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.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   6 7 3 4 ~ 6 7 4 2   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 14 i 6 . pp 6 7 3 4 - 6 7 4 2           6734       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Ass ess ing  risk f a c tors  f o r hear t  dise a se using  ma chin e learning   metho ds       Na t a ly a   M a x ut o v a 1 ,   J a m a lb ek   T us s u po v 1 ,   K a m ily a   K ed elba y ev a 2 ,   Ass em g ul T y ny k u lo v a 3 ,    Z ulfiy a   B a la ba y ev a 4 ,   Z a uresh   Yer s ulta no v a 5 ,   Z ha ina g ul  K ha m it o v a 1 ,   K a m ila   Z hu nu s s o v a 6   1 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S y s t e ms ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   T e c h n o l o g i e s,   L. N .   G u mi l y o v   E u r a s i a n   N a t i o n a l   U n i v e r si t y ,   A s t a n a ,   R e p u b l i c   o f   K a z a k h st a n   2 D e p a r t me n t   o f   C a r d i o l o g y ,   A sf e n d i y a r o v   K a z a k h   N a t i o n a l   M e d i c a l   U n i v e r si t y ,   A l ma t y ,   R e p u b l i c   o f   K a z a k h st a n   3 H i g h e r   S c h o o l   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y   a n d   En g i n e e r i n g ,   A s t a n a   I n t e r n a t i o n a l   U n i v e r si t y ,   A st a n a ,   R e p u b l i c   o f   K a z a k h st a n   4 M e d i c a l   C e n t e r   H o s p i t a l   o f   t h e   P r e si d e n t ’ s  A f f a i r s Ad mi n i s t r a t i o n   o f   t h e   R e p u b l i c   o f   K a z a k h s t a n ,   A s t a n a ,   K a z a k h st a n   5 D e p a r t me n t   o f   P h y si c s,  M a t h e m a t i c s ,   a n d   D i g i t a l   Te c h n o l o g y ,   U .   S u l t a n g a z i n   P e d a g o g i c a l   I n st i t u t e   N o n - P r o f i t   L i mi t e d   C o m p a n y   “ A k h me t   B a i t u r s y n u l y   K o s t a n a y   R e g i o n a l   U n i v e r si t y ” ,   K o st a n a y ,   R e p u b l i c   o f   K a z a k h s t a n   6 P r e si d e n t   o f   K a z a k h st a n   N a t i o n a l   A s so c i a t i o n   o f   N u t r i t i o n i s t s  a n d   H e a l t h   C o a c h e s,   A st a n a ,   R e p u b l i c   o f   K a z a k h st a n       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 1 3 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   6 ,   2 0 2 4       Th is  p a p e r  e x a m in e s  v a ri o u s  m a c h in e   lea rn in g   m e th o d s  fo r  a ss e ss in g   risk   fa c to rs  fo r  c a rd i o v a sc u lar  d ise a se s.  To   b u il d   p re d ictiv e   m o d e ls,  tw o   a p p ro a c h e s  we re   u se d :  t h e   e x tre m e   g ra d ien t   b o o sti n g   ( XG Bo o st )   a lg o r it h m   a n d   a   c o n v o l u ti o n a l  n e u ra l  n e two rk   (CNN ).   Th e   fo c u s   is  o n   a n a ly z in g   t h e   p e rfo rm a n c e   o f   e a c h   m o d e l   in   c l a ss ifi c a ti o n   a n d   re g re ss io n   tas k s,   a s  we ll   a s  th e ir  a b il it y   to   i d e n ti f y   k e y   b io m a rk e rs  a n d   risk   fa c to rs  su c h   a s  c h o les tero l,   fe rrit in ,   h o m o c y ste in e   a n d   a s p a rtate   a m in o tran sfe ra se   (AST )  lev e ls.  XG B o o st  p a ra m e ters   h a v e   b e e n   o p ti m ize d   fo r  w o rk i n g   wit h   ta b u lar  d a ta,   d e m o n stra ti n g   h ig h   a c c u ra c y   in   ri sk   p re d icti o n .   T h e   CNN   m o d e l,   d e sp it e   th e   in it ial  re d u c ti o n   i n   e rro r  o n   t h e   tra in in g   se t,   sh o we d   sig n s o f  o v e rfit t in g   w h e n   a n a ly z in g   v a li d a ti o n   d a ta.  P e rf o r m a n c e   e v a lu a ti o n   u si n g   th e   m e tri c s  o f  m e a n   sq u a re d   e rr o r  ( M S E),   c o e fficie n t   o f   d e term in a ti o n   (R ² ),   A k a ik e   in fo rm a ti o n   c rit e rio n   (AIC),  a n d   Ba y e sia n   i n fo rm a ti o n   c rit e rio n   (BIC)   re v e a led   sig n ifi c a n t   d iffere n c e s  b e twe e n   t h e   m o d e ls.  Th e   st u d y   re su lt s  c o n firm  t h e   e ffe c ti v e n e ss   o f  XG Bo o st  i n   a n a ly z in g   tab u lar  d a ta  a n d   su m m a rizin g   risk   fa c to r  k n o wle d g e ,   wh il e   t h e   CNN   m o d e l  n e e d s  fu rt h e r  o p ti m iza ti o n   t o   h a n d le   sp a rse   d a ta.   Th e   wo rk   d e m o n stra tes   th e   imp o r tan c e   o f   c h o o sin g   th e   rig h t  m o d e l  a rc h it e c tu re   a n d   train in g   p a ra m e ters   to   e n su re   re li a b le  d iag n o sis   o f  c a rd io v a sc u lar d ise a se s.   K ey w o r d s :   B io ch em ical  in d icato r s   C ar d io v ascu lar   d is ea s es   Ma ch in e  lear n in g   tech n o lo g ie s   Me an   s q u ar ed   e r r o r   Path o lo g y   Van illa   C NN    XGBo o s t   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 :   J am alb ek   T u s s u p o v   D e p a r t m e n t   o f   I n f o r m a t i o n   S y s t e m s ,   F a c u l t y   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g i e s ,   L . N .   G u m i l y o v   E u r a s i a n   N at i o n a l   U n i v e r s it y   Ast an a,   R ep u b lic  o f   Kaz ak h s t an   E m ail: tu s s u p o v @ m ail. r u       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   th e  m o d e r n   wo r ld ,   ca r d io v ascu lar   d is ea s es  ( C VD)   [ 1 ] – [ 3 ]   r em ain   th e  lead in g   ca u s e  o f   d ea th   an d   d is ab ilit y   am o n g   th e  p o p u lati o n   th r o u g h o u t   th e  wo r l d ,   wh i ch   em p h asizes  th e  n ee d   t o   d e v elo p   m o r e  e f f ec tiv e   m eth o d s   f o r   th ei r   p r ev en tio n   an d   tr ea tm e n t  [ 4 ] – [ 6 ] .   E x p an d in g   th e   ca p a b ilit ies  o f   m ed i ca l  d iag n o s tics   an d   p r o g n o s is   th r o u g h   th e  in tr o d u ctio n   o f   m ac h in e  lear n in g   tec h n o lo g ies  [ 7 ] – [ 1 0 ]   o p en s   u p   n ew  p r o s p ec ts   f o r   ea r ly   d iag n o s is   an d   ass es s m en t  o f   C VD  r is k   [ 1 1 ] .   T h e  m ain   o b jectiv e  o f   th is   ar ticle  is   to   an aly ze   v ar io u s   r is k   f ac to r s   f o r   h ea r t  d is ea s e  u s in g   m ac h in e  lear n in g   tech n iq u es,  wh ich   ca n   h elp   i n   d e v elo p in g   p r ed ictiv e  m o d els   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 s s es s in g   r is k  fa cto r s   fo r   h ea r t d is ea s e  u s in g   ma ch in e  lea r n i n g   meth o d s …  ( N a ta lya   Ma xu t o va )   6735   to   esti m ate  th e  lik elih o o d   o f   d ev elo p in g   C VD  in   in d iv id u al  p atien ts .   Su ch   m o d els  ar e  p a r ticu lar ly   v alu a b le  in   clin ical  p r ac tice  b ec au s e  th ey   h elp   o p tim ize  p r ev en tio n   an d   in ter v en tio n   s tr ateg ies  aim ed   at  r ed u cin g   th e  r is k   o f   d ev el o p in g   d is ea s es.   Ma ch in e  lear n in g   m eth o d s ,   in clu d in g   b o th   class ic  alg o r ith m s   s u ch   as  lo g is tic  r eg r ess io n   [ 1 2 ] – [ 1 4 ]   an d   r an d o m   f o r ests   [ 1 5 ] – [ 1 7 ]   an d   m o r e  m o d er n   a p p r o ac h es  s u ch   as  d ee p   lear n in g ,   o f f e r   s ig n if ican t  ad v an tag es  f o r   p r o ce s s in g   an d   an aly zin g   lar g e  v o lu m es  o f   m ed ical  d ata.   In   [ 1 8 ] – [ 2 0 ] ,   t h ese  m eth o d s   ar e   ca p ab le  o f   id en tif y in g   n o n - o b v io u s   r elatio n s h ip s   an d   p at ter n s   in   d ata  t h at  m ay   n o t  b e  av ailab le  with   tr ad itio n al  s tatis tical  ap p r o ac h es.  Ho wev er ,   d esp ite  p r o m is i n g   r esu lts ,   th e  a p p licatio n   o f   m ac h in e  lear n i n g   in   m ed icin e  f ac es  s ev er al  ch all en g es.  T h ese  in clu d e  is s u es  o f   m o d el  in ter p r eta b ilit y ,   en s u r in g   s u f f icie n t  ac cu r ac y   a n d   r eliab ilit y   o f   p r e d ictio n s ,   an d   th e  n ee d   to   ad ap t  m o d els  to   clin ical  n ee d s .   