I n d on e s ian   Jou r n al   o f   E lec t r ica l   E n gin e e r in g  a n d   Com p u t e r   S c ience   Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 ,   pp.   347 ~ 355   I S S N:  2 502 - 4 7 52 ,   DO I :  10 . 11591/i j e e cs .v 3 7 . i 1 . pp 347 - 355             347     Jou r n al  h o m e page :  ht tp: // ij e e cs . iaes c or e . c om   E n h a n c in g  h y p e r t e n si on  p r e d ic t io n :  a h y b r id   m ac h in e  l e ar n in g  op t i m i z at io n  a p p r oac h       Abd   Al l ah   Aou r agh 1 ,   M oh am e d   B ah aj 1 ,   F ou ad   T ou f i k 2   1 M I E T   L a b or a t o r y , F a c ul t y   of  S c i e n c e s  a nd  T e c hni qu e s , H a s s a n 1 st   U ni v e r s it y , S e tt a t,  M or o c c o   2 C o mput e r   S c ie n c e s   L a b o r a t o r y ,  H ig h e r  S c h oo l  of   T e c hn o l o g y ,  M o ha mm e d V  U ni ve r s it y , S a l e , M or oc c o       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d  M a y   7 ,   202 4   R e vi s e d  S e p   8 ,  202 4   A c c e pt e d  S e p   29 ,   202 4       E arl y   i d e n t i f i c at i o n   o f  h y p e rt en s i o n   i s   c r u c i a l   t o   p re v e n t   i t s   s e ri o u s   c o m p l i c at i o n s ,   w h i ch   c a n   l e a d   t o   d e v as t at i n g   h e al t h   e f fec t s   b y   t h r e at en i n g   l i f e s t y l e   q u a l i t y   an d   s i g n i f i c an t l y   i n c r e as i n g   p r em at u r e   mo rt al i t y .   T h i s   s t u d y   ai m s   t o   e v a l u at e   t h e  e ffec t i v e n e s s   o f   m a c h i n e  l e ar n i n g   t ec h n i q u e s   i n   p re d i c t i n g   t h e   p re s e n ce   o f  h y p e rt e n s i o n   fr o m   an   u n b al a n c ed   d at as e t   c o n s i s t i n g   o f  4 , 3 6 3   re c o r d s   an d   3 5   fe at u r e s .   T o   b al an ce   t h e   d at as e t ,   w e  em p l o y ed   t h e   s y n t h e t i c   m i n o r i t y   o v e r - s am p l i n g   t ec h n i q u e   ( SMO T E )   al g o r i t h m .   I n   a d d i t i o n ,   t o   s e l ec t   t h e  m o s t   r el e v an t   f eat u re s ,   w e  u s ed   an t   c o l o n y   o p t i m i zat i o n .   N e x t ,   w e   ap p l i ed   v ar i o u s   al g o r i t h m s ,   i n c l u d i n g   l o g i s t i c   re g r e s s i o n   ( L R) ,  K - n e ar e s t   n e i g h b o rs   ( K N N s ) ,   s u p p o rt   v ec t o r  m a c h i n e   (SV M) ,   e x t ra  t re e s   (E T s ) ,   an d   A d aBo o s t   (A B) .   W e  al s o   e v a l u at e d   t h e  o p t i mi zat i o n   o f  h y p e rp arame t e rs   u s i n g   t w o   me t h o d s :   B ay e s i a n   o p t i m i zat i o n   (BO )   an d   p art i cl e   s w ar m  o p t i m i zat i o n   (PSO ) .   T h e  r es u l t s   rev e al   t h at   t h e   c o m b i n at i o n   o f  AB   w i t h   BO   d em o n s t rat e d   s u p e r i o r  p e rfo r m a n ce ,   w i t h   a n   acc u ra cy   o f  9 7 . 6 0 % ,   a  rec a l l   o f  9 8 . 9 3 % ,   an d   a  p rec i s i o n   o f  9 8 . 5 9 % .     T h i s   re s e ar c h   em p h as i z e s   t h e   p o t e n t i a l   o f  m a ch i n e  l e a rn i n g   t ec h n i q u e s   f o r   an t i ci p at i n g   h y p e rt e n s i o n   a n d   h i g h l i g h t s   t h e   i m p o rt an ce  o f   o p t i m i zat i o n   t e ch n i q u e s   i n   i m p ro v i n g   p red i c t i v e   m o d e l s ’   p e rfo r m an ce.   K e y w o r d s :   An t   c o l o ny   o pt i mi z a t i o n   B a y e s i a n   o pt i m i z a t i o n   F e a t ur e   s e l e c t i o n   H y pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n   H y pe r t e n s i o n   M a c hi ne   l e a r ni ng   P a r t i c l e   s wa r m   o pt i mi z a t i o n   S M OT E   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din g  A u th or :   Ab d  All a h   A o ur a gh   M I E T   L a b o r a to r y ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s   a n d  T e c hniques ,   Ha s s a n   1 st   U ni ve r s i t y   S e tt a t,   M o r o c c o   E m a i l :  a b da ll a h a o ur a gh@ g m a il . c o m       1.   I NT RODU C T I ON   H y pe r t e n s i o n ,   a l s o   kn o wn   a s   hi g h   bl o o d  pr e s s ur e ,   i s   a   m e d i c a l   c o n d i t i o n   c h a r a c t e r i z e d  b y   pe r s i s t e n t l y   hi g h   bl o o d  pr e s s ur e   t h a t  a f f e c t s   m o r e   t h a n   a   bil li o n   pe o pl e   wo r l dw i de   [ 1] .   I t  r e p r e s e n t s   a   s e r i o us   g l o b a l   h e a l t h   pr o bl e m ,   whi c h   n o t a bl y   i nc r e a s e s   t h e   r i s k  o f   c a r d i o v a s c u l a r   d i s e a s e ,   s t r o ke ,   a n d  k i d n e y   d i s o r de r s   [ 1] ,   [ 2] .   W o r l dw i de ,   a r o un d  10  m il li o n   de a t h s   a r e   a s s o c i a t e d  wi t h   hy p e r t e n s i o n   e v e r y   y e a r ,   m a k i ng   i t   o n e   o f   t h e   f o r e m o s t  f a c t o r s   l e a d i ng  to  de a t h   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h e   r i s k s   a n d  c o n s e qu e n c e s   o f   hy pe r t e n s i o n  i n c l ud e   da m a ge   t o  vi t a l   or ga n s ,   r e duc e d  qua l i t y   o f   l i f e ,   a nd  a n   i nc r e a s e d  r i s k  o f   pr e m a t ur e   de a t h   [ 2] ,   [ 3] .   I n   a dd i t i o n ,   h y p e r t e n s i on   i s   a   p r om i n e n t   r i s k   e l e m e n t   f o r   o th e r   s e r i o u s   h e a l th   i s s u e s ,   s u c h   a s   k i d n e y   di s e a s e   a n d   d i a b e te s   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Av a il a bl e   t r e a t m e n t s   c o v e r   a n t i hy pe r t e n s i ve   dr ugs ,   l if e s t y l e   m o d i f i c a t i o ns ,   a n d  r e gu l a r   m o ni t o r i ng  [ 3] .   Ho we v e r ,   c h a l l e n ge s   r e m a i n ,   i n c l ud i ng  t r e a t m e nt  n o n - a dh e r e n c e   a n d  t h e   c o s t s   a s s o c i a t e d  wi t h   l o n g - t e r m   d i s e a s e   m a n a g e m e n t   [ 4] .   C o n s e que n t l y ,   e a r ly   r e c o gni t i o n   a n d  i n t e r v e n t i o n   a r e   c r uc i a l   t o   m i t i g a t i n g  t h e   r i s k  o f   s e r i o us   c o m p li c a t i o ns   a n d  r e duc i n g  t h e   m o r bi d i t y   a n d  m o r t a l i t y   a s s o c i a t e d  w i t h   hy pe r t e ns i o n ,   t h us   he l p i ng  to   a l l e vi a t e   t h e   b ur de n   o f   t h e   di s e a s e   o n   h e a l t h c a r e   s y s t e m s   [ 5] .   M a c hi ne   l e a r ni ng  t e c hni qu e s   pr o vi de   a   v a l ua ble   too l   i n   t h e   h e a l t hc a r e   f i e l d,   o f f e r i n g  t h e   a bil i t y   to   a n a ly z e   l a r ge   m e d i c a l   da t a s e t s   to   pr e di c t   d i s e a s e s   [ 6] ,   [ 7] .   T h e i r   u s e   c a n   h e l p  t o   i de n t i f y   r i s k  f a c t o r s ,   de t e c t   e a r l y   wa r ni n g  s i g n s   o f   c o n d i t i o n s   s u c h   a s   hy pe r t e n s i o n ,   a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   347 - 355   348   t a i l o r   i n t e r v e n t i o n s   i n   a   pe r s o n a li z e d  wa y   [ 8] .   B y   i n t e gr a t i n g  da t a   b a l a n c i ng  [ 9]   a n d  f e a t ur e   s e l e c t i o n   [ 10]   m e t h o ds ,   a s   we ll   a s   hy pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n  [ 11] ,   we   c a n   i m pr o v e   t h e   a c c ur a c y   o f   pr e d i c t i v e   m o de l s ,   t h us   c o n tr i b ut i n g  to  m o r e   e f f i c i e n t   pa t i e n t   m a na ge m e n t   a n d  r e duc i n g  t h e   b ur de n   o n   h e a l t hc a r e   s y s t e m s   [ 12] .   T h e s e   t e c hni que s ’   e f f e c t i v e n e s s   i n   a n t i c i pa t i n g  h e a l t h c a r e   n e e d s   pa v e s   t h e   wa y   f o r   a   pr o a c t i v e   a pp r o a c h   to   m e d i c a l   c a r e ,   pr o m ot i n g  o pt i m i z e d  c l i n i c a l   o ut c o m e s   a n d  b e t t e r   a l l o c a t i o n   o f   m e d i c a l   r e s o ur c e s .   I n   t hi s   c o n t e x t ,   P a dm a n a bh a n   e t  al.   [ 13]   a s s e r t  th a t   whil e   a r t i f i c i a l   i n t e l li g e n c e   ( A I )   a n d  m a c hi ne   l e a r ni ng  ( M L )   h o l d  t h e   p ot e n t i a l   f o r   r e duc i n g  t h e   g l o b a l   b ur de n   o f   hy p e r t e n s i o n ,   t h e i r   f u ll   po t e n t i a l   i s   y e t   to  b e   r e a li z e d  due   t o  s e v e r a l   c h a ll e n ge s .   T h e y   a d v o c a t e   f o r   a   c l o s e r   c o l l a b o r a t i o n   b e t we e n   c li n i c i a ns   a n d  M L   e x pe r t s   to   s uc c e s s f u ll y   i n t e gr a t e   A I   i n t o  hy p e r t e n s i o n   t r e a t m e n t ,   un de r s c o r i n g  t h e   i m po r t a n c e   o f   c o n t i n ue d   r e s e a r c h   a n d  de v e l o p m e n t   to  o v e r c o m e   e xi s t i ng   h ur d l e s .   De s p i t e   a c kn o w l e dg i ng  t h e s e   c h a ll e n g e s ,   t h e y   r e m a i n   o pt i m i s t i c   a b o ut  t h e   f ut ur e   r o l e   o f   A I   a n d  M L   i n   hy pe r t e n s i o n   c a r e .   M a r t i n e z - R í o s   e t  al.   [ 14 ]   c a r r i e d   o u t  a   l i t e r a t ur e   r e vi e w  o n   t h e   us e   o f   m a c hi ne   l e a r ni ng  t e c h ni que s   i n   h e a l t h c a r e ,   wi t h   a   pa r t i c u l a r   f o c us   o n   s t udi e s   o f   hy pe r t e ns i o n .   T h e i r   a n a ly s i s   r e ve a l e d  t h a t  m a c hi ne   l e a r ni ng  m o de l s   h a v e   b e e n   w i de ly  us e d  to  de t e c t   hy pe r t e ns i ve   s u bj e c t s   f r o m   p hy s i o l o g i c a l   s i g na l s ,   n o t a bl y   e l e c t r o c a r di o gr a ph   ( E C G)   a n d   ph o to pl e t hy s m o gr a p hy   ( P P G)   wa v e s .   Ho we v e r ,   t h e y   n o t e d  i ns u f f i c i e n t   e x p l o r a t i o n   o f   t h e   c o r r e l a t i o n   b e t we e n   s o c i o - de m o gr a phi c   o r   c l i ni c a l   da t a   a n d  phy s i o lo gi c a l   s i g n a l s ,   de s p i t e   t h e i r   pot e n t i a l   i m p a c t   on   bl o o d  pr e s s ur e .   F i n a ll y ,   t h e y   r a i s e d  c o n c e r n s   a b o u t   t h e   i n t e r pr e t a bi li t y   o f   m o de l s   a n d  t h e i r   t r a i ni ng  t i m e ,   whi c h   c a n  b e   m i t i ga t e d  by   e m p l o y i ng  f e a t ur e   s e l e c t i o n   m e t h o ds .   L a f r e ni e r e   e t  al.   [ 15 ]   h a v e   s ugge s t e d  e m p l o y i ng  a r t i f i c i a l   n e ur a l   n e t wo r ks   ( A NN s )   a s   a   r o b us t   m a c hi ne   l e a r ni ng  m e t h o d  to  a n t i c i p a t e   t h e   pr e s e n c e   o f   hy pe r t e n s i o n   i n   a t - r i s k  i nd i vi du a l s   w hil e   l im i t i ng  hu m a n   e r r o r .   T h e i r   r e s e a r c h   i de n t i f i e s   ke y   r i s k  f a c t or s   b a s e d   o n   m e d i c a l   hi s t o r y ,   c ur r e n t  h e a l t h   s t a t us ,   a n d   pa t i e n t   de m o gr a phi c s ,   a n d  t h e n   us e s   t h e m   to  pr e di c t   hy pe r t e n s i o n   i n  a   g i ve n   i nd i vi du a l .   T he i r   n e ur a l   n e t wo r k   m o de l   a c hi e v e s   a n   a c c ur a c y   o f   a r o un d  82% .     F a n g  e t  al.   [ 16 ]   s ugge s t e d  l i f e s t y l e   c h a n g e s ,   dr ug  t r e a t m e n t ,   o r   m a c hi ne   l e a r ni ng  t e c hni qu e s   to  c ur b   hy pe r t e n s i o n   pr o gr e s s i o n   i n   pr e c li ni c a l   i nd i v i dua ls .   T h e y   de v e l o pe d  a   pr e d i c t i v e   m o de l   us i ng  a   c om b i na t i o n  o f   K N N  a n d  L i g h t GB M   to   e s t i m a t e   hy pe r t e ns i o n   r i s k  o v e r   f i ve   y e a r s   b a s e d  o n   a ge   a n d  bl o o d  i n d i c a t o r s .   T h e i r   m o de l   e xhi b i t e d  r e l i a b i li t y ,   w i t h   pr e c i s i o n   a nd  r e c a l l   e x c e e d i ng  86%   a n d  9 2% ,   r e s pe c t i v e ly .   Hun g  e t  al.   [ 17]   de v e l o pe d  pr e d i c t i v e   m o de l s   ba s e d  o n   m a c hi ne   l e a r ni n g  t o   de t e c t   m a s ke d  a n d   un c o n t r o l l e d  hy pe r t e n s i o n   f r o m   c li n i c a l   f e a t ur e s   c o l l e c t e d  dur i n g  a   s i ng l e   c o n s u l t a t i o n .   T hi r t y - t h r e e   c l i n i c a l   c h a r a c t e r i s t i c s   we r e   us e d  f o r   c o n s t r uc t i n g  m o de l s   ut i li z i ng  A NN ,   l o g i s t i c   r e gr e s s i o n   ( L R ) ,   e x t r e m e   gr a d i e n t   b o o s t i n g  ( XG B oo s t) ,   a n d  r a n do m   f o r e s t  ( R F ) .   T h e   r e s ul t s   s h o we d  t h a t   t h e   R F ,   XG b o o s t,   a n d  A NN   m o de l s   o u t pe r f o r m e d  t h e   L R   m o de l ,   w i t h   b e t t e r   e f f i c i e n c y   i n   t e r m s   o f   a r e a   un de r   t h e   R OC   c u r v e   ( A U C )   ( 83. 7% ) .   Z h a o   e t  al .   [ 18 ]   a s s e s s e d  a n d  c o n t r a s t e d  t h e   e f f ica c y   o f   f o ur   m a c hi ne   l e a r ni ng  a l go r i t hm s :  L R ,   C a t B oo s t ,   A NN s ,   a n d  R F .   Us i n g  a   da t a s e t   c o m pr i s i ng  29, 700  i ns t a n c e s   ga t h e r e d  dur i n g  p hy s i c a l   e x a mi na t i o n s ,   t h e   f i nd i n g s   i n d i c a t e d  t h a t  t h e   R F   m o de l   o u t pe r f o r m e d  t h e   ot h e r s ,   wi t h   a n   A UC - R O C   o f   92% ,   a c c ur a c y   o f   82% ,   s e n s i t i v i t y   o f   83% ,   a n d  s pe c i f i c i t y   o f   81% .   Ya n   e t  al.   [ 19]   us e d  a   pa r t i c l e   s wa r m   o pt i mi z a t i o n   ( P S O)   a l go r i t hm   t o  i m pr o v e   t h e   s t r uc t ur e   o f   a   b a c kpr o pa ga t i o n   n e ur a l   ne t wor k,   r e s ul t i n g  i n   a n   e f f e c t i ve   m o de l   f o r   pr e d i c t i n g  hy pe r t e n s i o n   r i s k.   C o m p a r e d  w i t h   ot h e r   m e t h o ds   s uc h   a s   LR ,   t h e   P S O  m o de l   s too d   o u t   f o r   i t s   hi g h   pe r f o r m a n c e ,   w i t h   a n   a c c ur a c y   o f   85. 38% ,   a   s e n s it i vi t y   o f   43. 90% ,   a   s pe c i f i c i t y   o f   96. 66% ,   a n d  a n   A U C   o f   86% .   C h a n g  e t  al.   [ 20]   us e d  m e d i c a l   da t a   f r o m   a   B e i ji ng  h o s p i t a l   to   p r e d i c t   hy pe r t e n s i o n   o u t c o m e s   w i t h   a   m a c hi ne   l e a r ni ng  m o de l .   T h e y   e m p l o y e d   a   s e que n t i a l   g a i n   pr o gr e s s i o n   t a b u  s e a r c h   f e a t ur e   s e l e c t i o n   m e t h o d   to   i de n t i f y   ke y   m e d i c a l   va r i a bl e s   i nf l ue n c i ng  hy pe r t e n s i o n   o ut c o m e s   a n d  t h e n   ut i l i z e d  t h e   XG B o o s t  a l go r i t hm   f o r   pr e d i c t i o n   due   to  i t s   s t a bi li t y .   T h e ir   m o de l   a c hi e v e d  hi g h   pe r f o r m a n c e   o n   t e s t   da t a s e t s ,   wi t h   A U C ,   pr e c i s i o n ,   F 1 - s c o r e ,   a n d  r e c a l l   v a l ue s   o f   92% ,   94 % ,   87% ,   a n d  80% ,   r e s pe c t i v e ly .   Our   r e s e a r c h   s i g nif i c a n t l y   a d v a n c e s   t h e   f i e l d  o f   m a c hi ne   l e a r ni ng  i n   hy p e r t e n s i o n   pr e d i c t i o n   by  a ddr e s s i ng  ke y   ga ps   i n   e xi s t i n g  s t ud i e s .   W e   o b s e r v e   s e ve r a l   u n r e s o l v e d  i s s ue s :  t h e   c o m pr e h e ns i ve   m a n a ge m e n t   o f   unb a l a n c e d  da t a ,   t h e   e f f e c t i ve   s e l e c t i o n   o f   r e l e v a n t   f e a t ur e s   f r o m   a   l a r ge   s e t ,   a n d  t h e   o p t i mi z a t i o n   o f   hy pe r pa r a m e t e r s ,   whi c h   a r e   o f t e n   n e g l e c t e d.   T o  a ddr e s s   da t a   i m ba l a nc e ,   we   u t i l i z e   s y n t h e t i c   mi n o r i t y   o v e r - s a m p l i ng  t e c hni qu e  ( S M OT E ) ,   wh i c h   b o o s t s   t h e   r e l i a bil i t y   o f   pr e d i c t i o ns .   F ur t h e r m o r e ,   we   i n t r o duc e   a n   i nn o v a t i v e   a pp l i c a t i o n   o f   a n t   c o l o ny   o pt i mi z a t i o n   ( AC O)   f o r   f e a t ur e   s e l e c t i o n ,   a n d  c o m pa r e   B a y e s i a n   o pt i m i z a t i o n   ( B O)   a n d  P S O  f o r   hy pe r p a r a m e t e r   t uni n g.   Our   a ppr o a c h ,   t e s t e d  a c r o s s   f i v e   w i de ly   us e d  m a c hi ne   l e a r ni ng  a l go r i t hm s - LR ,   s uppo r t   v e c to r   m a c hi ne   ( S VM ) ,   k - n e a r e s t   n e i g hb o r s ,   e x t r a   t r e e s   ( E T ) ,  a n d  AB - o ut pe r f o r m s   e xi s t i n g  m e t h o ds ,   s e tt i n g  a   ne w  s t a n da r d  i n   t h e   f i e l d.   T hi s   s t ud y   n o t  o nl y   hi g hli g h t s   t h e   im po r t a n c e   o f   a ddr e s s i ng  t h e s e   u n r e s o l v e d  i s s u e s   b ut   a l s o   o f f e r s   a   pr a c t i c a l   f r a m e wo r k  f o r   i m pr o vi n g   pr e d i c t i v e   m o de l s   i n   c li n i c a l   s e t t i n gs ,   pa vi ng  t h e   wa y   f o r   f ut ur e   r e s e a r c h   to   b u i l d  o n   t h e s e   f i nd i ng s .   I n   t h e   f o l l o w i ng  s e c t i o n s   o f   t hi s   do c um e n t ,   th e   s t r uc t u r e   i s   a s   f o l l o ws :  s e c t i o n   2  o f f e r s   a   c o m pr e h e ns i ve   e x p l a n a t i o n   o f   t h e   m a t e r i a l s   a n d  m e t h o ds   us e d.   I n   s e c t i o n   3  o u t l i ne s   a n d  d i s c us s e s   t h e   r e s u l t s ,   i nc l ud i ng  a n   a n a ly s i s   o f   t h e   e f f e c t s   o f   t h e   t e c h ni q ue s   us e d.   F i n a ll y ,   s e c t i o n   4  s u m m a r i z e s   t h e   m a i n   f i nd i n g s   a n d  s ugge s t s   r e s e a r c h   d i r e c t i o ns   f o r   f ut ur e   i nv e s t i g a t i o n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E nhanc ing  hy pe r tens ion  pr e diction:   a  hy br id  mac h ine  lear ning  opti miz ati on  appr oac h   ( A bd  A ll ah  A o ur agh )   349   2.   M AT E RI AL S   AN D  M E T HO DS   2. 1.     P r op os e d   m e t h od   As   pa r t  o f   o u r   s t udy   to  i m pr o v e   hy pe r t e ns i o n   pr e d i c t i o n   us i ng  a   hy b r i d  m a c hi ne   l e a r ni n g   o p t i mi z a t i o n   a ppr o a c h ,   we   de v e l o pe d  a   r i go r o us   m e t h o do l o g y   to  e n s ur e   a   s y s t e m a t i c   wo r kf l o w.   