I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   14 , N o.   3 ,  J une  2025 , pp.  2132 ~ 2145   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 14 .i 3 .pp 2132 - 2145          2132       Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   E ar l y d e t e c t i on  an d  c l ass i f i c at i on  of  b on e  m ar r ow  c h an ge s i n   l u m b ar  ve r t e b r a e  u si n g m ac h i n e  l e ar n i n g t e c h n i q u e s       Y as ir  H u s s e in  S h ak ir 1 , T io n g S ie h  K io n g 1, 2 , C h ai  P h in g C h e n 1, 3   1 C ol l e ge  of  G r a dua t e  S t udi e s , U ni ve r s i t i  T e na ga  N a s i ona l   ( U N I T E N ) , K a j a ng,  M a l a ys i a   2 I ns t i t ut e  of  S us t a i na bl e  E ne r gy, U ni ve r s i t i  T e na ga  N a s i ona l  ( U N I T E N ) , K a j a n g, M a l a ys i a   3 D e pa r t m e nt  E l e c t r i c a l  a nd E l e c t r oni c s  E ngi ne e r i ng, U ni ve r s i t i  T e na ga  N a s i ona l  ( U N I T E N ) , K a j a ng, M a l a ys i a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  J un 8, 2024   R e vi s e d  F e b 14, 2025   A c c e pt e d  M a r  15, 2025       Bone  marrow  changes  in  lumbar  vertebrae  (BMCLVB)  have  emerged  as  a  significant  correlation  of  chronic  low  back  pain  (CLBP)  severity,  esp ecially  in  patients  with  comorbid   conditions  like   HIV,  osteoporosis,   and  cancer.  Identifying   these  correlations  not  only  aids  governments  and   health  insurance   providers  but  also  facilitate s  early  treatment  for  those  a t  risk.  However,  challenges  lurk  due  to  the  unavailability   and  quality  of  hea lthcare  data.  The  collaborat ion  between  data  science  and  artificial   intell igence,  particularly  machine  learning   (ML) ,   has  propelled  biomedical  re search  forward.  So  far,  accessing  and  processing  hospital   and  clinical  data   r emains  a  hurdle.  In  doing  so   it  aims   to  provide  an   opportunity  for  early   interv ention  and  treatment.  In  addition,  the  goal   of  the  current   study  was  to   ove rcome  data  shortcomings  using  advanced  ML   techniques  to  unlock   co mplex  magnetic  resonanc e  imaging  ( MRI )   features.  We  believe  that  extendi ng  the  dataset  with  that  obtained   from  an  Iraqi   hospital  will  not   only  as sist  in  diagnosing  BMCLVB  but  also  fill  the  gap  between  data   science  and   healthcare.  Above  all,  the   upgrade  is  intended   to  empower   bio medical  research and increase t he chances of succes sful pati ent treatment .   K e y w o r d s :   B one  m a r r ow  pr e di c ti on   D im e ns io na li ty  r e duc ti on   F e a tu r e  e xt r a c ti on   H e a lt hc a r e   M a c hi ne  l e a r ni ng   M a gne ti c  r e s on a nc e  i m a gi ng   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   Y a s ir  H us s e in  S ha ki r   C ol le ge  of  G r a dua te  S tu di e s  ( C O G S ) ,  U ni ve r s it i  T e na ga  N a s io na l  ( U N I T E N )   K a ja ng, M a la y s ia   E m a il :  ya s s e r he s s e in 19855@ gm a il .c om       1.   I N T R O D U C T I O N   T he   s tu dy   in ve s ti ga te s   th e   e a r ly   de te c to r   a nd   c la s s if ie r   bone   m a r r ow   c ha nge s   in   lu m ba r   v e r te br a e   ( B M C L V B )   us in g  m a gne ti c   r e s ona nc e   im a gi ng  ( M R I )   da ta   a nd  a ddr e s s in g  a   ke y  c li ni c a l  c ha ll e ng e   in   di a gnos in g  lu m ba r   ve r te br a e .   B y   im pr ovi ng  c la s s if ic a ti on  te c hni que s ,  th e   r e s e a r c h  lo oks   to   im pr ove   th e   di a gnos ti c   a c c ur a c y  a nd  out c om e   of   pa ti e nt s .  