T h e  ar ticle  d is cu s s es  th ese  an d   o th e r   p r o b lem s   an d   also   s u g g ests   p o s s ib le  s o lu tio n s   to   th em .   Fro m   a  d ata   p o i n t  o f   v iew,   th e  u s e  o f   a  wid e   r an g e  o f   clin ical,   lab o r ato r y ,   an d   d e m o g r ap h ic   in d icato r s   allo ws  f o r   th e  cr ea tio n   o f   in cr ea s in g ly   ac cu r ate  an d   tailo r ed   r is k   m o d els.  Alo n g   with   tr ad itio n al   r is k   f ac to r s   s u ch   as  ag e,   g e n d er ,   m ed ical  h is to r y ,   c h o lest er o l  lev els,  an d   b l o o d   p r ess u r e,   m o r e  s p ec if i c   b io m ar k e r s   an d   g en etic  d ata  a r e  also   in clu d e d   in   th e  a n aly s is ,   h elp in g   to   im p r o v e   th e  p r ed ictiv e  p o wer   o f   t h e   m o d els.  I n   th ei r   wo r k ,   Yilm az   an d   Yağ in   [ 2 1 ]   co n s id er   th e  p r o b lem   o f   d iag n o s in g   h ea r t  d is ea s es  u s in g   m ac h in e  lear n in g   m eth o d s .   T h ey   n o te  th at  ca r d io v ascu l ar   d is ea s e  r em ain s   a  s ig n if ican t  ch allen g e  to   h ea lth ca r e  s y s tem s   ar o u n d   t h e  wo r ld .   I n   t h is   r eg ar d ,   th e y   co n d u cte d   a  s tu d y   in   wh ich   t h ey   co m p ar e d   th e   p er f o r m an ce   o f   t h r ee   d if f e r e n t  m o d els:   r an d o m   f o r est  ( R F),   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) ,   an d   s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e  ( SVM)   f o r   class if y i n g   c o r o n ar y   h ea r t   d is ea s es.  B h att   et  a l.   [ 2 2 ]   d is cu s s es  th e  im p o r tan ce   o f   d iag n o s in g   an d   p r o g n o s ticatin g   ca r d io v ascu lar   d is ea s es  to   en s u r e   co r r ec t  class if icatio n   an d   ap p r o p r iate  tr ea tm en t  f o r   p atien ts .   T h e   a u th o r s   p r o p o s e  th e   u s e  o f   th e  k - m o d e   clu s ter in g   m eth o d   with   Hu an g ' s   in itial  ap p r o x im atio n   to   im p r o v e  clas s if icatio n   ac cu r ac y   u s in g   m ac h in e  lear n in g .   Usi n g   m o d els  s u ch   as  R F,  d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   m u ltil ay er   p er ce p tr o n   ( MP) ,   an d   ex tr em e  g r a d ie n t  b o o s tin g   ( XGBo o s t)   o n   a  r ea l  Kag g le  d ataset,   we  ac h iev ed   h ig h   ac c u r ac y   r a tes  ex ce ed in g   8 7 %,  an d   th e  b est  p er f o r m an ce   was  d em o n s tr ated   b y   Mu ltil ay er   p er ce p tr o n   with   cr o s s - v alid ati o n ,   ac h ie v in g   a n   ac cu r ac y   o f   8 7 . 2 8 %.   T h is   s tu d y   [ 2 3 ]   f o c u s es  o n   th e  d ev elo p m en t  o f   a   wea r ab le   b io m ed ical  p r o to ty p e  f o r   p r ed ictin g   th e   p r esen ce   o f   ca r d io v ascu lar   d is ea s es.  T h e  r esu lts   o f   th is   s tu d y   will  b e  esp ec ially   im p o r tan t  in   co u n tr ies  wh er e  th e  d o cto r - to - p atien t  r atio   is   ex tr em ely   lo w,   as  wea r a b le  tech n o lo g y   ca n   b e  u s ed   t o   m o n ito r   p atien t   p ar am eter s   an y wh er e,   n o t   lim ited   to   th e   h o s p ital  en v ir o n m en t.  T h e  g o al  is   to   p r e d ict  th e  p o s s ib ilit y   o f   ca r d io v ascu lar   d is ea s e  u s in g   m ac h in e  lear n in g   alg o r ith m s   b ased   o n   th e   an aly s is   o f   elec t r o ca r d io g r am s .   T h e  p r o p o s ed   p r o to ty p e  with   th e   r an d o m   f o r est  alg o r ith m   s h o wed   a   p r e d ictio n   e f f icien cy   o f   8 8 %,  wh ich   c o n f ir m s   its   p o ten tial  as  an   aid   f o r   o ld e r   p eo p le.   L i   et  a l.   [ 2 4 ]   p r o p o s e s   an   ef f icie n t  an d   ac cu r ate  s y s tem   f o r   d iag n o s in g   h ea r t  d is ea s es  b ased   o n   m ac h in e  lear n in g   tech n iq u es.  T h e  w o r k   u s es  v ar io u s   class if icatio n   alg o r ith m s   s u ch   as   s u p p o r t  v ec t o r   m ac h i n e,   lo g is tic  r eg r ess io n ,   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s ,   n ea r est  n eig h b o r s ,   n aiv e  B ay es   class if ier ,   an d   d ec is io n   tr ee ,   as  well  as  f ea tu r e  s elec tio n   alg o r ith m s   to   im p r o v e  th e  class if icatio n   ac cu r ac y   a n d   r ed u ce   t h e  ex ec u tio n   tim e  o f   t h e  s y s tem .   A  n ew  f ea tu r e  s ele ctio n   alg o r ith m   b ased   o n   f ast  co n d itio n al   m u tu al   in f o r m atio n   ( FC MI M)   h as  b ee n   p r o p o s ed   an d   s h o wn   to   b e   ef f ec tiv e  wh en   co m b in ed   wit h   a  s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e  class if ier   to   cr ea te  a  h ig h - le v el  in tellig en t  s y s tem   f o r   h ea r t  d is ea s e  id en tific atio n .   E x p er im en ta l   r esu lts   co n f ir m   th at  th e  p r o p o s ed   d iag n o s tic  s y s tem   ac h iev es  g o o d   ac cu r ac y   co m p ar ed   with   p r ev io u s ly   p r o p o s ed   m eth o d s   an d   ca n   b e   ea s ily   im p lem en ted   in   h ea lth ca r e  to   id en tify   h ea r t  d is ea s es.  An s ar i   et  a l.   [ 2 5 ]   ad d r ess es  th e  g r o win g   p r o b le m   o f   h ea r t  d is ea s e,   wh ich   is   b ec o m in g   o n e  o f   th e   d ea d lies t  d is ea s es  n o wad ay s .   R esear ch er s   d escr ib e  th e  n ee d   to   d ev elo p   ea r ly   d iag n o s is   o f   h ea r t  d is ea s e  with   g r ea ter   ac cu r ac y ,   g iv en   th at   ab o u t  1 2   m illi o n   p eo p le  d ie  f r o m   it  ev e r y   y ea r .   T h e  p a p er   ap p lies   v ar io u s   m ac h in e  lear n in g   alg o r ith m s   an d   p r o p o s es  a  m o d if ied   alg o r ith m   u s in g   lo g is tic  r eg r ess io n   w ith   p r in cip al  co m p o n e n t  an al y s is   to   p r ed ict  h ea r t  d is ea s e  with   g r ea ter   ac cu r ac y   b ased   o n   v a r io u s   c h ar ac ter is tic  f ea tu r es  s u c h   as  a g e,   b lo o d   p r ess u r e,   ch est  p ain ,   b lo o d   c h o lest er o l,  an d   o th e r s .   I n   s u m m ar y ,   t h is   r ev iew  h ig h lig h ts   th e  im p o r tan ce   o f   in te g r atin g   m ac h in e  lear n in g   tech n iq u es  in to   ca r d io lo g y   p r ac tice  an d   r e p r e s en ts   a  co n tr ib u tio n   t o   th e   d e v elo p m en t   o f   p er s o n alize d   m ed icin e  ca p a b le  o f   p r o v id i n g   ac cu r ate  a n d   tim ely   s o lu tio n s   f o r   ca r d iac  h ea lth   m an ag em en t.  I n   o u r   s cien tific   wo r k ,   we  d if f e r   f r o m   o th er   s tu d ies  in   th at  we  p l ac e  s p ec ial  em p h asis   o n   an aly zin g   th e  r elatio n s h ip s   b et wee n   b io ch em ical   p ar am eter s   an d   th eir   im p ac t  o n   h ea lth .   W e  co n s id er   a  wi d e  r an g e   o f   f ac to r s ,   in clu d in g   ag e,   c h o lest er o l,   f er r itin ,   asp ar tate  am in o tr a n s f er ase  ( AST) ,   h o m o cy s tein e,   a n d   a  tar g et  v ar iab le  th at  r e f lects  th e  p r esen ce   o r   ab s en ce   o f   ca r d io v ascu lar   d i s ea s e  r is k .   T h is   m u lti - p r o n g e d   ap p r o ac h   allo ws  d ee p er   c o r r elatio n s   b etwe en   th ese  in d icato r s   to   b e  id en tifie d   an d   ex p lo r e d ,   p r o v id in g   a  u n iq u e  o p p o r tu n ity   to   u n d er s tan d   an d   p r ed ic t   p o ten tial  r is k s .   O u r   f o cu s   o n   ex p lo r in g   th ese  c o n n ec tio n s   in   d etail  m ak es   o u r   wo r k   e s p ec ially   u s ef u l  f o r   s h ap in g   p r e v en tio n   an d   tr ea tm en t stra teg ies.         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.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 3 4 - 6 7 4 2   6736   2.   M E T H O D   T h is   s tu d y   ex am in ed   two   d if f er en t  ap p r o ac h es  to   b u ild in g   a n d   tr ain in g   p r e d ictiv e  m o d els:   o n e  b ased   o n   th e  XGBo o s t  alg o r ith m   an d   th e  o th er   u s in g   a  co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   o n   th e  T en s o r Flo w   p latf o r m .   