Our   s t udy   b e ga n   w i t h   t h e   a c qu i s i t i o n   o f   t h e   H y p e r t e n s i o n   A r t e r i a l   M e xi c o   da t a s e t,   c o m pr i s i ng  35  hy pe r t e n s i o n - r e l e v a n t   a tt r i b ut e s .   Ne x t ,   we   c o n duc t e d  e x p l o r a tor y   da t a   a n a ly s i s   a n d  pr e - pr o c e s s i n g  t a s ks ,   i n c l ud i ng  n o r m a li z a t i o n ,     to  pr e pa r e   t h e   da t a s e t   f o r   i n - de pt h   a n a ly s i s .   T o  o v e r c o m e   t h e   i m ba l a nc e   i nh e r e n t   i n   t h e   da t a s e t,   we   us e d  t h e   S M OT E   to   e f f e c t i ve ly   b a l a nc e   t h e   c l a s s e s .   Ne x t ,   we   un de r t oo k   f e a t ur e   s e l e c t i o n ,   o p t i n g  f o r   t h e   a n t   c o l o n y   o p t i mi z a t i o n   a l go r i t hm   t o  i de n t i f y   t h e   m o s t  di s c r i mi na t i n g  f e a t ur e s   f o r   hy pe r t e n s i o n   pr e d i c t i o n .   Ne x t ,     we   a pp l i e d  f i ve   m a c hi ne   l e a r ni ng  a l go r i t hm s :  LR ,  K NN s ,  S VM ,  ET ,   a n d  AB .   E a c h   a l go r i t hm   u n d e r we n t   a   r i go r o us   e v a l ua t i o n   t o   m e a s ur e   i t s   pe r f o r m a n c e   in   pr e d i c t i n g  hy pe r t e n s i o n   o ut c o m e s .   T o   a c hi e v e   o p t i m a l   m o de l   pe r f o r m a nc e ,   we   pe r f o r m e d  hy pe r pa r a m e t e r   o p t i m i z a t i o n   us i n g  t w o  di s t i nc t   t e c h ni que s :  BO   an d  PSO .  B y   c o m pa r i ng  t h e   r e s u l t s   o f   t h e s e   o pt i m i z a t i o n   m e t h o ds ,   we   s o ugh t   to   i de n t i f y   t h e   m o s t   e f f e c t i v e   a ppr o a c h   f o r   r e f i n i ng  o ur   m a c hi ne   l e a r ni ng  m o de l s .   Our   m e t h o d o l o g y   e n c o m pa s s e s   a   s t r uc t ur e d  a n d  c o m pr e h e ns i ve   a ppr o a c h   a i m e d  a t   h a r n e s s i ng  t h e   po we r   o f   hy br i d  m a c hi ne   l e a r ni ng  m e t h o ds   to   e n h a n c e   t h e   pr e c i s i o n   o f   hy pe r t e n s i o n   pr o gn o s i s .   T h e   m e t h o d o l o g y   e m p l o ye d  i n   t hi s   s t ud y   i s   de p i c t e d  i n   F i gur e   1.           F i gur e   1.   P r o p o s e d  m e t h o d       2. 2.     Dat as e t   T h e   H y pe r t e n s i o n   A r t e r i a l   M e xi c o   da t a s e t  us e d  i n   o ur   s t udy   i s   t h e   r e s u l t   o f   t h e   c o ns o l i da t i o n   o f   t h r e e   da t a s e t s   f r o m   t h e   g o v e r nm e n t a l   Na t i o n a l   H e a l t h   a n d  Nut r i t i o n   S ur v e y   ( E NSA NU T )   [ 21] ,   [ 22] .   I t  o f f e r s   a   w i de   r a n ge   o f   i n f o r m a t i o n   c o nc e r ni ng  4363  pa t i e n t s   i n   M e xi c o ,   c o v e r i n g  a   w i de   r a n ge   o f   35  bi o l o g i c a l   a nd   a n t h r o po m e t r i c   pa r a m e t e r s ,   s uc h   a s   a m bi e n t   t e m p e r a t ur e ,   u r i c   a c i d,   a l b u mi n ,   c h o l e s t e r o l   ( HD L ,   L D L ,   tot a l ) ,   c r e a t i ni ne ,   g l uc o s e   r e s u l t ,   i n s u li n,   C - r e a c t i v e   pr ote i n ,   t r i g ly c e r i de s ,   m e a n   g l uc o s e ,   gl y c o s yl a t e d  h e m o g l o bi n,   f e r r i t i n ,   f o l i c   a c i d,   h o m o c y s t e i n e ,   t r a n s f e r r i n ,   vi t a mi n  B 12,   a n d  vi t a mi n  D,   a s   we ll   a s   de m o gr a p hi c   de t a i ls   s uc h   a s   ge n de r   a n d  a ge .   I n   a dd i t i o n ,   t h e   f i na l   c o l u m n ,   “ r i s k_ hy pe r t e n s i o n ”   i n d i c a t e s   whe t h e r   t h e   pa ti e n t   i s   a t  r i s k  o f   de ve l o p i n g  hy pe r t e n s i o n ,   w i t h   t h e   v a l ue   “ 1 ”   f o r   t h o s e   a t  r i s k  a n d  “ 0 ”   f o r   t h o s e   wh o  a r e   n ot .     T h e   da t a s e t   s h o ws   a   n ot a bl e   i m ba l a nc e   be t we e n   c l a s s e s ,   w i t h   2816  ( 64. 54% )   c a s e s   w i t h   hy pe r t e ns i o n   a n d   1 , 547  ( 35. 46 % )   c a s e s   w i t h o u t .   T hi s   d i s p a r i t y   c a n   l e a d  to  bi a s   i n   m a c hi ne   l e a r ni ng  m o de l s ,   c o m pr o m is i n g  t h e   r e l i a bil i t y   o f   pr e d i c t i o n s .   T o   r e m e d y   t hi s   s i t ua t i o n,   i t   i s   i m pe r a t i v e   t o   a ddr e s s   t hi s   im ba l a n c e   b e f o r e   tr a i ni ng   t h e   m o de l s .   T h us ,   o v e r s a m p li ng  t e c hni que s   w i ll   b e   e m p l o y e d  to   i nc r e a s e   mi n o r i t y   c l a s s   r e pr e s e n t a t i on .     2. 3.     B al an c in g  d at as e t :   S M OT E   T h e   f u n da m e n t a l   pr i n c i p l e   o f   da t a s e t  b a l a n c i ng  li e s   i n   t h e   c o r r e c t i o n   o f   d i s t r i b ut i o n   i m ba l a n c e s   b e t we e n   t h e   di f f e r e n t   c l a s s e s   o f   a   t a r ge t  v a r i a bl e ,   w i t h   t h e   a i m   o f   a v o i d i ng  bi a s   i n   m a c hi ne   l e a r ni ng   m o de l s .   T hi s   c o r r e c t i o n   i s   e s s e n t i a l   t o   gua r a n t e e i n g  a c c ur a t e   a n d  r e l i a bl e   pr e d i c t i o ns ,   pa r t i c u l a r ly   i n  c a s e s   w h e r e   t h e   mi n o r i t y   gr o up  i s   n o t a bl y   u n de r r e pr e s e n t e d.   I n   our   s t udy ,   we   e x a mi ne d  s e v e r a l   o ve r s a m p l i ng  t e c hni que s ,   i nc l ud i ng  A D A S YN ,   S VM S M OT E ,   K - M e a n s   S M OT E ,   a n d  S M OT E ,   o f   w hi c h   S M OT E   pr o v e d  to   b e   t h e   m o s t   s uc c e s s f u l   [ 10] ,   [ 23] .   S M OT E ,   i s   a   c o m m o nly   us e d  m e t h o d  t h a t   ge n e r a t e s   n e w  s y n t h e t i c   e x a m p l e s   f o r   t h e   m i n o r i t y   c l a s s .   S pe c i f i c a ll y ,   S M OT E   r a n do ml y   c h o o s e s   a n   i ns t a n c e   f r o m   t h e   m i n o r i t y   c las s   a n d   de t e r m i ne s   i t s   k  n e a r e s t   n e i g hb o r s   a l s o   b e l o n g i ng  to   t h e   s a m e   c l a s s .   T h e n ,   ne w  s y n t h e t i c   e xa m p l e s   a r e   c r e a t e d  by   i n t e r po l a t i n g  t h e   f e a t ur e s   o f   t h e   s e l e c t e d  e x a m p l e   a n d  i t s   n e i g hb o r s   i n   t h e   a tt r i b ut e   s pa c e .     T hi s   i n t e r po l a t i o n   ge n e r a t e s   e x a m p l e s   a l o n g  t h e   l i ne   c o nn e c t i n g  t h e   i ni t i a l   e x a m p l e   to  i t s   n e i g hb o r s ,     t h us   pr e s e r vi ng  t h e   e xi s t i n g  d a t a   di s t r i b ut i o n   [ 10] ,   [ 24] ,   [ 25 ] .   T h e   us e   o f   S M OT E   e f f e c t i v e ly   ba l a n c e d  o ur   da t a s e t,   i m pr o v e d  t h e   a bi li t y   o f   o ur   m o de l s   to   c o r r e c t l y   ge n e r a li z e   t h e   da t a ,   a n d  pr o duc e d   m o r e   a c c ur a t e   pr e d i c t i o n s   whil e   pr e s e r v i ng  t h e   r e pr e s e n t a t i v e n e s s   o f   t h e   o r i g i na l   da t a .   T h e   c h o i c e   o f   t h e   S M OT E   tec hni que   wa s   b a s e d  o n   i t s   r e pu t a t i o n   f o r   e f f e c t i ve n e s s   i n   o v e r s a m p l i ng  m i n o r i t y   c l a s s e s   i n   unb a l a n c e d   da t a s e t s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   347 - 355   350   pa r t i c u l a r l y   i n   t h e   h e a l t h c a r e   f i e l d,   wh e r e   i t   h a s   p r o v e n   i t s   a bi li t y   t o  i m pr o v e   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   pr e d i c t i v e   m o de l s   by   e n s ur i ng  a   b a l a n c e d  r e pr e s e n t a t i o n   o f   m i n o r i t y   c l a s s e s .   F ur t h e r m o r e ,   S M OT E   h a s   b e e n   w i d e l y   v a li da t e d  i n   t h e   li t e r a t ur e   f o r   i t s   a bil i t y   t o   ge n e r a te  s y n t he t i c   s a m p l e s   t h a t   c l o s e ly   r e s e m b l e   t h e   o r i g i na l   da t a  d i s t r i b ut i o n ,   f a c i li t a t i n g  r o b us t   m o de l   t r a i ni ng  a n d  e v a l ua t i o n   [ 10] ,   [ 24 ] ,   [ 25] .     2. 4.     F e at u r e   s e l e c t ion :   a n t   c ol on y  op t im iz at ion   I n   m a c hi ne   l e a r ni ng,   f e a t ur e   s e l e c t i o n   p l a y s   a   c r uc i a l   r o l e ,   c o n s i s t i n g  o f   i de n t i f y i ng  t h e   m o s t   r e l e va n t   f e a t ur e s   w i t hi n   a   da t a s e t   to  b u i l d  pr e d i c t i ve   m o de l s .   T hi s   s t e p  a i m s   t o  di mi n i s h   t h e   d i m e ns i o n a li t y   o f   t h e   da t a   by   e li mi na t i n g  dup li c a t e   f e a t ur e s   whi l e   pr e s e r vin g  e s s e n t i a l   i n f o r m a t i o n   f o r   pr e d i c t i o n   t a s ks   [ 1 0] ,   [ 26] .     A C O  i s   i ns p i r e d  by   t h e   o pt i mi z a t i o n   c a pa bil i t i e s   o b s e r v e d  i n   a n t   c o l o ni e s ,   h e l p i ng  t h e m   f i nd  t h e   m o s t   e f f i c i e n t   pa t h s   to  f o o d  s o ur c e s .   