时，应重点关注腹围和股骨长度的精确测量。</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>fetometry</kwd><kwd>neonatal birth weight</kwd><kwd>abdominal circumference</kwd><kwd>femur length</kwd><kwd>head circumference</kwd><kwd>regression analysis</kwd><kwd>machine learning</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>фетометрия</kwd><kwd>масса новорождённого</kwd><kwd>окружность живота</kwd><kwd>длина бедренной кости</kwd><kwd>окружность головы</kwd><kwd>регрессионный анализ</kwd><kwd>машинное обучение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="zh"><kwd>胎儿测量</kwd><kwd>新生儿体重</kwd><kwd>腹围</kwd><kwd>股骨长度</kwd><kwd>头围</kwd><kwd>回归分析</kwd><kwd>机器学习</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Liu F, Lu J, Kwan AHW, et al. Consolidated and updated ultrasonographic fetal biometry and estimated fetal weight references for the Hong Kong Chinese population. Hong Kong Med J. 2024;30(6):444–451. doi: 10.12809/hkmj2310910 EDN: ZDKJNX</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Kumari C, Menon GI, Narlikar L, et al. Accurate birth weight prediction from fetal biometry using the Gompertz model. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol X. 2024;24:100344. doi: 10.1016/j.eurox.2024.100344 EDN: ZLSQYG</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Villalaín C, Herraiz I, Akolekar R, et al. Clinical practice guidance for the management of fetal growth restriction: an expert review. J Matern Fetal Neonatal Med. 2025;38(1):2526111. doi: 10.1080/14767058.2025.2526111 EDN: BGWUIK</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Ignatko IV, Bogomazova IM, Kardanova MA. Current views on the diagnosis and prognosis of fetal growth restriction (a literature review). Journal of obstetrics and womans diseases. 2023;72(3):65–76. doi: 10.17816/JOWD344442 EDN: JAVPCA</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Allotey J, Archer L, Coomar D, et al. Development and validation of prediction models for fetal growth restriction and birthweight: an individual participant data meta-analysis. Health Technol Assess. 2024;28(47):1–119. doi: 10.3310/DABW4814</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Ali S, Byamugisha J, Kawooya MG, et al. Standardization and quality control of Doppler and fetal biometric ultrasound measurements in low-income settings. Ultrasound Obstet Gynecol. 2023;61(4):481–487. doi: 10.1002/uog.26051 EDN: LEMREX</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Acs B, Rantalainen M, Hartman J. Artificial intelligence as the next step towards precision pathology. J Intern Med. 2020;288(1):62–81. doi: 10.1111/joim.13030 EDN: REAVWX</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Adam-Raileanu A, Miron I, Lupu A, et al. Fetal growth restriction and its metabolism-related long-term outcomes: Underlying mechanisms and clinical implications. Nutrients. 2025;17(3):555. doi: 10.3390/nu17030555 EDN: OGYTNZ</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Andreasen LA, Tabor A, Nørgaard LN, et al. Detection of growth-restricted fetuses during pregnancy is associated with fewer intrauterine deaths but increased adverse childhood outcomes: an observational study. BJOG. 2021;128(1):77–85. doi: 10.1111/1471-0528.16380 EDN: DFPSSU</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Andersen AS, Linneberg Rathcke S, Tang Christensen T, Sørensen A. The association between second trimester ultrasound fetal biometrics and gestational diabetes. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2022;276:139–143. doi: 10.1016/j.ejogrb.2022.07.015 EDN: YSIGFO</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Mit’kov VV, editor. Clinical guidelines on ultrasound diagnostics. Moscow: Vidar; 1996. (In Russ.)</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