T h e  m ain   g o al  was  to   co m p ar e  th eir   p er f o r m a n ce   o n   class if icatio n   an d   r eg r ess io n   p r o b lem s     u s in g   d ata  im p o r ted   f r o m   E x ce l  f iles .   T h e  f o llo win g   p ar am eter s   wer e  s et  f o r   th e   XGBo o s t  m o d el.   ′  :        ′   was  ch o s en   as  th e  lo s s   f u n ctio n   to   m in im ize  th e  s q u ar ed   e r r o r   in   r eg r ess io n   p r o b lem s .   T h e  p r o p o r tio n   o f   f ea tu r es  r an d o m ly   s elec ted   f o r   ea ch   tr ee   (    _   )   was  s et   to   0 . 3 ,   wh ich   h elp s   r ed u ce   o v e r f itti n g   an d   im p r o v e  th e  g en er aliza tio n   ab ilit y   o f   th e  m o d el.   T h e  lear n in g   r ate  was  s et  to   0 . 1 ,   en s u r in g   s m o o th   an d   co n tr o lled   lear n in g .   T h e  d ep th   o f   ea c h   tr ee   (  _  ℎ )   was  lim ited   to   f iv e  lev els  to   co n tr o l m o d el  co m p lex ity ,   a n d   th e  n u m b e r   o f   tr ee s   ( _    )   was  s et  to   1 0 0   to   ac h iev e  s u f f icien t  d ep th   o f   d ata  an al y s is .   Du r in g   th e  tr ain in g   p r o ce s s ,   b o th   tr ain i n g   a n d   v alid atio n   d ata  s ets  wer e  u s ed ,   wh ich   m ad e  it   p o s s ib le  to   tr ac k   o v er f itti n g   u s in g   th e  r o o t m ea n   s q u ar e  e r r o r   ( R MSE )   m etr ic  as sh o wn   in   Fig u r e   1.           Fig u r e  1 .   XGBo o s t  m o d el  a r c h itectu r e       T h e  p ar am eter s   o f   th e  C NN  m o d el  wer e  ch o s en   as  f o llo ws.  T h e  ar ch itectu r e  in clu d ed   co n v o lu tio n al  lay er s ,   s u b s am p lin g   lay er s   ( Ma x Po o lin g ) ,   f latten   lay e r   ( Fl atten ) ,   an d   f u lly   co n n ec ted   la y er s   ( Den s e) ,   wh ic h   ar e  th e  s tan d ar d   ch o ice   f o r   p r o ce s s in g   im ag es  o r   s tr u ctu r e d   d ata.   R eL U  was  u s ed   as  a n   ac tiv atio n   f u n ctio n   o n   th e  co n v o lu tio n al  an d   f u lly   co n n ec ted   lay er s   to   p r ev en t  s h al lo w  g r ad ien ts   an d   im p r o v e  t h e  lear n in g   p r o ce s s ,   an d   a  s ig m o id   f u n ctio n   was  u s ed   o n   th e  o u tp u t  lay er ,   s u ita b le  f o r   b in a r y   class if icatio n   p r o b lem s .   Ad am   was  ch o s en   as  th e  o p tim izer   d u e  to   its   ef f ec tiv en ess   in   ad ju s tin g   th e  lear n in g   r ate  b ased   o n   th e  f ir s t  an d   s ec o n d   m o m en ts   o f   g r ad ie n ts .   T en   ep o ch s   with   v alid atio n   d ata  wer e  u s ed   to   tr ain   th e  m o d el,   wh ich   m ad e  it  p o s s ib le  to   tr ac k   o v er tr ain in g   an d   ev alu ate  th e  p r o g r ess   o f   th e  m o d el  a s   s h o wn   in   Fig u r e   2.           Fig u r e  2 .   Van illa   C NN  m o d el  ar ch itectu r e   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 s s es s in g   r is k  fa cto r s   fo r   h ea r t d is ea s e  u s in g   ma ch in e  lea r n i n g   meth o d s …  ( N a ta lya   Ma xu t o va )   6737   T h e  p er f o r m a n ce   ev alu atio n   p r o ce s s   f o r   b o th   m o d els  u s ed   MSE   an d   R ²  m etr ics  to   an aly z e  p r ed ictio n   ac cu r ac y   a n d   m o d el  f it  t o   th e  d ata.   I n   a d d itio n ,   th e  AI C   an d   B I C   m etr ics  wer e  u s ed   to   co m p ar e  th e   q u ality   o f   m o d els  tak in g   in to   ac co u n t  th eir   co m p lex ity .   T h e  u s e  o f   a  v a r iety   o f   m etr ics  allo w ed   f o r   an   in - d ep th   ass es s m en t o f   m o d el  p er f o r m a n ce ,   wh ich   m ad e  it p o s s ib le  to   id en tify   ar ea s   f o r   f u r t h er   o p ti m izatio n   an d   s elec t  p ar am eter s   th at  ar e  m o s t  s u itab le  f o r   s o lv in g   r esear ch   p r o b lem s .   T h is   ap p r o ac h   p r o v id e d   a  m o r e  co m p lete   u n d er s tan d i n g   o f   t h e  ef f ec tiv e n ess   o f   th e  m o d els  an d   th eir   a p p licab ilit y   to   s p ec if ic  p r o b le m s ,   f ac ilit atin g   th e  d ev elo p m e n t o f   m eth o d o lo g y   an d   im p r o v in g   r esear ch   r esu lts .       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    I n   th is   wo r k ,   we  u s ed   a  d ataset  th at  co n tain s   1 0 , 0 0 0   r ec o r d s ,   d iv i d ed   i n to   s ix   c o lu m n s .   T h e   d ata   r ep r esen ts   v ar io u s   b io m ar k er s   an d   d em o g r ap h ic  in f o r m atio n   th at  ca n   b e  u s ed   to   an aly ze   r is k   f ac to r s   f o r   h ea r t   d is ea s e.   T h e  f ir s t  co l u m n   in d icate s   th e  p atien t' s   g en d er ,   with   in d icato r s   1   f o r   m en   a n d   2   f o r   wo m e n .   T h e   s ec o n d   co lu m n   in clu d es  in f o r m atio n   ab o u t  th e  p atien t' s   ag e  in   y ea r s .   C h o lest er o l  d ata  p r esen ted   in   th e  th ir d   co lu m n   in d icate s   th e  lev el  o f   th is   in d icato r   in   th e  b lo o d ,   m ea s u r ed   in   m m o l/l.  T h e  f o u r th   co lu m n   c o n tain s   d ata  o n   th e   lev el   o f   f er r itin   in   th e  b lo o d ,   m ea s u r ed   in   n g /m l.  T h is   in d icato r   s er v es  as   a  m ar k er   o f   in f lam m atio n   an d   is   p o ten tially   ass o ciate d   with   th e  r is k s   o f   ca r d io v ascu lar   d is ea s e.   T h e   f if th   co lu m n   i n clu d es   th e  b lo o d   lev el  o f   asp ar tate  a m in o tr an s f er ase  ( AST) ,   m ea s u r ed   in   U/L ,   wh ich   is   an   en zy m e  in v o lv ed   in   am in o   ac id   m etab o lis m .   T h e  last   co lu m n   co n tain s   in f o r m atio n   ab o u t  th e  lev el  o f   h o m o cy s tein e  in   th e  b lo o d ,   m ea s u r ed   in   µm o l/l.  Ho m o cy s tein e  is   an   am in o   ac id   ass o ciate d   with   th e  r is k   o f   ca r d io v a s cu lar   d is ea s e.   T h is   d ataset  m ay   b e  p ar ticu lar l y   u s ef u l  f o r   b u ild in g   an d   test in g   m ac h in e  lear n in g   m o d els  th at  p r ed ict  h ea r t  d is ea s e  r is k   b ased   o n   b i o m ar k e r s   an d   d em o g r a p h ic  c h ar ac ter is tics .   B y   an aly zin g   th ese  p ar a m eter s ,   alg o r ith m s   ca n   b e   d ev elo p e d   th at  ca n   id en tify   p a tien ts   at  in cr ea s ed   r is k   at  an   e ar ly   s tag e.   T h is   will  allo w  u s   to   f o cu s   o u r   ef f o r ts   o n   p r e v en tin g   d is ea s es a n d   im p r o v in g   th e  o v er all  h ea lth   o f   t h e  p o p u latio n .   T o   estab lis h   p r ed ictiv e  m o d els  o f   ca r d io v ascu lar   d is ea s e,   it  is   cr itical  to   d eter m in e  th r esh o ld   v alu es  f o r   k e y   b i o m ar k e r s .   T h e  f o l lo win g   th r esh o l d   lev els  wer e   u s ed   in   th is   wo r k :  f e r r itin   ab o v e  1 0 0   n g /m l,   h o m o c y s tein e  ab o v e  1 5   µm o l/l,  AST  ( asp ar tate  am in o tr an s f er ase)   ab o v e   5 0   U/l,  ch o lest er o l  ab o v e  8   m m o l/l   an d   g l u co s e  ab o v e  7   m m o l/l.  T h ese  th r esh o l d s   wer e  estab l is h ed   b ased   o n   liter atu r e   an d   clin ical  g u id elin es  th at  co r r elate   with   a n   in c r ea s ed   r is k   o f   ca r d i o v ascu lar   d is ea s e.   E x ce ed in g   th ese   th r esh o l d s   allo ws  p atien ts   to   b e  class if ied   ac co r d in g   to   t h ei r   r is k   o f   d ev elo p in g   ca r d i o v ascu lar   d is ea s e  u s in g   a  b in ar y   s y s tem .   “ 0 ”   in d icate s   n o r m al  ( lo w  r is k )   an d   “ 1 ”   in d icate s   r is k   ( h ig h   r is k ) .   T h is   ap p r o ac h   n o t   o n l y   s im p lifie s   th e  d ata   an aly s is   p r o ce s s   b u t  also   in cr ea s es  its   v is ib ilit y   an d   p r ac tical  ap p lica b ilit y   in   clin ical  s ettin g s .   