I n   f e a t ur e   s e l e c t i o n ,   A C O  i s   us e d  to  di s c o v e r   a n   o pt i m a l   s ub s e t   o f   c h a r a c t e r i s t i c s   t h a t   m a xim i z e s   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   pr e d i c t i v e   m o d e l s .   I t   us e s   a   s to c h a s t i c   s e a r c h  pr o c e s s   w h e r e   pot e n t i a l   s o l ut i o ns   ( f e a t ur e   s e t s )   a r e   e x p l o r e d  a n d  e v a l ua t e d  a ga i n s t   a   s pe c i f i e d  pe r f o r m a n c e   m e t r i c ,   gu i de d  by   a r t i f i c i a l   p he r o m o n e s ,   to  i de n t i f y   pr o m i s i ng  s o l ut i o ns   [ 27] .   A C O  o f f e r s   s e ve r a l   s igni f i c a n t  a dv a n t a ge s   o v e r   t r a di t i o n a l   t e c hni qu e s   l i ke   gr i d  s e a r c h .   F i r s t l y ,   i t   e f f i c i e n t l y   e x p l o r e s   t h e   s e a r c h   s pa c e   o f   f e a t ur e   s ubs e t s ,   e v e n   i n  c o m p l e x   s i t ua t i o n s ,   l e a d i n g  to   t h e   d i s c o v e r y   o f   pr o m i s i ng  s o l ut i o ns .   S e c o n d l y ,   AC O   i s   r e s il i e n t   to  n o i s y   da t a   a n d  hi g h - d i m e ns i o n a l   pr o bl e m s ,   r e n de r i ng  i t   s u i t a bl e   f o r   r e a l - wo r l d  a pp l i c a t i o n s .   I n  a dd i t i o n ,   i t   i de n t i f i e s   n o n - r e dun d a n t   a n d  i nf o r m a t i v e   f e a t ur e   s ub s e t s ,   i m pr o vi ng  t h e   pe r f o r m a n c e   o f   pr e d i c t i v e   m o de l s   by   a tt e n ua t i n g  o v e r f i t t i n g  a n d  f a c il i t a t i ng  ge n e r a l i z a t i o n .   F i na l ly ,   t h e   c o m put a t i o n a l   e f f ic i e n c y   o f   A C O  e x c e e d s   t h a t   o f   gr i d  s e a r c h   t h a n ks   t o  i t s   i n t e l li ge n t   a n d  e f f i c i e n t   e x p l o r a t i o n   o f   t h e   s e a r c h   s pa c e   [ 27] .     2. 5.     M ac h in e   l e ar n in g  al go r it h m s   M a c hi ne   l e a r ni n g  a l go r i t hm s   a r e   e x t e n s i ve ly   ut i l i z e d  i n   t h e   m e d i c a l   f i e l d  f o r   c l a s s i f yi ng  d i s e a s e s   a n d   pr e d i c t i n g  d i a g n o s e s .   I n   o u r   s t udy   o n   hy pe r t e ns i o n   pr e d i c t i o n ,   we   m e t i c u l o us ly   c h o s e   a l go r i t hm s   ba s e d  o n   t h e i r   pr o v e n   pe r f o r m a nc e   i n  m e d i c a l   d i a g n o s t i c s ,   c a pa c i t y   t o   m a n a g e   c o m p l e x   c l a s s i f i c a t i o ns ,   a n d  t h e i r   e s t a bli s h e d  c r e d i b il i t y   i n  t h e   r e s e a r c h   c o m m u ni t y   [ 28] ,   [ 29 ] .   T hi s   c a r e f u l   s e l e c t i o n   e ns ur e s   t h a t   t h e   a l go r i t hm s   us e d  a r e   pa r t i c u l a r l y   s u i t e d  f o r   de l i ve r i ng  a c c ur a t e   a n d  r e l i a bl e   hy pe r t e n s i o n   pr e d i c t i o n s     2. 5. 1.   L ogis t ic   r e g r e s s ion   L R   i s   a   bi na r y   c l a s s i f i c a t i o n   a l go r i t hm   t h a t   c a l c u l a t e s   t h e   pr o b a bil i t y   o f   a n   o b s e r v a t i o n   b e l o n g i ng  to  a   gi ve n   c l a s s .   B y   f i t t i n g  a   l o g i s t i c   c ur v e ,   i t   m o de l s   t h e   c o r r e l a t i o n   b e t we e n   t h e   i n de p e n de n t   v a r i a bl e s   a n d  t h e   li ke li h o o d  o f   t h e   de pe n d e n t   v a r i a bl e   o c c ur r i n g.   I t s   m a j o r   s t r e n gt h s   l i e   i n  i t s   s im p l i c i t y ,   i t s   e f f e c t i ve ne s s   e v e n  i n   t h e   pr e s e nc e   o f   l im i t e d  da t a ,   a n d  i t s   a bi li t y   t o  pr o vi de   pr o b a bil i t y   e s t i m a t e s   f o r   e a c h   c l a s s   [ 9] ,   [ 29 ] .     2. 5. 2.   K - n e ar e s t   n e igh b or s   T h e   K NN   a l go r i t hm   i s   a   c l a s s if i c a t i o n   m e t h o d  t h a t  a s s i g ns   a   l a be l   t o  a n   o b s e r v a t i o n   a c c o r di n g  to  t h e   c l a s s if i c a t i o n s   o f   i t s   c l o s e s t   n e i g h b o r s   i n   t h e   f e a t ur e   s pa c e .   I t  o pe r a t e s   a c c o r di n g  to   t h e   pr i n c ip l e   t h a t  a n a l o go us   po i n t s   t e n d  to   a gg r e ga t e   wi t hi n   t h e   s a m e   s pa c e .   I t s   a dv a n t a ge s   i nc l ude   i t s   s im p li c i t y   o f   im p l e m e n t a t i o n ,   i t s   a da pt a bi li t y   t o  di ve r s e   da t a   t y p e s ,   a n d  i t s   a bil i t y   t o   c a p t ur e   c o m p l e x   s t r uc t u r e s   i n   t h e   da t a   w i t h o ut  m a k i ng  a s s u m pt i o n s   a b o ut  t h e i r   un de r lyi n g  di s t r i b ut i o n   [ 28] ,   [ 29 ] .     2. 5. 3.   S u p p or t   ve c t or   m ac h in e   S VM   i s   a   po we r f u l   c l a s s i f i c a t i o n   a l go r i t hm   t h a t   s e e ks   t o   l o c a t e   t h e   b e s t - f i t t i n g  hy pe r p l a n e   f o r   s e pa r a t i n g  da t a   i n t o   di f f e r e n t   c l a s s e s .   I t  o pe r a t e s   by   i de n t i f yi ng  t h e   o p t i m a l   de c i s i o n   b o un da r y   b e t we e n  d i f f e r e n t   gr o ups   by   w i d e ni n g  t h e   d i s t a nc e   be t we e n   t h e   ne a r e s t   i n s t a n c e s   i n   e v e r y   gr o up.   I t s   a dv a n t a ge s   l i e   in  i t s   pr o f i c i e n c y   i n   ha n d l i ng  da t a s e t s   wi t h   m a ny   d im e ns i o ns ,   i t s   f l e xi b i li t y   t o  h a n d l e   b o t h   l i ne a r   a n d  n o n - l i ne a r   c l a s s if i c a t i o n   pr o bl e m s ,   a n d  i t s   r o b us t n e s s   to   o v e r f i t t i n g  pr o bl e m s   [ 28] ,   [ 29 ] .     2. 5. 4.   E x t r a  t r e e s   E T   a r e   a   v a r i a t i o n   o f   de c i s i o n   t r e e s   t h a t   i n t e gr a t e   m o r e   r a n do m ne s s   i n t o   t h e   n o de - s p l i t t i n g  pr o c e s s .   Unli k e   de c i s i o n   t r e e s ,   whi c h   e xa m i ne   a ll   po s s i bil i t i e s ,   ETs   r a n do m ly   s e l e c t   s p l i t t i n g  t h r e s h o l d s   f r o m   a   pr e de f i ne d  s e t   o f   v a l ue s .   T hi s   a ppr o a c h   a im s   t o  r e duc e   m o de l   va r i a n c e ,   pr e v e n t   o v e r f i t t i n g,   a n d  i m pr o v e   ge n e r a li z a t i o n .   I n   a dd i t i o n ,   t h e s e   t r e e s   a r e   m o r e   r ob us t   to   o u t l i e r s   a n d  n o i s e ,   whil e   ge n e r a ll y   o f f e r i n g  s h o r t e r   t r a i ni ng  [ 10] ,   [ 29] .     2. 5. 5 .   Ada B oos t   A B   i s   a   b o o s t i n g  s t r a t e gy   t h a t   i t e r a t i ve l y   c o m bi ne s   s e v e r a l   we a k  c l a s s if i e r s   t o   f o r m   a   m o r e   r e s il i e n t   o v e r a l l   m o de l .   A t   e a c h   i t e r a t i o n ,   AB   a d j us t s   t h e   we i g h t s   o f   t h e   i ns t a n c e s   a c c o r di n g  t o   t h e i r   pe r f o r m a n c e ,   p l a c i ng  gr e a t e r   e m p h a s i s   o n   poo r l y   c l a s s i f i e d  i ns t a n c e s .   T hi s   a ppr o a c h   pr o m o t e s   t h e   c o n s t r uc t i o n   o f   a   m o de l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E nhanc ing  hy pe r tens ion  pr e diction:   a  hy br id  mac h ine  lear ning  opti miz ati on  appr oac h   ( A bd  A ll ah  A o ur agh )   351   l e s s   pr o n e   to   o v e r f i t t i n g  a n d  c a pa bl e   o f   ge ne r a l iz i n g  e f f i c i e n t l y   o n   n e w  da t a .   B y   u s i n g  we a k  c l a s s if i e r s ,     AB   o f f e r s   gr e a t   f l e xi b il i t y ,   c a n   be   a da pt e d  to   a   v a r i e t y   o f   c l a s s if i c a t i o n   pr o bl e m s ,   a n d  i s   r o b us t   to   n o i s e ,   m a k i ng  i t   s u i t a bl e   f o r   c o m p l e x   m e d i c a l   da t a s e t s   [ 2 8] ,   [ 29] .     2. 6.     Hyp e r p ar a m e t e r   op t im i z at ion   wit h   m e t ah e u r is t ic s   H y p e r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n   i s   a n   e s s e n t i a l   p h a s e   i n   t h e   pr o c e s s   o f   b u i l d i ng  m a c hi ne   l e a r ni ng   m o de l s ,   a i m e d  a t   f i n d i ng  o pt i m a l   v a l ue s   f o r   t h e   pa r a m e t e r s   t h a t  g o v e r n   a l go r i t hm   b e h a vi o r .   I n   our   s t udy ,     we   h a v e   f a v o r e d  t h e   us e   o f   a d v a nc e d  hy pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n   t e c hni que s   s uc h   a s   B O  a n d  P S O,   a ppr o a c h e s   w i de ly   r e c o gni z e d  i n   t h e   f i e l d  o f   m a c hi ne   l e a r ni ng  r e s e a r c h .   Unl i k e   tr a di t i o n a l   m e t h o ds   s uc h   a s   gr i d  s e a r c h ,   t h e s e   t e c hni qu e s   o f f e r   s e v e r a l   s i g nif i c a n t   a dv a n t a ge s .   T h e y   e na bl e   a   m o r e   e f f i c i e n t   e x p l o r a t i o n   o f   t h e   hy pe r pa r a m e t e r   s pa c e ,   c o n s i de r a bly   r e duc i ng  th e   c o m put a t i o n   t i m e   ne e de d  t o  f i nd  o pt i m a l   c o nf i g ur a t i o n s .   