Data   b in ar izatio n   allo ws  th e  u s e  o f   v ar io u s   s tatis tica l  a n d   m ac h in e  m et h o d s   to   id e n tify   th e  m o s t  s ig n if ican t  r is k   f ac t o r s   an d   f o r ec asti n g   m o d els.  T h is   m ay   in clu d e  lo g is tic  r eg r ess io n ,   d ec is io n   tr e es,  an d   en s em b le  m eth o d s   th at  p r o v id e  n o t  o n ly   class if icatio n   ac cu r ac y   b u t   also   th e   ab ilit y   t o   in te r p r et   m o d e ls   in   ter m s   o f   th e  c o n tr ib u tio n   o f   ea ch   b io m ar k er   to   d is ea s e  r is k .   Ad ju s tin g   th r esh o ld s   b ased   o n   an aly s is   o f   r ea l  p atien t  d ata  h elp s   r ef in e  p r ed ictio n   m o d els,  m ak in g   th em   m o r e   s en s itiv e  to   ea r l y   s ig n s   o f   p ath o lo g y .   T h is   is   esp ec ially   im p o r ta n t  in   p er s o n alize d   m ed icin e,   wh e r e  in d iv id u al   p atien t  ch ar ac ter is tics   m ay   in f l u en ce   r is k s   a n d   r eq u ir e   ad ju s tm en ts   to   s tan d ar d   th r esh o ld s .   T h u s ,   th e  a p p licatio n   o f   estab lis h ed   th r esh o ld s   i n   m ac h in e   lear n in g   m o d els  is   a  k ey   s tep   t o war d s   m o r e  ac cu r ate  an d   p er s o n alize d   d iag n o s is   o f   ca r d io v ascu lar   d is ea s es.   C o r r elatio n   an aly s is   in   Fig u r e  3   is   a  f u n d am en tal  s tatis tic al  to o l  th at  allo ws  o n e  to   ex am in e  th e  ex ten t  an d   n atu r e  o f   r elatio n s h ip s   b etwe en   v ar io u s   v ar iab le s .   I n   th e  s tu d y   o f   r is k   f ac to r s   f o r   ca r d io v ascu lar   d is ea s es,  s p ec ial  at ten tio n   is   p aid   to   th e  an aly s is   o f   co n n e ctio n s   b etwe en   b io ch em ical  p ar am eter s   an d   th eir   im p ac t  o n   h ea lth   s tatu s .   T h is   an aly s is   ex am in es  ag e,   ch o lest er o l,  f er r itin ,   AST,   h o m o cy s tein e,   an d   a  tar g et   v ar iab le  th at  r ef lects th e  p r esen ce   o r   a b s en ce   o f   ca r d io v ascu lar   d is ea s e  r is k .   T h e  s ig n if ican t   p o s itiv e  co r r el atio n   b etwe en   h o m o cy s tein e   a n d   th e   tar g et   v ar ia b le  ( 0 . 4 8 )   i n d icate s   a  p o s s ib le  d ir ec t  ef f ec t  o f   h o m o cy s tein e  lev els  o n   th e  r is k   o f   ca r d io v ascu lar   d is ea s e.   Hig h   lev els  o f   th is   am in o   ac id   ar e   ass o ciate d   with   d am ag e  to   th e   v ascu lar   wall  an d   m ay   co n tr ib u te   to   th e  d ev elo p m en t   o f   ath er o s cler o s is .   T h e  p o s itiv e  co r r elatio n   b etwe en   AC T   an d   th e  tar g et  v ar iab le  ( 0 . 4 1 )   is   also   s ig n if ican t.  AS T   is   an   en zy m e  f o u n d   in s id e  ce l ls ,   b u t  elev ated   lev els  in   th e  b lo o d   ca n   in d icate   ce ll  d ea th ,   in d icatin g   p o s s ib le   d am ag e  to   th e  h ea r t  m u s cle  o r   liv er .   Mo d er ate  c o r r elatio n s   b etwe en   f er r itin   an d   th e  tar g et  v ar iab le  ( 0 . 1 5 )   a n d   b etwe en   ch o lest er o l  a n d   th e   tar g et  v ar iab le   ( 0 . 1 3 )   s u g g est  t h at  th ese  b io m ar k er s   m ay   b e  ass o ciate d   with   th e  r is k   o f   d ev elo p i n g   ca r d io v ascu lar   d is ea s es.  Ho wev er ,   h ig h   f er r itin   lev els,  alth o u g h   ass o c iated   with   r is k ,   ar e  n o t  an   in d e p en d e n t  p r e d icto r   an d   lik ely   r e f lect  a  g en er al   in f lam m ato r y   s tate  o f   th e  b o d y .   T h e  ch o lest er o l  co r r elatio n   h i g h lig h ts   its   im p ac t  o n   th e  ca r d io v ascu lar   s y s tem ,   b u t  th e  r elativ ely   lo w  c o ef f icien t  in d icate s   th e  im p o r tan ce   o f   n o t o n l y   to tal  c h o lest er o l le v els b u t a ls o   th e  r atio   o f   its   f r ac tio n s .   T h e  co r r elatio n   b etwe en   ag e  a n d   th e  tar g et  v ar iab le  ( 0 . 1 1 )   w as f o u n d   to   b e  lo w,   wh ich   m a y   b e  d u e   to   th e  v ar iety   o f   b io lo g ical   an d   s o cial  f ac to r s   in f l u en cin g   t h e  h ea lth   o f   i n d iv id u als.  T h e  lo w  to   m o d er ate   co r r elatio n s   b etwe en   f e r r itin   an d   AST  ( 0 . 1 6 )   an d   b etwe en   f er r itin   an d   c h o lest er o l  ( 0 . 2 0 )   d em o n s tr ate  th e  co m p lex ity   o f   th e  in ter ac tio n s   in   th e  b io lo g ical  p ath way s   in v o lv ed   in   t h e  d ev elo p m en t  o f   ca r d io v ascu la r   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.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 3 4 - 6 7 4 2   6738   d is ea s e.   C o r r elatio n   an aly s is   allo ws  u s   to   id en tify   p o ten tial   b io m ar k er s   f o r   f u r th er   s tu d y   an d   u s e  in   clin ical   p r ac tice.   Ho wev er ,   it  is   wo r th   r em em b e r in g   t h at  co r r elatio n   d o es  n o t  m ea n   ca u s atio n .   Ad d itio n al  r esear ch   is   n ee d ed   to   estab lis h   th is ,   in clu d in g   p r o s p ec tiv e  s tu d ies an d   c lin ical  tr ials .   Ov er all,   th is   an aly s is   co n tr ib u tes to   a   b etter   u n d er s tan d in g   o f   d is ea s e  m ec h an is m s   an d   ca n   b e  u s ed   to   d ev elo p   p er s o n alize d   s tr ateg ies  f o r   th e  p r ev en tio n   an d   tr ea tm en t  o f   c ar d io v ascu lar   d is ea s es.  Fig u r e  4   s h o ws  th e  d y n am ics  o f   ch a n g es  in   th e  R MSE   o f   th e   XGBo o s t  m o d el  d u r in g   tr ain in g   b y   ep o c h   f o r   th e  t r ain i n g   ( s o lid   lin e)   an d   test in g   ( d as h ed   lin e )   s am p les.  R MSE   is   a  k ey   in d icato r   th at  ch ar ac ter izes  th e  av e r ag e  d ev i atio n   o f   p r e d icted   v alu es  f r o m   ac tu al  v alu es.  T h e   o b s er v ed   d ec r ea s e  in   R MSE   d u r in g   tr ai n in g   in d icate s   an   im p r o v em en t i n   m o d el  q u ality .           Fig u r e  3 .   C o r r elatio n   an aly s is   o f   b io c h em ical  p ar am ete r s           Fig u r e  4 .   Dy n am ics o f   c h an g e s   in   th e  R MSE   o f   th e  XGBo o s t m o d el  d y n am ics o f   c h an g es i n   th e  R MSE   o f   th e   XGBo o s t m o d el       T h e  lear n in g   c u r v e   p lo t  s h o ws  a  g r ad u al  an d   co n s is ten t  d ec r ea s e  in   R MSE   o n   b o th   th e  tr ain in g   an d   test   s e ts ,   in d icatin g   g o o d   lear n in g   an d   g en e r aliza tio n   ab ilit y   o f   th e  m o d el.   I n   th e  in itial  s tag es,  th e  d ec r ea s e  in   R MSE   o cc u r s   q u ick ly   as  th e   m o d el  ac tiv ely   ad ap ts   to   th e  s tr u ctu r e  o f   th e  d ata.   Su b s eq u en tly ,   th e  cu r v es  g r ad u ally   co n v er g e,   in d icatin g   th e  s tab ilizatio n   o f   th e  lear n in g   p r o ce s s   an d   th e  ac h iev e m en t  o f   an   o p tim al   b alan ce   b etwe en   b ias  an d   d i s p er s io n .   Mo d el   p er f o r m a n ce   m etr ics  h ig h lig h t  its   ac cu r a cy   an d   p r e d ictiv e   p o wer .   T h e  m ea n   s q u a r e  er r o r   ( MSE )   v alu e  is   0 . 0 1 0 7 ,   wh i ch   in d icate s   th at  th e  m o d el  is   h ig h ly   ac cu r ate  as   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 s s es s in g   r is k  fa cto r s   fo r   h ea r t d is ea s e  u s in g   ma ch in e  lea r n i n g   meth o d s …  ( N a ta lya   Ma xu t o va )   6739   MSE   m ea s u r es th e  m ea n   s q u ar e  er r o r   o f   th e  p r ed ictio n s   r elat iv e  to   th e  ac tu al  v alu es.  A  lo w   MSE   v alu e  m ea n s   th at  th e  d e v iatio n s   o f   t h e  p r ed ictio n s   f r o m   t h e  ac tu al  d ata  ar e  m in im al.   T h e   co ef f icien t  o f   d eter m in atio n   ( R ²)   is   0 . 8 6 5 ,   wh ich   in d icate s   th at  th e  m o d el  ef f ec tiv ely   d escr ib es  th e  d ep en d en ce   o f   th e  d ata  an d   h as  h ig h   p r ed ictiv e  p o wer .   