I n   a dd i t i o n ,   t h e y   a r e   b e t t e r   a da p t e d  to   c o m p l e x  s e a r c h   s pa c e s   a n d  a r e   o f t e n   a s s o c i a t e d  w i t h   h e i g h t e n e d   a c c ur a c y ,   pe r f o r m a n c e ,   a n d  ge n e r a li z a t i o n   [ 30] ,   [ 3 1] .     2. 6. 1.   B aye s ian   op t im iz at ion   B O  i s   a   hy pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n   m e t h o d  b a s e d  o n   t h e   c o n c e pt  o f   B a y e s i a n   pr o b a bil i t y .     I t s   p r i nc i p l e   i s   ba s e d  o n   c o n s t r uc t i n g  a   pr o b a bi li s t i c   m o de l   t o  e s t i m a t e   t h e   pr o f i c i e n c y   o f   a   m a c hi ne   l e a r ni ng  m o de l   a s   a   f u n c t i o n   o f   hy pe r pa r a m e t e r s .   Unl i k e   gr i d  s e a r c h ,   whi c h   e xh a us t i v e ly   e x p l o r e s   a l l   po s s i bl e   hy pe r pa r a m e t e r   v a l ue s ,   BO   us e s   a n   i t e r a t i v e   a p pr o a c h .   A t  e a c h   i t e r a t i o n ,   i t   s e l e c t s   t h e   m o s t   p r o m i s i ng   hy pe r pa r a m e t e r   v a l ue s   b a s e d  o n   pr e vi o us   o b s e r v a t i o n s   o f   t h e   o bj e c t i ve   f u nc t i o n   [ 31] .   T hi s   a ppr o a c h  e n a bl e s   a   m o r e   e f f i c i e n t   e x p l o r a t i o n   o f   t h e   hy pe r pa r a m e t e r   s pa c e ,   f o c us i n g  o n   t h e   m o s t   pr o m i s i ng   r e gi o ns .     T h e   a d v a n t a ge s   o f   BO   li e   i n  i t s   a bil i t y   t o   c o n ve r ge   r a p i d l y   o n   o pt i m a l   s o l ut i o ns ,   e v e n   i n  c o m p l e x ,   hi g h - d i m e n s i o na l   s e a r c h   s pa c e s .   I n   a ddi t i o n ,   i t   m a ke s   e f f i c i e n t   us e   o f   c o m put a t i o n a l   r e s o ur c e s   by   d y n a m i c a ll y  a da pt i n g  t h e   d i s t r i b ut i o n   o f   hy pe r pa r a m e t e r   e v a l u a t i o n s   a c c o r d i n g  to  t h e   i nf o r m a t i o n   a c c u m u l a t e d  du r i n g  t h e   o p t i mi z a t i o n   pr o c e s s   [ 9] ,   [ 11 ] ,   [ 30] .     2. 6. 2.   P ar t icle   s wa r m   op t im i z at ion   P S O  i s   a n   o p t i m i z a t i o n   t e c h ni que   i ns p i r e d  by   t h e   c o l l e c t i v e   b e h a vi o r   o f   bi r d  o r   i ns e c t   s wa r m s .     I t s   pr i n c i p l e   i s   b a s e d  o n   t h e   m o v e m e n t   o f   s e v e r a l   “ p a r t i c l e s ”   i n   a   m u l t i - d im e n s i o n a l   s e a r c h   s pa c e ,   e a c h   r e pr e s e n t i n g  a   pot e n t i a l   s o l ut i o n .   T h e s e   pa r t i c l e s   a d j us t   t h e i r   m o v e m e n t   a c c o r di n g  to  t h e i r   o wn   b e s t   s o l ut i o n  f o u n d  s o   f a r ,   a s   we l l   a s   t h e   be s t   s o l ut i o n   f o un d  by   t h e   s wa r m   a s   a   wh o l e   [ 31] .   T hi s   c o l l a b o r a t i o n   b e t we e n  pa r t i c l e s   pr o m o t e s   e x p l o r a t i o n   o f   t h e   s o l ut i o n   s pa c e   a n d  h e l ps   to  c o n ve r ge   to wa r ds   gl o b a l   o pt i m u ms .   I n   t h e   c o n t e x t   o f   hy pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n ,   P S O  o f f e r s   s e ve r a l   a d v a n t a ge s .   F i r s t l y ,   i t   o f f e r s   e f f i c i e n t   e xp l o r a t i o n   o f   t h e   hy pe r pa r a m e t e r   s pa c e ,   e n a bli ng  pr o m i s i ng  c o nf i gur a t i o ns   t o   b e   f o un d  qu i c k ly .   An o t h e r   a dv a n t a ge   o f   P S O  i s   i t s   e a s e   o f   pa r a l l e li z a t i o n ,   whi c h   s pe e d s   up  t h e   o p t i mi z a t i o n   pr o c e s s   by   e f f i c i e n t l y   l e v e r a g i ng   a v a il a bl e   c o m put i n g  r e s o ur c e s   [ 31] .       3.   RE S UL T S   AN D  DI S CU S S I ON   T h e   e x pe r i m e n t s   i n  o ur   s t udy   we r e   pe r f o r m e d  o n  Goo gl e   C o l a b ,   a   c l o ud - h o s t e d  m a c hi ne   l e a r ni ng   p l a t f o r m .   T o  i m p l e m e n t   t h e   e x pe r i m e n t s ,   we   us e d  t h e   P y t h o n   pr o gr a m mi ng  l a n gua g e   a n d  e x p l o i t e d  e s s e n t i a l  li b r a r i e s   s uc h   a s   P a n da s ,   S c i k i t - l e a r n ,   S c i k i t - o pt i mi z e ,   a n d  H y pO NI C   f o r   da t a   m a ni pu l a t i o n ,   m a c hi ne   l e a r ni ng  m o de l   b u il d i n g,   a n d  hy pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n .   Our   s t udy ’ s   e v a l ua t i o n   a ppr o a c h   r e li e s   o n   a   s e r i e s   o f   r i go r o us   e v a l ua t i o n   m e a s ur e s .   S o m e   o f   t h e s e   a r e   a c c ur a c y ,   r e c a ll ,   pr e c i s i o n ,   F 1 - s c o r e ,   a n d  A UC - R OC .   T h e y   a r e   a ll   n e c e s s a r y   f o r   f i gur i n g  o ut   h o w   we l l   t h e   m o de l s   c a n   pr e d i c t   t h e   f ut ur e   a n d  h o w  we l l   t he y   c a n   be   us e d  w i t h   n e w  da t a   [ 32 ] .   I n   T a bl e s   1 – 5,   t h e   r e s u l t s   o f   t h e s e   t e s t s   a r e   s h o wn .   T h e y   s h o w  h o w   we l l   t h e   a l go r i t hm s   wo r ke d   wh e n   c o m pa r e d  to   t h e   da t a   p r o c e s s i ng   m e t h o ds   o f   f e a t ur e   s e l e c t i o n   a n d  hy pe r pa r a m e t e r   opt i mi z a t i o n .   F o r   t h e   or i g i na l   da t a s e t ,   a s   s u m m a r i z e d  i n   T a ble  1,   t h e   AB   a l go r i t hm   s too d  o u t  wi t h   t h e   b e s t   pe r f o r m a n c e   i n   s e ve r a l   m e a s ur e s :  a n   a c c ur a c y   o f   92. 81% ,   a   r e c a l l   o f   98. 57% ,   a n   F 1 - s c o r e   o f   93. 15% ,   a n d  a n   A U C - R OC   o f   92. 86% .   I n   t e r m s   o f   pr e c i s i o n ,   ET s   a c hi e v e d  t h e   b e s t   r e s ul t ,   wi t h   a   s c o r e   o f   90. 93% .    Af t e r   a pp l yi ng  t h e   S M OT E   t e c hni qu e   to  b a l a n c e   th e   da t a s e t ,   T a bl e   2  r e v e a l e d  a   s i g ni f i c a n t   i m pr o v e m e n t   i n  a l l   t h e   e va l ua t i o n   m e t r i c s ,   w i t h   a n   a v e r a ge   i nc r e a s e   o f   1. 64% .   T hi s   t i m e ,   AB   o u t pe r f o r m e d  t h e   o t h e r   a l go r i t hm s ,   r e c or di n g  t h e   hi g h e s t   s c o r e s   f o r   a c c ur a c y   ( 94. 59% ) ,   p r e c i s i o n   ( 95. 60% ) ,   F 1 - s c o r e   ( 94. 4 8% ) ,   a n d  A U C - R OC   ( 94. 58% ) .   I n   t e r m s   o f   r e c a ll ,   ET s   a c hi e v e d  t h e   b e s t   r e s u l t ,   wi t h   a   va l ue   o f   94. 83% .   Af t e r   a pp l yi ng  t h e   A C O  a l go r i t hm   f o r   f e a t ur e   s e l e c t i o n   o n   t h e   s m o t e   b a l a n c e d  da t a s e t ,   t h e   r e s u l t s   pr e s e n t e d  i n   T a bl e   3  r e v e a l   t h e   pr e do m i na n c e   o f   AB ,   whi c h   i m pr o v e d  by   1. 60% .   T h e   AB   a l go r i t hm   r e c o r de d  a   r e m a r ka bl e   a c c ur a c y   o f   96. 18% ,   a   r e c a l l   o f   97. 32% ,   a n   F1 - s c o r e   o f   96. 20 % ,   a n d  a n   A UC - R O C   o f   96. 19% .   I n   t e r m s   o f   pr e c i s i o n ,   t h e   hi g h e s t   s c o r e   wa s   r e c o r de d   by   ET s ,   r e a c hi n g  96. 72% .   Af t e r   a ppl yi ng   t h e   BO ,    T a bl e   4  r e ve a l s   a   s l i g h t   pe r f o r m a nc e   i m pr o v e men t   o f   1. 42% .   On c e   a ga i n ,   AB   s t a n ds   o ut ,   a c hi e vi ng  t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   347 - 355   352   hi g h e s t   v a l u e s   f o r   a c c ur a c y   ( 97. 60% ) ,   r e c a l l   ( 98. 93% ) ,   F 1 - s c o r e   ( 97 . 62% ) ,   a n d  A UC - R O C   ( 97. 61% ) .   L i k e w i s e ,   S VM   a c hi e ve d  t h e   hi g he s t   pr e c i s i o n   o f   98. 59% .   A f t e r   t h e   a pp l i c a t i o n   o f   P S O,   T a bl e   5  a l s o   r e v e a l s   a   s l i g h t   pe r f o r m a n c e   i m pr o v e m e n t   o f   1. 05% ,   b ut  n o t  a s   s i g ni f i c a n t   a s   t h a t  o f   BO .   On c e   a ga i n ,   AB   s t a n ds   o u t  by   a c hi e vi ng  t h e   hi g h e s t   v a l ue s   f o r   a c c ur a c y   ( 97. 07% ) ,   r e c a l l   ( 98. 39% ) ,   F 1 - s c o r e   ( 97. 09 % ) ,   a n d  A UC - R OC   ( 97. 08% ) .   I n   a ddi t i o n ,   S VM   a c hi e v e d  t h e   hi g he s t  pr e c i s i o n   o f   96. 84% .   M e a s ur e m e n t s   f o r   t h e   d i f f e r e n t   m o de l s   a r e   s h o wn   i n   F i gur e   2,   pr o vi d i n g  a   gr a phi c a l   r e pr e s e n t a t i o n   to   e n h a n c e   c l a r i t y   a n d  c o m pr e h e ns i bil i t y .   T h e   r e s u l t s   a b o ve   de m o n s t r a t e   t h e   a dv a n t a ge s   o f   da t a   b a l a n c i ng,   f e a t ur e   s e l e c t i o n ,   a n d   hy pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n   i n  t h e   pr e d i c t i o n   o f   hy pe r t e n s i o n .   T h e   c o m bi na t i o n   o f   S M OT E ,   A C O,   BO ,   a n d   t h e   AB   m o de l   pr o duc e d  t h e   b e s t   r e s u l t s ,   wi t h   a n   a c c ur a c y   r a t e   o f   97. 