T h e  m ea n   ab s o lu te  er r o r   ( MA E )   is   0 . 0 4 7 4 ,   r ef lectin g   th e  av e r ag e  ab s o lu te  v alu e  o f   th e   er r o r s   b etwe en   t h e  p r e d icted   an d   ac tu al  v alu es.  A  lo w  MA E   v alu e  em p h asizes  th at  th e  m o d el  m ak es  p r ed ictio n s   with   m in im al  d ev i atio n s .   T h e   A k a i k e   i n f o r m a t i o n   c r i t e r i o n   ( A I C )   i s   2 . 7 6 2 5   a n d   t h e   B a y e s i a n   i n f o r m a t i o n   c r it e r i o n   ( B I C )   is   3 6 . 3 4 7 .   T h e s e   e v a l u a t i o n   c r i t e r i a   t a k e   i n t o   a c c o u n t   n o t   o n l y   t h e   q u a l i t y   o f   t h e   f i t   b u t   a l s o   t h e   n u m b e r   o f   p a r a m e t e r s   i n   t h e   m o d e l   t o   p r e v e n t   u n n e c e s s a r y   c o m p l e x i t y .   L o w   A I C   a n d   B I C   v a l u e s   i n d ic a t e   t h a t   t h e   m o d e l  a c h i e v e s   a   g o o d   b a l a n c e   b e t w ee n   a c c u r a c y   a n d   c o m p l e x i t y .   T h e   t r a i n i n g   r e s u l ts   o f   t h e   X G B o o s t   m o d e l   i n d i c a t e  i t s   h i g h   e f f i c i e n c y   a n d   a b il i t y   to   a d e q u a t e l y   p r e d i c t ,   c o n f i r m e d   b y   a   d e c r e a s e   i n   R M S E ,   h i g h   R ²   v a l u es ,   a n d   l o w  e r r o r   r a t e s .   T h i s   m a k e s   XG B o o s t   a   p o w e r f u l   t o o l   f o r   s o l v i n g   r e g r e s s i o n   p r o b l e m s ,   e s p e ci a l ly   i n   t h e   c o n t e x t   o f   l a r g e   a n d   c o m p l e x   d a t a .   S u c h   a   m o d e l   c a n   b e   a p p l i e d   i n   v a r io u s   a p p l i c a ti o n   a r e as   w h e r e   r eli a b l e   f o r e c as t i n g   o f   n u m e r i c a l   v a r ia b l e s   is   r e q u i r ed ,   i n c l u d i n g   f i n a n c e ,   e c o n o m ic s ,   a n d   n at u r a l   s c ie n c e s .   Fi g u r e   5   i ll u s t r a t es   t h e  d y n a m i c s   o f   t h e   l o s s   ( l o s s )   o f   t h e   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t wo r k   m o d e l   ( v a n i l l a   C N N )   d u r in g   t r a i n i n g   b y   e p o c h   f o r   t h e   t r ai n i n g   ( s o l i d   li n e )   a n d   v a l i d a t i o n   ( d as h e d   li n e )   s a m p l es .   T h e  t r a i n i n g   g r a p h   s h o ws   h o w   t h e  l o s s   f u n c ti o n   d e c r e a s es   f o r   t h e   t r a i n i n g   s e t   an d   s t a b i li z e s   a t   a   c e r t a i n   l e v el   f o r   t h e   v a l i d a t i o n   s e t .           Fig u r e  5 .   Dy n am ics o f   lo s s   ( l o s s )   o f   a  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   m o d el  ( v a n illa CNN)       T h e  lear n in g   cu r v e  g r ap h   s tar ts   with   a  h ig h   lev el  o f   lo s s ,   w h ich   d ec r ea s es  q u ick ly ,   esp ec ially   in   th e  in itial  s tag es  o f   lear n in g .   T h i s   in d icate s   th at  th e  m o d el  is   ef f ec tiv e  at  ex tr ac tin g   f ea tu r e s   f r o m   th e  d ata  an d   ad ap tin g   t o   th e  task .   Ho wev e r ,   af ter   a n   in itial  p e r io d   o f   d e clin e,   th e  v alid atio n   lo s s   cu r v e  ex h ib its   v o latilit y   an d   d o es  n o t  d ec r ea s e  f u r th e r ,   in d icatin g   th e   p o s s ib le  o n s et  o f   o v e r f itti n g .   At  th e   s am e  tim e,   th e  lo s s es  o n   th e   tr ain in g   s et  c o n tin u e   to   d ec r e ase,   wh ile  th e   lo s s es  o n   th e  v alid atio n   s et  s tab ilize  an d   e v e n   in cr ea s e   s lig h tly .   T h is   h ig h lig h ts   th e   p er f o r m a n ce   g ap   b etwe en   tr ain in g   an d   v alid atio n   d ata.   T h e  m ea n   s q u ar e  er r o r   ( MSE )   is   0 . 4 5 ,   wh ich   is   h ig h e r   th an   ex p ec ted   f o r   a  well - p er f o r m in g   r eg r ess io n   m o d el.   T h is   in d icate s   s ig n if ican t  d ev iatio n s   in   f o r ec asts   f r o m   ac tu al  v alu es,  in d icatin g   p r o b lem s   with   m o d el  ac cu r ac y .   T h e  co ef f icien t  o f   d eter m in atio n   ( R ²)   is   - 0 . 8 7 5 ,   wh ich   is   a  n eg ativ e   v alu e .   T h is   is   u n u s u al  b ec au s e  it  in d ic ates  th at  th e  m o d el  p er f o r m s   wo r s e  th an   th e  b aselin e  m o d el  wh ich   s im p ly   p r ed icts   th e  m ea n   o f   th e  d e p en d en t  v ar iab le.   T h is   r esu lt  m ay   b e   d u e   to   p r o b le m s   in   th e  m o d el  a r ch itectu r e   o r   d ata  q u ality .   T h e   AI C   is   1 5 6 2 . 0   an d   B I C   is   2 3 4 2 . 6 5 .   Alth o u g h   th ese  m etr ics  ar e  less   co m m o n   in   ev a lu atin g   m ac h in e  lear n in g   m o d els,  th ey   p r o v id e   in f o r m atio n   ab o u t  th e  r elatio n s h ip   b etwe en   th e   n u m b er   o f   m o d el  p a r am eter s   an d   its   ab ilit y   to   ad eq u ately   d escr ib e  th e  d ata.   Hig h   AI C   an d   B I C   v alu es  in   th is   ca s e  co n f ir m   th e  p r esen ce   o f   o v er f itti n g   p r o b lem s   o r   s u b o p tim al  m o d el  s p ec if icatio n .   T r ain in g   v a n illa  C NN  s h o wed   th at,   d esp ite  th e  in itial  r ed u ctio n   in   th e  lo s s   f u n ctio n   o n   th e  tr ain in g   s et,   th e  m o d el  f ac es  d if f icu lties   in   g en er alizin g   th e  r esu lts   to   n ew  d ata.   A  n eg ativ e  R ²  v alu e  an d   a  h ig h   lev el  o f   lo s s   o n   th e   v alid atio n   s et  in d icat e  p r o b lem s   in   th e   ar ch itectu r e  o r   m o d el  t r ain in g   p r o ce s s   th at  r eq u ir e  r ev is io n   a n d   o p tim izatio n .   I t  is   r ec o m m en d ed   to   co n d u ct  ad d itio n al  d ata  an aly s is ,   r ev is e   th e  n etwo r k   ar ch itectu r e,   in c r ea s e  th e  am o u n t  o f   tr ain i n g   d ata,   o r   u s e  r eg u lar izatio n   m eth o d s   to   p r ev e n t  o v er f itti n g .   T h is   ap p r o ac h   will  h elp   im p r o v e   th e  g e n er aliza t io n   ab ilit y   o f   th e   m o d el   an d   its   p er f o r m a n ce   o n   n ew  d ata.   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.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 3 4 - 6 7 4 2   6740   W h en   co m p ar in g   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  m o d els,  s ev er a l  k ey   d if f er en ce s   ca n   b e  id e n tifie d .   T h e   XGBo o s t  m o d el  h as  a   m ea n   s q u ar e  er r o r   ( MSE )   o f   0 . 0 1 0 7 ,   in d icatin g   a   v er y   s m all  p r ed ictio n   er r o r .   T h e   co ef f icien t  o f   d eter m in ati o n   ( R ²)   is   0 . 8 6 5 ,   in d icatin g   th at  t h e  m o d el  f it  th e   d ata  well,   ex p lain in g   8 6 . 5 %  o f   th e   v ar ian ce   in   th e  tar g et  v ar iab le .   T h e  AI C   an d   B I C   o f   th is   m o d el  ar e  s ig n if ican tly   lo we r   c o m p ar ed   t o   v an illa   C NN,   in d icatin g   a  g o o d   tr ad e - o f f   b etwe en   m o d el  c o m p le x ity   an d   g o o d n ess   o f   f it.   On   th e  o th er   h an d ,   t h e   v an illa  C NN  m o d el   p er f o r m s   s ig n if ican tly   wo r s e.   T h e  m e an   s q u ar e   er r o r   ( MSE )   is   0 . 4 5 ,   wh ich   is   m u ch   h ig h er   co m p ar ed   to   XGBo o s t,  in d icatin g   less   ac cu r ate   p r e d ictio n s .   T h e   co ef f icien t  o f   d eter m in atio n   ( R ²)   is   - 0 . 8 7 5 ,   r ef lectin g   an   ex t r em el y   p o o r   r esu lt.  T h is   m ea n s   th a t  th e  m o d el  is   n o t  a b le  to   ac c u r ately   p r e d ict  an d   d o es  n o t   ev en   r ea c h   th e   lev el   o f   a  b asic  m ea n   p r ed ictio n   m o d el.   T h e  AI C   a n d   B I C   in f o r m atio n   cr iter ia  ar e   also   m u ch   h ig h er ,   in d icatin g   o v er f itti n g   o r   in a d eq u ate  s p ec if icatio n   o f   th e  m o d el.   As   a  r esu lt,  XGBo o s t   d em o n s tr ates  s ig n if ican tly   b etter   p er f o r m an ce   ac r o s s   all   k ey   m etr ics.  Du e   to   its   h ig h   ac cu r ac y   a n d   g en er aliza tio n   ab ilit y ,   th is   m o d el  o u tp er f o r m s   v an illa  C NN,   wh ich   s u f f er s   f r o m   o v er f itti n g   an d   an   in ab ilit y   to   ad eq u ately   g en er alize   d ata,   wh ich   is   r ef lecte d   in   h ig h   v alid a tio n   lo s s   an d   n eg ativ e  R ²  v alu e.       4.   CO NCLU SI O N   I n   co n clu s io n ,   r esear ch   o n   c ar d io v ascu lar   d is ea s e  r is k   f a cto r   ass ess m en t  u s in g   m ac h i n e  lear n in g   tech n iq u es  is   im p o r tan t  in   s elec tin g   th e  r i g h t  alg o r ith m s   a n d   p a r am eter s   to   e n s u r e  ac c u r ate  p r ed ictio n .   A   co m p ar is o n   o f   th e   XGBo o s t  an d   C NN  m o d els  r ev ea led   cl ea r   ad v an ta g es  o f   XGBo o s t  wh en   wo r k i n g   with   tab u lar   d ata  s u ch   as  b io m ar k er s   an d   d em o g r ap h ic  ch ar a cter is tics .   T h is   m o d el  h as  d em o n s tr ated   h ig h   p r ed ictiv e  ac cu r ac y   d u e  to   its   ab ilit y   to   ef f icien tly   m o d el  co m p lex   n o n lin ea r   r elatio n s h ip s   an d   its   r o b u s tn ess   to   s p ar s e  d ata.   On   th e  o th er   h an d ,   th e  C NN  m o d el,   d esp ite  its   p o ten tial  ad v an tag es  in   an aly zin g   s p atially   co r r elate d   d ata,   s h o we d   s ig n s   o f   o v er f itti n g   an d   u n d e r p er f o r m an ce   in   b io m ar k er   class if icatio n   task s .   T h is   in d icate s   th e  n ee d   f o r   f u r th er   o p tim izatio n   o f   th e  ar c h itectu r e  an d   tr ain in g   al g o r ith m ,   as  well  as  th e  u s e  o f   r eg u lar izatio n   m eth o d s   an d   in cr ea s in g   th e  s ize  o f   th e   tr ain in g   s et.   T h e  u s e  o f   MSE   m etr ics,  co ef f icien t  o f   d eter m i n atio n   ( R ²) ,   AI C ,   an d   B I C   p r o v id ed   in - d ep th   an aly s is   an d   co m p ar is o n   o f   m o d els,   r ev ea lin g   th eir   s tr en g th s   a n d   wea k n ess es.  T h e  XGBo o s t  ap p r o ac h   h as   d em o n s tr ated   r o b u s t  p r e d ictio n   a b ilit y   b y   ef f ec tiv el y   b ala n cin g   b ias  an d   v ar ia n ce ,   wh i le  th e  C NN  m o d e l   r eq u ir es  ad ju s tm en t  a n d   p ar a m eter   o p tim izatio n .   T h ese  f in d in g s   h ig h li g h t  th e  im p o r ta n c e  o f   p r o p e r   ch o ice  o f   m o d el  ar ch itectu r e  an d   tr ain in g   p ar am eter s   in   ca r d io v ascu lar   r is k   p r ed ictio n   task s .   I n   th e  f u tu r e,   r esear ch   s h o u ld   co n tin u e  in   th e  d ir e ctio n   o f   p er s o n alize d   m e d icin e,   o p tim izin g   m o d els  f o r   id en tif y in g   r is k   f ac to r s   an d   d ev elo p in g   s tr ateg ies f o r   ea r ly   d iag n o s is   an d   p r ev e n tio n   o f   c ar d io v ascu lar   d is ea s es.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   C .   O ’ K e l l y   e t   a l . ,   “ P r e g n a n c y   a n d   r e p r o d u c t i v e   r i s k   f a c t o r s  f o r   c a r d i o v a sc u l a r   d i s e a s e   i n   w o m e n , ”   C i rc u l a t i o n   R e se a rc h ,    v o l .   1 3 0 ,   n o .   4 ,   p p .   6 5 2 – 6 7 2 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 6 1 / c i r c r e sa h a . 1 2 1 . 3 1 9 8 9 5 .   [ 2 ]   J.  L.   S i l v e i r a   R o ssi ,   S .   M .   B a r b a l h o ,   R .   d e   A r a u j o ,   M .   D .   B e c h a r a ,   K .   P .   S l o a n ,   a n d   L.   A .   S l o a n ,   “ M e t a b o l i c   sy n d r o m e   a n d   c a r d i o v a sc u l a r   d i se a ses :   g o i n g   b e y o n d   t r a d i t i o n a l   r i sk   f a c t o r s,”   D i a b e t e s/ Me t a b o l i sm   Re s e a r c h   a n d   Re v i e w s ,   v o l .   3 8 ,   n o .   3 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / d mr r . 3 5 0 2 .   [ 3 ]   J.  H u   e t   a l . ,   “ S o c i a l   i s o l a t i o n ,   s o c i a l   su p p o r t ,   l o n e l i n e ss  a n d   c a r d i o v a sc u l a r   d i se a se   r i s k   f a c t o r s:   a   c r o ss - sec t i o n a l   s t u d y   a mo n g   o l d e r   a d u l t s, ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   G e ri a t r i c   Psy c h i a t ry ,   v o l .   3 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 7 9 5 – 1 8 0 9 ,   Ju l .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / g p s. 5 6 0 1 .   [ 4 ]   A .   S h a i t o   e t   a l . ,   “ H e r b a l   me d i c i n e   f o r   c a r d i o v a sc u l a r   d i s e a s e s:   e f f i c a c y ,   mec h a n i sms ,   a n d   safe t y , ”   Fr o n t i e rs   i n   Ph a rm a c o l o g y ,  v o l .   1 1 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p h a r . 2 0 2 0 . 0 0 4 2 2 .   [ 5 ]   Y .   D e n g   e t   a l . ,   “ A p p l i c a t i o n   o f   t h e   n a n o - d r u g   d e l i v e r y   sy s t e m   i n   t r e a t m e n t   o f   c a r d i o v a s c u l a r   d i se a ses , ”   Fr o n t i e rs   i n   Bi o e n g i n e e r i n g   a n d   Bi o t e c h n o l o g y ,   v o l .   7 ,   J a n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f b i o e . 2 0 1 9 . 0 0 4 8 9 .   [ 6 ]   N .   L.   F i t r i y a n i ,   M .   S y a f r u d i n ,   G .   A l f i a n ,   a n d   J.   R h e e ,   “ H D P M :   a n   e f f e c t i v e   h e a r t   d i s e a s e   p r e d i c t i o n   m o d e l   f o r   a   c l i n i c a l   d e c i si o n   su p p o r t   s y s t e m, ”   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 3 3 0 3 4 – 1 3 3 0 5 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e s s. 2 0 2 0 . 3 0 1 0 5 1 1 .   [ 7 ]   R .   TR ,   U .   K .   L i l h o r e ,   P .   M ,   S .   S i ma i y a ,   A .   K a u r ,   a n d   M .   H a md i ,   “ P r e d i c t i v e   a n a l y s i s   o f   h e a r t   d i s e a s e s  w i t h   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s, ”   Ma l a y si a n   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r  S c i e n c e ,   p p .   1 3 2 – 1 4 8 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 2 2 4 5 2 / mj c s.s p 2 0 2 2 n o 1 . 1 0 .   [ 8 ]   M .   S w a t h y   a n d   K .   S a r u l a d h a ,   “ A   c o mp a r a t i v e   st u d y   o f   c l a ss i f i c a t i o n   a n d   p r e d i c t i o n   o f   c a r d i o - v a sc u l a r   d i s e a s e s   ( C V D )   u si n g   mac h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s, ”   I C T   Ex p r e ss ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 0 9 – 1 1 6 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i c t e . 2 0 2 1 . 0 8 . 0 2 1 .   [ 9 ]   S .   S u b r a ma n i   e t   a l . ,   “ C a r d i o v a sc u l a r   d i s e a s e s  p r e d i c t i o n   b y   ma c h i n e   l e a r n i n g   i n c o r p o r a t i o n   w i t h   d e e p   l e a r n i n g , ”   Fro n t i e rs  i n   Me d i c i n e ,   v o l .   1 0 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f me d . 2 0 2 3 . 1 1 5 0 9 3 3 .   [ 1 0 ]   O .   Ta y l a n ,   A .   A l k a b a a ,   H .   A l q a b b a a ,   E .   P a mu k ç u ,   a n d   V .   L e i v a ,   “ Ea r l y   p r e d i c t i o n   i n   c l a ss i f i c a t i o n   o f   c a r d i o v a s c u l a r   d i sea se s   w i t h   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   n e u r o - f u z z y   a n d   st a t i st i c a l   m e t h o d s , ”   Bi o l o g y ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   J a n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / b i o l o g y 1 2 0 1 0 1 1 7 .   [ 1 1 ]   Y .   S e t h i   e t   a l . ,   “ P r e c i si o n   m e d i c i n e   a n d   t h e   f u t u r e   o f   c a r d i o v a s c u l a r   d i sea ses :   A   c l i n i c a l l y   o r i e n t e d   c o mp r e h e n si v e   r e v i e w , ”   J o u rn a l   o f   C l i n i c a l   M e d i c i n e ,   v o l .   1 2 ,   n o .   5 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j c m 1 2 0 5 1 7 9 9 .   [ 1 2 ]   J.  