60%   a n d  a n   F 1 - s c o r e   o f   97. 62% .     T h e   AB   a n d  ET   e n s e m b l e   m o de l s   w e r e   t h e   m o s t   a c c ur a t e   a n d  h a d  t h e   hi g h e s t   r e c a l l ,   F 1 - s c o r e ,   a n d     A U C - R OC .   T hi s   i s   b e c a us e   t h e y   a r e   n a t ur a l ly   goo d   a t  f i gur i n g  o u t   c o m p l i c a t e d  r e l a t i o n s hi p s   b e t we e n   v a r i a bl e s   a n d  m a k i n g  c o r r e c t  pr e di c t i o n s .   T h e i r   a bil i t y   t o  t r a i n   we a k  m o de l s   a n d  a ggr e ga t e   t h e m   s i g nif i c a n t ly   im pr o v e d  o v e r a l l   m o de l   pe r f o r m a n c e .   On   t h e   ot h e r   h a n d,   t h e   S VM   s too d  o u t  f o r   i t s   pr e c i s i o n   be c a u s e   i t   us e s   de c i s i o n   hy p e r p l a ne s   t h a t   m a xim i z e   t h e   m a r g i n   b e t we e n   d i f f e r e n t   c l a s s e s ,   e n a bli ng  i t   to   i de n t i f y  po s i t i v e   e x a m p l e s   m o r e   e a s il y .   I n   o ur   s t udy ,   BO   pr o v e d  to   b e   a   m o r e   s u i t a bl e   a n d  e f f i c i e n t   a ppr o a c h   to   e n h a n c e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   o ur   m a c hi ne   l e a r ni ng  m o de l s   t h a n   P S O.   O   r e l i e s   o n   a   pr o b a bil i s t i c   a ppr o a c h   to   d e t e r m i ne   o p t i m a l   hy pe r pa r a m e t e r s   ba s e d  o n   t h e   r e s u l t s   o f   pr e vi o us   i t e r a t i o ns ,   whi c h   e n a bl e s   i t   to   c o n v e r ge   m o r e   qu i c k ly   o n   hi g h - qua li t y   s o l ut i o n s .   I n   a dd i t i o n ,   t hi s   m e t h o d  i s   b e t t e r   s u i t e d  to   de a l i ng  w i t h   hi g hly   c o m p l e x ,   n o n - l i ne a r   s e a r c h   s pa c e s .   Ho we v e r ,   whi l e   P S O  i s   a n   e f f e c t i v e   g l o ba l   o pt i m i z a t i o n   m e t h o d,   i t   c a n   s t r uggl e   w i t h   hi g h - d im e n s i o n a l   s pa c e s   a n d  d i s c o n t i n uo us   s o l ut i o n   r e g i o ns ,   pot e n t i a ll y   l e a d i ng  t o  s u b o pt i m a l   c o nf i gur a t i o ns .   W h e n   c o m pa r i ng  o ur   r e s ul t s   to  t h o s e   o f   pr e vi o us   s t udi e s ,   s uc h   a s   t h o s e   by   [ 13] ,   [ 14 ] ,   we   f i n d   s i mi l a r i t i e s   i n   t h e   a pp l i c a t i o n   o f   m a c hi ne   l e a r ni ng   t e c h ni qu e s   f o r   hy pe r t e n s i o n   pr e d i c t i o n .   F o r   i ns t a n c e ,   b o t h   o ur   s t udy   a n d  t h e i r s   hi g hli g h t   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   e n s e m b l e   m e t h o ds   l i ke   AB   a n d  ET .   H o we v e r ,   our   s t udy   uni que ly   c o n t r i b ut e s   by   f o c us i ng  o n   t h e   c r i t i c a l   r o l e   o f   da t a   b a l a n c i ng,   f e a t ur e   s e l e c t i o n ,   a n d  hy pe r p a r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n - a r e a s   l e s s   e m p h a s i z e d  i n   e a r l i e r   r e s e a r c h .   F o r   e x a m p l e ,   whil e   [ 15]   a c hi e v e d  a n   a c c ur a c y  o f   82%   us i n g  n e ur a l   n e t wo r ks ,   a n d  [ 16]   a tt a i n e d  a n   a c c ur a c y   o f   86%   w i t h   a   c o m bi na t i o n   o f   K NN   a n d  L i g h t GB M ,   o ur   a ppr o a c h   ut i li z i ng  AB   a n d  ET   de m o n s t r a t e d  s upe r i o r   pe r f o r m a nc e ,   a c hi e vi ng  a n   a c c ur a c y   o f   97. 60%   a n d   a n   F 1 - s c o r e   o f   97. 62 % .   A   s i g ni f i c a n t   s t r e n gt h   o f   o ur   s t udy   i s   t h e   c o m pr e h e ns i ve   m e t h o do l o g i c a l   a ppr o a c h ,   whi c h   i nc l ude s   a d va n c e d  t e c hni que s   s uc h   a s   S M O T E   f o r   da t a   b a l a n c i ng,   AC O  f o r   f e a t ur e   s e l e c t i o n ,   a n d  BO   f o r   hy p e r pa r a m e t e r   t uni n g.   T hi s   a ppr o a c h   n ot  o n ly   e nh a nc e s   t h e   a c c ur a c y   a n d  r e l i a bil i t y   o f   t h e   pr e d i c t i v e   m o de l s   b ut   a l s o   pr o vi de s   a   pr a c t i c a l   f r a m e wo r k  t h a t  c a n   b e   r e a d i ly   a pp l i e d  i n   c l i n i c a l   s e t t i n gs .   T hi s   i s   pa r t i c u l a r l y   r e l e v a n t   g i v e n   t h e   li mi t a t i o ns   n o t e d  i n  pr e vi o us   s t ud i e s ,   s uc h   a s   t h o s e   hi g hli g h t e d  by   [ 1 7] ,  [ 18 ] ,   w h o   i de n t i f i e d  c ha l l e nge s   i n  m o de l   i n t e r pr e t a bil i t y   a n d  t r a i ni ng  t i m e s .   Our   wo r k  m i t i ga t e s   t h e s e   is s ue s   by  e m p l o yi ng  a   r o b us t   f e a t ur e   s e l e c t i o n   pr o c e s s   a n d  opt i mi z e d  hy p e r pa r a m e t e r   s e tt i n gs .   De s p i t e   t h e s e   a d v a n c e s ,   o ur   s t udy   h a s   l im i t a t i o n s ,   s uc h   a s   t h e   po t e n t i a l   l a c k  o f   r e pr e s e n t a t i v e ne s s   o f   o ur   da t a s e t ,   whi c h   m a y   a f f e c t   t h e   ge ne r a l i z a bi li t y   o f   t h e   f i nd i ngs .   F ur t h e r m o r e ,   t h e   a b s e n c e   o f   c e r t a i n   c r i t i c a l   v a r i a bl e s ,   a s   po i n t e d  o u t  i n   pr e vi o u s   s t udi e s ,   m i g h t   i nf l ue n c e   t h e   a c c ur a c y   o f   t h e   m o de l s .   F ut ur e   r e s e a r c h   s h o u l d  e x p l o r e   t h e   a ppl i c a t i o n   o f   o ur   m e t h o do l o g i e s   t o  m o r e   di v e r s e   da t a s e t s   a n d  d i f f e r e n t   m e d i c a l   c o n d i t i o n s ,   a s   we ll   a s   t h e i r   i n t e gr a t i o n   i n t o   r e a l - wo r l d  c l i n i c a l   wo r k f l o ws .   A dd i t i o n a ll y ,   e xa m i n i ng  t he   i m pa c t   o f   t h e s e   t e c hni que s   o n   pa t i e n t   o u t c o m e s   w i ll   b e   c r uc i a l   f o r   v a li da t i n g  t h e i r   c l i n i c a l   ut i li t y .   O v e r a ll ,   o ur   s t udy   e s t a bli s h e s   a   n e w  b e n c hm a r k  i n  hy pe r t e n s i o n   pr e d i c t i o n   a n d  s ugg e s t s   f ut ur e   r e s e a r c h   d i r e c t i o n s ,   i n c l ud i ng   im pr o vi n g  da t a   r e pr e s e n t a t i v e n e s s   a n d  e x p l o r i ng  a dd i t i o n a l   v a r i a bl e s .       T a bl e   1 .   Or i g i na l   d a t a s e t     A c c u r a c y   P r e c is i o n   R e c a ll   F1 - s c o r e   AUC - R O C   LR   84.38%   85.93%   81.93%   83.88%   84.36%   K N N   85.57%   85.48%   93.40%   89.27%   82.44%   S V M   82.13%   81.20%   93.94%   87.11%   77.42%   ET   91.22%   90.93%   91.41%   91.17%   91.22%   AB   92.81%   88.30%   98.57%   93.15%   92.86%       T a bl e   2 .   B a l a n c e d  S M OT E   da t a s e t     A c c u r a c y   P r e c is i o n   R e c a ll   F1 - s c o r e   AUC - R O C   LR   86.25%   87.31%   91.98%   89.58%   83.97%   K N N   87.05%   89.48%   83.72%   86.51%   87.02%   S V M   84.31%   84.42%   92.69%   88.36%   80.96%   ET   92.10%   93.01%   94.83%   93.91%   91.01%   AB   94.59%   95.60%   93.38%   94.48%   94.58%   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E nhanc ing  hy pe r tens ion  pr e diction:   a  hy br id  mac h ine  lear ning  opti miz ati on  appr oac h   ( A bd  A ll ah  A o ur agh )   353   T a bl e   3 .   B a l a n c e d  S M OT E   da t a s e t  +   A C O     A c c u r a c y   P r e c is i o n   R e c a ll   F1 - s c o r e   AUC - R O C   LR   88.82%   87.39%   90.52%   88.93%   88.83%   K N N   90.59%   88.46%   93.20%   90.77%   90.62%   S V M   89.09%   87.07%   91.59%   89.28%   89.11%   ET   93.35%   96.72%   89.62%   93.04%   93.32%   AB   96.18%   95.10%   97.32%   96.20%   96.19%       T a bl e   4 .   B a l a n c e d  S M OT E   da t a s e t   +   A C O  +   BO     A c c u r a c y   P r e c is i o n   R e c a ll   F1 - s c o r e   AUC - R O C   LR   89.17%   87.22%   91.59%   89.35%   89.19%   K N N   91.04%   88.42%   94.28%   91.26%   91.06%   S V M   93.26%   98.59%   87.66%   92.80%   93.21%   ET   94.06%   98.43%   89.45%   93.72%   94.02%   AB   97.60%   96.34%   98.93%   97.62%   97.61%       T a bl e   5 .   B a l a n c e d  S M OT E   da t a s e t   +   A C O  +   PSO     A c c u r a c y   P r e c is i o n   R e c a ll   F1 - s c o r e   AUC - R O C   LR   88.91%   87.16%   91.06%   89.06%   88.93%   K N N   90.95%   88.27%   94.28%   91.18%   90.98%   S V M   92.46%   96.84%   87.66%   92.02%   92.42%   ET   93.88%   94.71%   92.84%   93.77%   93.87%   AB   97.07%   95.82%   98.39%   97.09%   97.08%           F i gur e   2.   M e tr i c s   o f   d i f f e r e n t   a l go r i t hm s       4.   CONC L USI ON   T hi s   s t ud y   hi g hli g h t s   t h e   e f f e c t i ve n e s s   o f   m a c hi ne   l e a r ni ng  t e c hni que s   s uc h   a s   AB   a n d  ET   i n  pr e d i c t i n g  hy pe r t e ns i o n ,   a c hi e vi ng  a n   i m pr e s s i ve   a c c ur a c y   o f   97. 60% .   