T u ss u p o v   e t   a l . ,   “ A n a l y s i s  o f   f o r m a l   c o n c e p t s   f o r   v e r i f i c a t i o n   o f   p e st s   a n d   d i se a ses   o f   c r o p s   u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   m e t h o d s , ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 9 9 0 2 – 1 9 9 1 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e ss . 2 0 2 4 . 3 3 6 1 0 4 6 .   [ 1 3 ]   M .   O z c a n   a n d   S .   P e k e r ,   “ A   c l a ss i f i c a t i o n   a n d   r e g r e ss i o n   t r e e   a l g o r i t h m  f o r   h e a r t   d i s e a se  mo d e l i n g   a n d   p r e d i c t i o n , ”   H e a l t h c a re   An a l y t i c s ,   v o l .   3 ,   N o v .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e a l t h . 2 0 2 2 . 1 0 0 1 3 0 .   [ 1 4 ]   B .   S a l m a n   S h u k u r   a n d   M .   M o h si n   M i j w i l ,   “ I n v o l v i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   i n   h e a r t   d i se a se   d i a g n o s i s:   a   p e r f o r m a n c e   a n a l y si s , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r  En g i n e e r i n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   2 1 7 7 – 2 1 8 5 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   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 s s es s in g   r is k  fa cto r s   fo r   h ea r t d is ea s e  u s in g   ma ch in e  lea r n i n g   meth o d s …  ( N a ta lya   Ma xu t o va )   6741   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 3 i 2 . p p 2 1 7 7 - 2 1 8 5 .   [ 1 5 ]   S .   S a e e d b a k h s h ,   M .   S a t t a r i ,   M .   M o h a mm a d i ,   J .   N a j a f i a n ,   a n d   F .   M o h a m mad i ,   “ D i a g n o si s   o f   c o r o n a r y   a r t e r y   d i s e a se   b a s e d   o n   mac h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms  s u p p o r t   v e c t o r   m a c h i n e ,   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   a n d   r a n d o m  f o r e st , ”   A d v a n c e d   Bi o m e d i c a l   Re se a rc h ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 1 0 3 / a b r . a b r _ 3 8 3 _ 2 1 .   [ 1 6 ]   E.   D r i t s a s  a n d   M .   Tr i g k a ,   “ Ef f i c i e n t   d a t a - d r i v e n   ma c h i n e   l e a r n i n g   mo d e l s   f o r   c a r d i o v a s c u l a r   d i s e a se s  r i s k   p r e d i c t i o n , ”   S e n s o rs ,  v o l .   2 3 ,   n o .   3 ,   Ja n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 3 0 3 1 1 6 1 .   [ 1 7 ]   S .   A si f ,   Y .   W e n h u i ,   Q .   u l   A i n ,   Y .   Y u e y a n g ,   a n d   S .   Ji n h a i ,   “ I mp r o v i n g   t h e   a c c u r a c y   o f   d i a g n o s i n g   a n d   p r e d i c t i n g   c o r o n a r y   h e a r t   d i s e a se  u s i n g   e n sem b l e   me t h o d   a n d   f e a t u r e   s e l e c t i o n   t e c h n i q u e s, ”   C l u s t e r  C o m p u t i n g ,   v o l .   2 7 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 2 7 – 1 9 4 6 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 5 8 6 - 023 - 0 4 0 6 2 - 2.   [ 1 8 ]   A .   N a i z a g a r a y e v a   e t   a l . ,   “ D e t e c t i o n   o f   h e a r t   p a t h o l o g y   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   me t h o d s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t ri c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   6 ,   p p .   6 6 7 3 – 6 6 8 0 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 3 i 6 . p p 6 6 7 3 - 6 6 8 0 .   [ 1 9 ]   G .   A b d i k e r i m o v a   e t   a l . ,   “ D e t e c t i o n   o f   l u n g   p a t h o l o g y   u si n g   t h e   f r a c t a l   me t h o d , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   6 ,   p p .   6 7 7 8 – 6 7 8 6 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 3 i 6 . p p 6 7 7 8 - 6 7 8 6 .   [ 2 0 ]   G .   A b d i k e r i mo v a   e t   a l . ,   “ D e t e c t i o n   o f   c h e st   p a t h o l o g i e s  u si n g   a u t o c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n s, ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   p p .   4 5 2 6 – 4 5 3 4 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 3 i 4 . p p 4 5 2 6 - 4 5 3 4 .   [ 2 1 ]   R.  Y i l m a z   a n d   F .   H .   Y a ğ i n ,   “ Ea r l y   d e t e c t i o n   o f   c o r o n a r y   h e a r t   d i se a se   b a sed   o n   m a c h i n e   l e a r n i n g   me t h o d s,”   Me d i c a l   R e c o rd s ,  v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 – 6 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 7 9 9 0 / me d r . 1 0 1 1 9 2 4 .   [ 2 2 ]   C .   M .   B h a t t ,   P .   P a t e l ,   T.   G h e t i a ,   a n d   P .   L.   M a z z e o ,   “ Ef f e c t i v e   h e a r t   d i sea se  p r e d i c t i o n   u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s , ”   Al g o r i t h m s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   2 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a 1 6 0 2 0 0 8 8 .   [ 2 3 ]   S .   V   J a n s i   R a n i ,   K .   R .   S .   C h a n d r a n ,   A .   R a n g a n a t h a n ,   M .   C h a n d r a s e k h a r a n ,   B .   Ja n a n i ,   a n d   G .   D e e p sh e k a ,   “ S m a r t   w e a r a b l e   m o d e l   f o r   p r e d i c t i n g   h e a r t   d i sea s e   u s i n g   mac h i n e   l e a r n i n g :   W e a r a b l e   t o   p r e d i c t   h e a r t   r i sk , ”   J o u r n a l   o f   Am b i e n t   I n t e l l i g e n c e   a n d   H u m a n i z e d   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   9 ,   p p .   4 3 2 1 – 4 3 3 2 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 2 6 5 2 - 022 - 0 3 8 2 3 - y.   [ 2 4 ]   J.  P .   Li ,   A .   U .   H a q ,   S .   U .   D i n ,   J.  K h a n ,   A .   K h a n ,   a n d   A .   S a b o o r ,   “ H e a r t   d i s e a se  i d e n t i f i c a t i o n   me t h o d   u s i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   c l a ss i f i c a t i o n   i n   e - h e a l t h c a r e , ”   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 0 7 5 6 2 – 1 0 7 5 8 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e ss. 2 0 2 0 . 3 0 0 1 1 4 9 .   [ 2 5 ]   M .   F .   A n sari ,   B .   A l a n k a r ,   a n d   H .   K a u r ,   “ A   p r e d i c t i o n   o f   h e a r t   d i se a se   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms, ”   i n   I m a g e   Pr o c e ssi n g   a n d   C a p s u l e   N e t w o rks ,   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i sh i n g ,   2 0 2 0 ,   p p .   4 9 7 – 5 0 4 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Na ta l y a   Ma x u to v a           lec tu re r  a t  th e   De p a rtme n t   o f   In f o rm a ti o n a l  sy ste m s  o f  t h e   Eu ra sia n   Na ti o n a l  Un iv e rsity   n a m e d   a fter  L. N.   G u m il y o v .   In   2 0 1 3 ,   sh e   re c e iv e d   a   b a c h e lo r’s   d e g re e   in   in f o rm a ti o n   sy ste m   a n d   in   2 0 1 5 ,   sh e   re c e iv e d   a   m a ste r’s  d e g re e   in   c o m p u ter   sc ien c e   fro m   th e   Eu ra sia n   Na ti o n a l  Un i v e rsity   n a m e d   a fter  L. N.   G u m il y o v .   S i n c e   2 0 2 3 ,   d o c to ra l  stu d e n t  o f  t h e   sp e c ialty   “ 8 D0 6 1 0 3 ” - In fo rm a ti o n a l  sy ste m s  o f  t h e   Eu ra sia n   Na ti o n a l  U n iv e rsit y   n a m e d   a fter  L. N.   G u m il y o v .   He r  re se a rc h   in tere st’s   in fo rm a ti o n   a n d   c o m p u ter  tec h n o lo g ies   a n d   sy ste m s,  a rti ficia l  in telli g e n t ,   m a c h in e   lea rn in g .   Sh e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   n a taly a . m a x u t o v a @g m a il . c o m .          J a m a lb e k   Tu ss u p o v           g ra d u a ted   fro m   Ka ra g a n d a   S tate   Un i v e r sity   a t   th e   F a c u lt y   o f  M a th e m a ti c s  with   a   d e g re e   i n   m a th e m a ti c s  (1 9 7 4 - 1 9 7 9 ).   He   c o n ti n u e d   h is  e d u c a ti o n   i n   g ra d u a te  sc h o o l   a t  Ka rS U   a n d   wa s  se n t  to   t h e   In st it u te  o f  M a th e m a ti c s  n a m e d   a fter.  S .   L .   