B y   i n t e gr a t i n g  t h e s e   a l go r i t hm s   w i t h   a dv a nc e d  f e a t ur e   s e l e c t i o n   m e t h o ds   l i ke   a n t   c o l o ny   o pt i mi z a t i o n ,   hy pe r pa r a m e t e r   o p t i mi z a t i o n   t h r ough   BO ,  a n d  da t a   ba l a n c i ng  vi a   S M OT E ,   we   h a v e   de m o ns t r a t e d  a   s i g nif i c a n t   e nh a nc e m e n t   i n   pr e d i c t i v e   p e r f o r m a n c e .   T h e s e   f i nd i ngs   s ugge s t   t h a t  s uc h   a   c o m pr e h e n s i v e   a ppr o a c h   c a n   s u b s t a n t i a ll y   im pr o v e   d i a g n o s t i c   a c c ur a c y   a n d  pa t i e n t   m a n a ge m e n t   i n   hy pe r t e n s i o n .   T h e   im p li c a t i o n s   o f   o ur   r e s e a r c h   e x t e n d  b e y o n d  t h e   im m e d i a t e   r e s u l t s .   T h e   c o m bi na t i o n   o f   t h e s e   t e c hni que s   o f f e r s   a   r o b us t   f r a m e wo r k  f o r   de v e l o p i n g  m o r e   pr e c i s e   a n d   r e l i a bl e   pr e d i c t i v e   t oo l s ,   whi c h   c o u l d  t r a n s f o r m   h o w  hy pe r t e n s i o n   a n d  po t e n t i a ll y   o t h e r   c a r d i o v a s c u l a r   c o n d i t i o n s   a r e   d i a g n o s e d  a n d  m a na ge d.   F ut ur e   r e s e a r c h   s h o u l d  f o c us   o n   v a li da t i n g  t h e s e   f i nd i ng s   a c r o s s   d i v e r s e   da t a s e t s   a n d  c l i n i c a l   s e t t i n g s   to  e n s ur e   b r o a de r   a pp l i c a bil i t y   a n d  r o b us t n e s s .   A dd i t i o na l ly ,   e x p l o r i ng   t h e   i n t e gr a t i o n   o f   t h e s e   m e t h o ds   w i t h   e l e c t r o ni c   h e a l t h   r e c o r ds   a n d  r e a l - t i m e   pa t i e n t   m o ni t o r i n g   s y s t e m s   c o ul d  f ur t h e r   e nh a n c e   t h e i r   ut i li t y .   U l t im a t e l y ,   o ur   s t udy   c o n t r i b ut e s   to   t h e   a dv a n c e m e n t   o f   pr e d i c t i v e   m e d i c i ne   by   pr o vi d i ng  a   pr a c t i c a l   a n d  e f f e c t i ve   a ppr o a c h   f o r   hy pe r t e n s i o n   pr e d i c t i o n .   I t  o pe n s   a v e n ue s   f o r   f ur t h e r   e x p l o r a t i o n   i n t o   pe r s o n a l i z e d  t r e a t m e n t   s t r a t e gi e s   a n d  t h e   o p t i mi z a t i o n   o f   h e a l t h c a r e   de l i ve r y ,   w i t h   t h e   pot e n t i a l   t o   s i g nif i c a n t l y   im pa c t   b o t h   r e s e a r c h   a n d  c l i n i c a l   pr a c t i c e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   347 - 355   354   RE F E R E NC E S   [ 1]   S .  B r o uw e r s ,  I .   S uda n o ,  Y .  K o kub o ,  a nd  E .  M .  S ul a i c a ,  “ A r t e r ia l  h y p e r te ns i o n,”   T he   L anc e t ,  vo l.   398,  n o .   10296,  pp.  249 – 261,   J ul . 2021, do i:  10.1016/S 0140 - 6736( 21) 00221 - X.   [ 2]   “ H y pe r t e ns io n,”  2024. ht tp s :/ /ww w .w h o .i nt /n e w s - r oo m/ f a c t - s h e e ts /d e ta il /h y p e r t e ns i o n ( a c c e s s e d J ul . 26, 2024) .   [ 3]   J .  A .  W hi two r th   a nd  J .  C ha lm e r s ,  “ W o r ld   H e a lt h  O r ga ni s a ti on - I nt e r na ti o na l  S oc i e t y   of   H y p e r t e ns i o n  ( W H O / I S H )   h y p e r t e n s io n  gui de li n e s ,”   C li ni c al  and E x pe r ime nt al  H y pe r t e ns io n , v o l.  26, n o . 7 – 8, pp. 747 – 752, 2004, d o i:  10.1081/C E H - 200032152.   [ 4]   B .  V .  S il v a ,  C .  S o us a ,  D .  C a ld e i r a ,  A .  A br e u,  a nd  F .   J .  P in t o ,  “ M a na ge m e nt   of   a r t e r ia l  h y p e r t e ns i o n:   c ha ll e nge s   a nd  o pp o r tu n it i e s ,”   C li ni c al  C ar di ol ogy , v o l.  45, n o . 11, pp. 1094 – 1 099, Nov . 2022, d o i:  10.1002/ c l c .23938.   [ 5]   P .  R o dr íg u e z - L e s m e s ,  “ E s ti ma ti ng  th e   ga in s   of   e a r l y   d e t e c t i on  of   h y p e r t e ns i o n  ove r   th e   ma r gi na l  pa ti e nt ,”   P L oS  O N E ,  vo l.   16,     no . 7 J ul y , p. e 0254260, J ul . 2021, d o i:  10.1371/ j o ur na l. p o n e .0 254260.   [ 6]   A .  A .  A o ur a gh  a nd  M .   B a ha j,   “ A d v a nc e d   c a r di ov a s c ul a r   d is e a s e   di a gn o s is   w it h  ma c hi n e   l e a r ni ng:   e x p l o r in g  K B e s t,   t - S N E ,  gr id   s e a r c h, a nd  e ns e mbl e  m e th o ds ,”  i n  P r oc e e di ngs   -   2023 I E E E   I n te r nat io nal  C onf e r e nc e  on A dv anc e s  i n D at a - D r iv e n A nal y ti c s   and   I nt e ll ig e nt  Sy s te m s , A D A C I S 2023 , N ov . 2023, pp. 1 – 6, d o i:  10. 1109/ADA C I S 59737.2023.10424089.   [ 7]   I .  J ovov i c ,  D .  B a bi c ,  T .  P o p ov ic ,  S .  C a ki c ,  a nd  I .  K a tn i c ,  “ D is e a s e   pr e di c ti o n  us in g  ma c hi n e   le a r ni ng  a lg o r it hms ,”   in   2023  27t h   I nt e r nat io nal  C onf e r e nc e  on I nf o r m at io n T e c hnol og y , I T  2023 , F e b. 2023, pp. 1 – 4, d o i:  10.1109/ I T 57431.2023.10078464.   [ 8]   S .  A .  A lo w a is   e t   al . ,  “ R e vo lu t i o ni z in g  h e a lt hc a r e :  th e   r o l e   of   a r ti f i c ia l  in te ll ig e n c e   in   c li ni c a l  pr a c ti c e ,”   B M C   M e di c al   E duc at io n ,  vo l.  23, n o . 1, p. 689, S e p. 2023, d o i:   10.1186/s 12909 - 023 - 046 98 - z.   [ 9]   A .  A .  A o u r a gh  a nd  M .  B a ha j,   “ A d v a nc in g   br e a s t  c a n c e r   di a gno s is   w it h  ma c hi ne   l e a r ni ng:   e x pl o r in g   da ta   ba la nc in g,  f e a t ur e   s e le c ti o n,  a nd  ba y e s ia n  o pt im i z a ti o n,”   in   2023  I nt e r nat io nal   C onf e r e n c e   on  C lo ud  C om put in g  and   A r ti f i c ia l  I nt e ll ig e nc e :   T e c hnol ogi e s  and A ppl ic at io ns , C lo udT e c h 2023 , N o v . 2023, p p. 01 – 06, do i:  10.1109/C l o ud T e c h58737.2023.10366058.   [ 10]   A .  A .  A o ur a gh  a nd  M .  B a ha j,   “ F e a tu r e   s e l e c ti o n  a nd  di m e ns io na li t y   r e du c ti o n  f or   unba la nc e d  li ve r   di s e a s e   c la s s if i c a ti o n  w it h  o pt im i z e d  ma c hi n e   le a r n in g  a lg o r it h ms ,”   in   C ol lo qui um   in   I n fo r m at io n  Sc ie nc e   and   T e c hnol ogy ,   C I ST ,  D e c .  2023,  pp.  547 – 552,  do i:  10.1109/C iS t5 6084.2023.10409967.   [ 11]   J .  W u,  X .  Y .  C he n,  H .  Z ha ng,  L .  D .  X i o ng,  H .  L e i,   a nd  S .  H .  D e ng,  “ H y p e r pa r a me t e r   o p ti mi z a ti o n  f o r   ma c hi n e   l e a r ni ng  m ode ls   ba s e d  o n  B a y e s ia n  o pt im i z a ti o n,”   J our nal   o f   E le c t r oni c   Sc ie nc e   and   T e c hnol ogy ,   v ol .  17,  no .  1,  pp.  26 – 40,  20 19,     do i:  10.11989/J E S T .1674 - 862X.80904120.   [ 12]   M .  B e kb o la t ov a ,  J .  M a y e r ,  C .  W .  O ng,  a nd   M .   T o ma ,  “ T r a ns f o r ma ti ve   p o t e nt ia l  of   a i  in   he a lt h c a r e :  de f in i ti o ns ,  a ppl ic a ti o ns ,   a nd   na v ig a ti ng t h e  e th ic a l  la nds c a pe  a nd publi c  p e r s p e c ti ve s ,”   H e al th c ar e  ( Sw it z e r la nd) , vo l.  12, n o . 2, p. 125, 2024 .   [ 13]   S .  P a dma na bha n,  T .  Q .  B .  T r a n,  a nd  A .  F .  D o mi ni c z a k,  “ A r ti f i c ia l   in te ll ig e nc e   in   h y p e r t e ns io n :  s e e in g  th r o ugh  a   gl a s s   d a r k l y ,”   C ir c ul at io n R e s e ar c h , v o l.  128, n o . 7, pp. 1100 – 1118, Ap r . 202 1, do i:  10.1161/C I R C R E S A H A .121.318106.   [ 14]   E .  M a r ti ne z - R í o s ,  L .  M o nt e s in o s ,  M .  A l f a r o - P o nc e ,  a nd  L .  P e c c hi a ,  “ A   r e v ie w   of   ma c h in e   le a r n in g  in   h y p e r t e ns io n   de t e c ti o n  a nd  bl oo d  pr e s s ur e   e s ti ma ti o n  ba s e d  o n  c li ni c a l  a nd  ph y s i ol o gi c a l  da ta ,”   B io m e di c al   Si gnal   P r oc e s s in g  and  C ont r ol ,  v o l.   68,     p. 102813, J ul . 2021, do i:  10.1016/j .bs p c .2021.102813.   [ 15]   D .  L a f r e ni e r e ,  F .   Z ul k e r ni n e ,  D .   B a r b e r ,   a nd  K .  M a r ti n,  “ U s in g  ma c hi n e   l e a r ni ng  t o   pr e di c t  h y p e r t e ns i o n  f r o m  a   c li ni c a l  da ta s e t, ”   in   2016 I E E E  Sy m pos iu m  Se r ie s  on  C om put at io nal  I nt e ll ig e nc e , SSC I  2016 , D e c . 2017, pp. 1 – 7 .   [ 16]   M .  F a ng  e t  al . ,  “ A   hy b r id   ma c h in e   l e a r ni ng  a ppr o a c h  f or   h ype r t e ns i o n  r is k  pr e di c ti o n,”   N e ur al   C om put in g  and  A ppl ic at io ns ,    vo l.  35, n o . 20, pp. 14487 – 14497, J ul . 2023, d o i:  10.1007/s 005 21 - 021 - 06060 - 0.   [ 17]   M .  H .  H ung  e t  al . ,  “ P r e di c ti o n  of   ma s ke d  h y p e r t e ns i o n  a nd  m a s ke d  unc o nt r o ll e d  h y p e r t e ns i o n  us in g  ma c hi ne   l e a r ni ng,”   F r ont ie r s   in  C ar di ov as c ul a r  M e di c in e , v o l.  8, N ov . 2021, d o i:  10.3389/ f c v m.2021.778306.   [ 18]   H .  Z ha o   e t  al . ,  “ P r e d ic ti ng  th e   r is k  of   h y p e r t e ns i o n  ba s e d  o n   s e ve r a l  e a s y - to - c ol le c t  r is k  f a c t o r s :  a   ma c h in e   le a r ni ng  me th o d ,”   F r ont ie r s  i n  P ubl ic  H e al th ,  vo l.  9, S e p. 2021, d o i:  10.3389/ f pub h.2021.619429.   [ 19]   Y .  Y a n  e t  al . ,  “ A ppl ic a ti o n  of   ba c k  pr o pa ga ti o n  ne ur a l  ne tw or k  mo d e l  o pt im i z e d  b y   pa r ti c l e   s w a r m  a lg o r it hm  in   pr e di c ti ng   th e   r is k of  h y p e r te ns i o n,”   Jo ur nal  of  C li ni c al  H y pe r te ns io n , v o l.  24 , no . 12, pp. 1606 – 1617, D e c . 2022, d oi :  10.1111/j c h.14597.   [ 20]   W .  C ha ng  e t  al . ,  “ P r e di c ti o n   of   h y p e r te ns i o n  o ut c o m e s   ba s e d  o n  ga in   s e qu e nc e   f or w a r d  ta bu  s e a r c h  f e a tu r e   s e le c ti o n   a nd   x gb oo s t, ”   D ia gnos ti c s , vo l.  11,  n o . 5, p. 792, Apr . 2021, d o i:  10 .3390/di a gno s ti c s 11050792.   [ 21]   A . F . F .   J im é ne z  a nd V . S .  S .   L e e , “ H ip e r t e ns i o n  a r t e r ia l  M e xi c o   da ta  s e t, ”   K aggl e , 2024.   [ 22]   S e c r e ta r ía   d e   s a lu d  de   M é x ic o   E N S A N U T ,  “ E n c u e s ta   N a c io n a l  de   S a lu d  y   N ut r ic ió n,”   E ns anut ,  vo l.   1 ,  p.  47,  2018,  [ O nl i ne ] .   A v a il a bl e :  ht tp s :/ /e ns a nut .i ns p.m x / e nc u e s ta s /e ns a nut 2018/d o c t o s /i n f o r me s / e ns a nut _2018_pr e s e nt a c i o n_ r e s ul ta d o s .pd f .   [ 23]   S .  G a v r y l e nk o ,  Z .  V la di s la v ,  a nd  N .  K ha ts ko ,  “ M e th o ds   f o r   i mpr ovi ng  th e   qua li t y   of   c la s s if i c a ti o n  o n  im ba la n c e d   da t a ,”   in   2023   I E E E   4t h  K h P I   W e e k   on  A dv anc e d  T e c hnol ogy ,  K h P I   W e e k   2023  -   C onf e r e nc e   P r oc e e di ngs ,  O c t.   2023,  pp.  1 – 5,    do i:  10.1109/ K hP I W e e k61412.2023.10312879.   [ 24]   D .  E lr e e d y ,  A .  F .  A ti y a ,  a nd  F .  K a ma l ov ,  “ A   th e o r e ti c a l  di s tr ib ut io n  a na l y s is   of   s y nt h e t i c   mi n o r it y   ove r s a mpl in g  te c hni que   ( S M O T E )   f or  i mba la nc e d l e a r ni ng,”   M ac hi ne  L e ar ni ng ,  vo l.  11 3, no . 7, pp. 4903 – 4923, 2024, d o i:  10.1007/s 10994 - 022 - 06296 - 4.   [ 25]   R .  B la gus   a nd  L .  L us a ,  “ S M O T E   f o r   h ig h - di m e ns i o na l  c la s s - i mba la nc e d  da ta ,”   B M C   B io in f or m at ic s ,  v o l.   14,  n o .  1,  p.  106,  D e c .  2013, do i:  10.1186/1471 - 2105 - 14 - 106.   [ 26]   D .  T h e ng  a nd  K .  K .  B h oy a r ,  “ F e a tu r e   s e l e c ti o n  t e c hni qu e s   f o r   ma c hi ne   le a r n in g:   a   s ur ve y   of   m o r e   th a n  tw o   d e c a d e s   of   r e s e a r c h, ”  K now le dge  and I nf or m at io n Sy s te m s , v o l.  66, n o . 3, pp. 1 575 – 1 637, M a r . 2024, do i:  10.1007/s 10115 - 023 - 02010 - 5.   [ 27]   A .  H a s he mi   a nd  M .  B .  D o w la ts ha hi ,  “ E x pl or in g   a nt   c o l o n y   o pt im i z a ti o n  f o r   f e a tu r e   s e le c ti o n:   a   c o mpr e he ns i ve   r e v i e w ,”     in   A ppl ic at io ns  of  A nt  C ol ony  O pt imi z at io n and it s  V ar ia nt s :  C as e  St udi e s  and N e w  D e v e lo pm e nt s , 2024, pp. 45 – 60.   [ 28]   A .  A .  A o ur a gh,  M .  B a ha j,   a nd  N .  G he r a bi ,  “ C o mpa r a ti v e   s t ud y   of   di m e ns io na li t y   r e du c ti o n  te c hni qu e s   a nd  ma c hi ne   l e a r ni ng   a lg o r it h ms   f o r   a lz h e im e r ’ s   di s e a s e   c la s s if i c a ti o n  a nd  pr e di c ti o n,”   in   2022  I E E E   3r d  I nt e r nat io nal   C on f e r e nc e   on  E le c t r o ni c s ,   C ont r ol , O pt imi z at io n and C om put e r  Sc ie nc e , I C E C O C S 2022 ,  D e c . 2022, pp. 1 – 6, d oi :  10.1109/I C E C O C S 55148.2022.99832 11.   [ 29]   I .  H .  S a r k e r ,  “ M a c hi ne   l e a r ni ng:   a lg or it hms ,  r e a l - w o r ld   a ppl i c a ti o ns   a nd  r e s e a r c h  di r e c ti o ns ,”   SN   C om put e r   Sc i e nc e ,  v o l.   2,  n o.  3,   p. 160, M a y  2021, d o i :  10.1007/s 42979 - 021 - 00592 - x.   [ 30]   T .   B a n,   M .  O hue ,   a nd  Y .  A ki y a ma ,  “ E f f i c ie n t  h y p e r pa r a m e te r   o pt im i z a ti o n  b y   us in g   B a y e s ia n   o pt im i z a ti o n  f or   dr ug - ta r ge t  in te r a c ti o n  p r e di c ti o n,”   in   I E E E   I nt e r nat io nal   C onf e r e n c e   on  C om put at io nal   A dv anc e s   in   B io   and  M e di c al   Sc ie nc e s ,  I C C A B S ,  O c t.  2017,  vo l.  2017 - O c t o b e r , pp. 1 – 6, d o i:  10.1109/ I C C A B S .2 017.8114299.   [ 31]   A .  I ndr a w a ti   a nd  I .  N .  W a hy uni ,  “ E nha n c in g  ma c hi n e   l e a r ni ng   mo d e ls   th r o ugh  h y p e r pa r a m e t e r   o pt im i z a ti o n  w it h  pa r t i c le   s w a r m   o pt im i z a ti o n,”   in   P r oc e e di ngs   -   2023  10t h  I nt e r nat io nal   C on f e r e nc e   on  C om put e r ,  C ont r ol ,  I nf o r m at ic s   and  it s   A ppl ic at io ns :   E x pl or in g  th e   P o w e r   of   D at a:   L e v e r agi ng  I nf o r m at io n  to   D r iv e   D ig it al   I nnov at io n,  I C 3I N A   2023 ,  O c t.   2023,  pp.  244 – 249,    do i:  10.1109/ I C 3I N A 60834.2023.10285736.   [ 32]   G .  N a id u,  T .  Z u v a ,  a nd  E .  M .  S ib a nda ,  “ A   r e v ie w   of   e v a lu a t io n  m e tr i c s   in   ma c hi n e   le a r n in g  a lg or it hms ,”   in   L e c tu r e   N ot e s   in   N e tw or k s  and Sy s te m s , v o l.  724  L N N S , 2023, pp. 15 – 25.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E nhanc ing  hy pe r tens ion  pr e diction:   a  hy br id  mac h ine  lear ning  opti miz ati on  appr oac h   ( A bd  A ll ah  A o ur agh )   355   B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       A bd  A l l a h   A o u ra g h           i s   c u rr en t l y   p u rs u i n g   h i s   Ph . D .   at   t h e  M I E T   L ab o rat o r y ,   Fac u l t y   o f  S ci e n ce s   an d   T ec h n i q u e s ,   H as s an   Fi rs t   U n i v e rs i t y ,   S e t t at ,   Mo ro cc o .   H i s   r e s e ar c h   i s   fo cu s ed   o n   a d v a n c i n g   m ed i c a l   d i a g n o s i s   s u p p o rt   s y s t e m s ,   w i t h   a  p art i cu l ar  em p h as i s   o n   l ev e rag i n g   m a ch i n e   l e ar n i n g ,   d ee p   l e ar n i n g ,   an d   c o m p u t e r   v i s i o n   t ech n i q u e s   t o   d ev e l o p   i n n o v at i v e  s o l u t i o n s .   Fo r   i n q u i ri e s   o r  co l l ab o rat i o n   o p p o rt u n i t i e s ,   h e   c a n   b e  co n t a c t ed   at   em ai l :   ab d al l ah a o u ra g h @ g m a i l . c o m .       M o h a m ed  Ba h a j          recei v ed   h i s   Ph . D .   i n   Mat h em at i c s   an d   C o m p u t e r  S ci e n ce   fr o m  t h e   U n i v e rs i t y   H as s an   1 s t ,   Mo ro cc o ,   an d   c u rr en t l y   s e rv es   as   a  fu l l   p ro f e s s o r  i n   t h e  D e p art me n t   o f  Mat h em at i c s   an d   Co m p u t e r  S ci e n ce s   at   t h e   U n i v e rs i t y   H as s an   1 s t ,   Facu l t y   o f  S ci e n ce s   an d   T e ch n o l o g y ,   S e t t at ,   Mo ro cc o .   W i t h   a   ro b u s t   a c ad emi c   b ac k g ro u n d ,   h e  h as   c o n t ri b u t ed   o v e r   6 0   p e e r - r ev i ew ed   p ap e rs ,   s p an n i n g   ar e as   s u c h   as   I n t e l l i g e n t   S y s t em s ,   O n t o l o g i e s   E n g i n ee ri n g ,   Part i al   an d   D i ffe r en t i al   E q u at i o n s ,   N u me ri c a l   A n a l y s i s ,   an d   S c i en t i fi c  Co m p u t i n g .   H e   h as   p ro v i d ed   v a l u ab l e  p ee r   rev i ew   s e r v i ce s   f o r  v ari o u s   j o u rn a l s   a n d   me n t o r ed   s e v e ra l   P h . D .   s t u d e n t s   i n   co m p u t e r  s c i en ce s   an d   m at h em at i c s .   H e   a c t i v el y   en g a g e s   i n   w o r k s h o p s ,   s em i n ars ,   an d   a c ad emi c   fo r u m s   t o   en h a n ce   t e a ch i n g   me t h o d o l o g i es   an d   re s e ar c h   p ra c t i c e s .   Fo r  i n q u i r i e s ,   h e  c an   b e   co n t a c t ed   at   em a i l :  mo h a med b ah aj @ g m a i l . co m .       F o u a d  To ufi k           rece i v e d   h i s   Ph . D .   i n   Co m p u t e r   S c i en ce   fro m   t h e   U n i v e rs i t y   H as s an   1 st ,   S e t t at ,   Mo ro cco .   H e   c u rr en t l y   h o l d s   t h e  p o s i t i o n   o f  Pr o f e s s o r  o f  C o m p u t e r   Sci en ce s   at   t h e  H i g h e r  S ch o o l   o f   T ech n o l o g y   S A L E ,   Mo h a mme d   V   U n i v e rs i t y ,   Mo ro cco .   W i t h   e x p e rt i s e   i n   art i fi ci al   i n t e l l i g e n ce ,   b i g   d at a,   an d   d at ab as e   ar c h i t ec t u r e s ,   h i s   re s e ar c h   i n t e r e s t s   l i e   at   t h e   i n t e rs ec t i o n   o f  t h e s e   f i e l d s .   H i s   ac a d em i c   p u rs u i t s   ai m   t o   ad v an ce  k n o w l ed g e   a n d   i n n o v at i o n   i n   t h e s e   ar e as ,   co n t ri b u t i n g   t o   t h e   d ev e l o p men t   o f  c u t t i n g - e d g e   t e ch n o l o g i e s .   Fo r  i n q u i ri e s   o r  co l l ab o rat i o n   o p p o rt u n i t i e s ,   h e   c an   b e   c o n t ac t e d   at   em ai l :   t o u fi k . fo u ad @ g m a i l . co m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.