S o b o lev a ,   S ib e rian   Bra n c h   o f  t h e   USS R  Ac a d e m y   o f  S c ien c e s,  No v o si b irsk   ( 1 9 8 3 - 1 9 8 6 ).   He   d e fe n d e d   h is  P h D  th e sis  i n   m a th e m a ti c s  in   1 9 9 0   a t  N o v o sib irs k   S t a te  Un iv e rsity .   He   d e fe n d e d   h is  d o c t o ra l  d isse rtatio n   i n   2 0 0 7   a t   Al - F a ra b i   Ka z a k h   Na ti o n a l  Un i v e rsity   o n   th e   to p ic   “ P ro b lem s  o f  d e fi n a b il i ty   a n d   a l g o rit h m ic  c o m p lex it y   o f  re lati o n s  o v e r  a lg e b ra ic  stru c t u re s. ”   He   c o m p lete d   a   sc ien ti fic  in tern s h ip   a t  t h e   Un iv e rsit y   o f  No tre  Da m m e   in   In d ian a ,   USA,   in   2 0 1 1 ,   b e in g   a   sc h o lars h ip   re c ip i e n t  o f  t h e   Bo las h a k   P re sid e n ti a l  P ro g ra m   fo r   th is  p e rio d .   I n   2 0 1 1 ,   h e   wa s  a wa rd e d   t h e   ti tl e   o f   “ P ro fe ss o r ”   b y   t h e   M i n istry   o f   E d u c a ti o n   a n d   S c ien c e   o f  t h e   Re p u b li c   o f  Ka z a k h sta n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  t u ss u p o v @m a il . ru .         K a m il y a   K e d e lb a y e v a           In   2 0 0 7   sh e   g ra d u a ted   fro m   t h e   Ka z a k h   Na ti o n a l  M e d ica l   Un iv e rsity   n a m e d   a fter  S . D.  As fe n d iy a ro v ,   sp e c ialty   “ g e n e r a l  m e d icin e ” ,   q u a li fica ti o n   “ d o c to r ” .   In   2 0 1 4 ,   sh e   g ra d u a ted   re sid e n c y ,   q u a li fica ti o n   “ c a rd i o l o g ist,   i n c lu d in g   c h il d re n ' s ” .  In   2 0 2 2 ,   sh e   g ra d u a ted   fro m   d o c to ra l  st u d ies   a t   th e   Ka z a k h   N a ti o n a l  M e d ica l  Un iv e rsity   n a m e d   a fter  S . D.  As fe n d iy a ro v   with   a   sp e c ialty   8 D1 0 1 0 3   -   “ M e d icin e ” .   F ro m   2 0 1 4   t o   th e   p re se n t,   h e   h a s  b e e n   a ss istan t ,   h e a d   o f  t h e   e d u c a ti o n a l  p a rt  o f  t h e   De p a rtme n t  o f  Ca rd i o lo g y ,   Ka z NMU  n a m e d   a fter  S . D.   As fe n d iy a ro v .   S h e   is t h e   a u th o r  o f   m o re   th a n   4 0   wo r k s.  P a rti c ip a n t   a n d   wi n n e r   in   in tern a ti o n a l,   re p u b li c a n   a n d   c it y   c o n fe re n c e s.  Ba se d   o n   th e   re su lt s  o f  sc ien ti fic   wo rk ,   h e   h a s  7   c o p y ri g h t  c e rti fic a tes .   He r  re s e a rc h   in ter e sts  in c lu d e   a t  o p ti m izin g   d iag n o st ics ,   d e v e lo p in g   a n d   e v a l u a ti n g   c a rd io v a sc u lar  d ise a se   p re v e n t io n   p r o g ra m s,  a s  we ll   a s   re h a b il it a ti o n   p r o g ra m s  a fter  m y o c a rd ial  i n fa rc ti o n .   I n tere st  i n   d e v e lo p i n g   d a ta   p r o c e ss in g   a lg o rit h m s  to   imp ro v e   th e   d iag n o sis,  trea tme n t  a n d   m a n a g e m e n t   o f  c a rd i o v a sc u lar  d ise a se s.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   k a m il la - k m @m a il . ru .        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.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 3 4 - 6 7 4 2   6742     As se m g u l  Ty n y k u lo v a           h a s  tea c h in g   e x p e rien c e   a t  lea d in g   u n iv e rsiti e s  i n   Ka z a k h sta n .   Th e   m a in   re se a rc h   in tere sts  o f  t h e   m a ste r  Ty n y k u lo v a   A.S .   a re   o p ti m iza ti o n   m e th o d s,  d e c isio n - m a k in g ,   e x p e rt  sy ste m s.  Ov e r  t h e   p a st  5   y e a rs,  h e   h a s  p u b li sh e d   1 0   sc ien ti fic  a rti c les ,   in c lu d in g   1   in   a   jo u r n a l  in c l u d e d   i n   t h e   S c o p u s  d a tab a se .   Cu rre n tl y ,   M a ste r   o f  S c ie n c e   Ty n y k u l o v a   A.S .   wo r k s  a s  a   se n io r   lec tu re r  a t   t h e   Hi g h e r  S c h o o l   o f   In f o rm a ti o n   Tec h n o l o g y   a n d   E n g i n e e rin g   As tan a   In tern a ti o n a l  Un iv e rsit y ,   As t a n a .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  a se m _ 1 1 0 9 8 1 @m a il . r u .         Zu lfi y a   Ba l a b a y e v a           g ra d u a ted   in   2 0 2 0   fro m   NA O  “ As tan a   M e d ica l  Un iv e rsity ”   with   a   b a c h e lo r’s  d e g re e   in   h e a lt h c a re ,   sp e c ialty   “ G e n e ra l  m e d icin e ” .   F ro m   2 0 2 0   to   2 0 2 2 ,   s h e   c o m p lete d   h e r  train i n g   a s  a   g e n e ra l  p ra c ti ti o n e r  a t  th e   sa m e   u n iv e rsity .   Cu rre n tl y ,   sh e   is  a   re sid e n t  in   a d u lt   a n d   p e d iatric  c a rd io l o g y   a t  th e   M e d ica l  Ce n ter  Ho sp it a l  o f  T h e   P re sid e n t’s   Affa irs  Ad m in istratio n   o f   t h e   Re p u b li c   o f  Ka z a k h sta n .  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  S . a . b - 1 9 9 4 @m a il . ru .         Za u r e sh  Ye r sul ta n o v a           in   1 9 8 9   sh e   g ra d u a ted   fro m   th e   Ka z a k h   S tate   Un iv e rsit y   n a m e d   a fter  S . M .   Kir o v ,   q u a li fic a ti o n s  “ m e c h a n ica l ” ,  “ a p p li e d   m a th e m a ti c ian ” .   In   2 0 0 1 ,   sh e   g ra d u a ted   fr o m   th e   g ra d u a te  sc h o o l  a t  Al - F a ra b i  Ka z a k h   Na ti o n a l  Un iv e rsity   wit h   a   d e g re e   in   0 2 . 0 5 . 1 8   t h e o r y   o f  m e c h a n ism s  a n d   m a c h in e s.  F ro m   2 0 0 1   t o   th e   p re se n t,   sh e   is  a   c a n d i d a te  o f   tec h n ica l  sc ien c e s  (Do c to r  o f  P h il o so p h y - P h . D . )  i n   t h e   sp e c i a lt y   0 2 . 0 5 . 1 8   Th e o ry   o f   m e c h a n ism s  a n d   m a c h i n e s  o f   th e   Ko sta n a y   Re g io n a l  U n iv e r sity   n a m e d   a fter  A k h m e t   Ba it u rsy n u ly .   S h e   is  t h e   a u th o r  o f  m o re   th a n   7 0   wo r k s.  He r  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   th e   d e v e lo p m e n t  o f  i n fo rm a ti o n   in tel li g e n t  sy ste m s,  m o b il e   a p p li c a ti o n s  in   t h e   field   o f  e d u c a ti o n ,   in fo rm a ti o n   a n d   c o m m u n ica ti o n   tec h n o lo g ies .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   e rsu l_ 6 7 @m a il . ru .         Zh a in a g u l  K h a m ito v a           lec tu r e r  a t  th e   De p a rtme n t  o f  In f o rm a ti o n a l  sy ste m s  o f   th e   Eu ra sia n   Na ti o n a l  Un i v e rsit y   n a m e d   a fter  L. N.   G u m il y o v .   In   2 0 1 3 ,   sh e   re c e iv e d   a   b a c h e lo r’s  d e g re e   in   in f o rm a ti o n   sy ste m   a n d   i n   2 0 1 5 ,   sh e   re c e iv e d   a   m a ste r’s  d e g re e   in   c o m p u ter  sc ien c e   fro m   t h e   Eu ra sia n   Na ti o n a l  U n iv e rsit y   n a m e d   a fter  L. N.   G u m il y o v .   He r   re se a rc h   in tere st’s  in fo rm a ti o n   a n d   c o m p u ter  tec h n o lo g ies   a n d   s y st e m s,  AI,  m a c h in e   lea rn in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  k h a m it o v a _ z h z h @m a il . r u .          K a m il a   Zh u n u ss o v a           i n   2 0 1 4 ,   sh e   g ra d u a ted   fro m   th e   Qu e e n   M a ry   Un i v e rsity   o f   Lo n d o n   wi th   a   d e g re e   i n   e n v ir o n m e n tal  sc ien c e .   I n   2 0 1 7 ,   sh e   r e c e iv e d   a   m a ste r’s  d e g re e     in   e n g in e e ri n g   m a n a g e m e n t   a t  Na z a rb a y e v   Un i v e rsity .   In   2 0 2 0 ,   f in ish e d   c o u rse s  a t  Un i v e rsity   o f  Ed u c a ti o n a l  M e d icin e   (UO M )  a s  a   He a lt h   c o a c h .   In   2 0 2 4   e sta b l ish e d   Na ti o n a l  As so c iatio n   o f  Nu tri ti o n ists  a n d   He a lt h   c o a c h e s  a n d   wa s  c h o se n   a s  a   p re sid e n t .   He r  re se a rc h   in tere sts   in c lu d e   h e a lt h y   f o o d ,   n u tri ti o n ,   a n d   s u p p lem e n ts.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  k . z h u n u ss o v a 1 9 9 1 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.