T hi s   s tu dy  a ls o   a ddr e s s e s   a n  im por ta nt   ga p  on  th e   li te r a tu r e   ( B M C L V B )   pa r ti c ul a r ly   in   th e   a ppl ic a ti on  of   m a c hi ne   le a r ni ng   ( M L )   to   c la s s if ic a ti on,  a   f ie ld   c ur r e nt ly   c ons tr a in e d  by  th e   la c k  of   publ ic ly   a va il a bl e   da ta s e ts .  B M C L V B   w a s   r e la te d  to   c hr oni c   lo w   ba c k  pa in   ( C L B P ) ,  a nd  i t  w a s   a s s oc ia te d  w it h  in c r e a s e d  di s e a s e   s e v e r it y  in   th os e   w ho  ha ve   H I V   a nd  os te opor os is   th e r e f or e ,  B M C L V B   m a y  s e r ve   a s   a n  im a gi ng  bi om a r ke r   f or   in di vi dua ls   w it h  di f f e r e nt   s ke le ta l,   m e ta bol ic ,  a nd  he m a to lo gi c a l  il ln e s s e s   a s   a   s ur r oga te   in   th e r a py  r e s pons e   [ 1] ,  [ 2 ] .  I t   is   pos s ib le   f or   a   f r a c tu r e   in vol vi ng   th e   ve r ba l  be h a vi or   ( VB )   or   vi r tu a l  a s s i s ta nt   ( VA )   to   c a us e   ne r ve   pr e s s ur e   w h e n  th e   s pa c e   b e twe e n   th e   ve r te br a l  bodi e s   is   r e duc e d  a nd  th e   in te r ve r te br a l  di s c s   ( I V D )   m a y  s li p  or   he r ni a te .  A s   a   r e s ul t,   bul gi ng   or   s li ppe d  di s c s   put   s tr e s s   on  lo c a l  ne r ve s ,  pr oduc in g  ti ngl in g  s e ns a ti on  in   th e   le gs   a nd,  in   th e   oc c ur r e nc e   of   ne r ve   in ju r y,  lo w e r   body  he lp le s s ne s s   [ 3] ,  [ 4] .  T he   bone   m a r r ow   is   onl y  in   c ha r ge   of   oxyge n  tr a ns por t,   c oa gul a ti on,  a nd  im m uni ty .  I t  c om pr is e s   he m a to poi e ti c   c e ll s   ( m e ga ka r yoc yt e s ,  ly m phoi d,  e r yt hr oc yt e s   a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       E ar ly  de te c ti on and c la s s if ic at io n of  bone  m ar r o w  c hange s  i n l um bar  v e r t e br ae   …  ( Y as ir  H us s e in  Shak i r )   2133   m ye lo id   c e ll s ,   a nd  pl ur ip ot e nt   m e s e nc hym a l   s te m   c e ll s )   th a t  in te r a c t  w it h  bone   m a r r ow   a di poc yt e s   in   a   w e ll - or ga ni z e  s ig na l   w or k s uppl ie d by bony tr a be c ul a e  bor de r e d by  a  f ib r ous  r e ti c ul um   [ 3] .   M R I   gi ve s   a   non - in va s iv e   vi e w   in to   th e   bone   m a r r ow   by  m a ppi ng  lo c a l,   r e gi ona l,   or   s ys te m ic   a lt e r a ti ons   in   m a r r ow   w a te r   pos it io n  due   to   it s   une qua le d  s e ns it iv it y  to   th e   p r e s e nc e   of   f a t  a nd  th e   r e la ti ve ly   lo w   e f f e c t  of   m in e r a li z e d   ti s s u e   on   M R I   s ig na l  [ 5] ,  [ 6] .  T he   p a ti e nt   r e c e iv e s   a n   a ppr opr ia te   s ur gi c a l  th e r a py   tr e a tm e nt ,  s uc h  a s   de c om pr e s s io n,  to   r e li e ve   pr e s s ur e   on  th e   ne r ve s ,  c ons e que nt ly   im pr ovi ng  th e   pa ti e nt ' s   qua li ty   of   li f e   ( Q oL )   [ 7 ] .  T he   di a gnos ti c   pr oc e s s   of   pe r s is te nt   lo w   ba c k  pa in   ta k e s   e xt e ns iv e   e f f or t,   ye t  im a gi ng  te s ts   li k e   X - r a ys ,  M R I   s c a ns ,   a nd  C T   s c a ns   h e lp   t he   c li ni c ia n  to   obt a in   s p e c if ic   s pi na l   a il m e nt   in f or m a ti on  a nd  r e la te   th is   da ta   to   pa in   s ym pt om s   [ 8] ,  [ 9] .  C u r r e nt ly ,  th e y  a r e   two  m e th ods   e xi s t   to da y  f or   s pi na l  s ur gi c a l  a nd  r a di ol ogy  di a gnos is   e it he r   th r ough  hum a n   e xpe r ti s e   or   te c hni c a l  c om put e r - ba s e d  im a ge   a na ly s is   a ppr oa c he s .   T he   di a gnos ti c   r e por t  pr ovi de s   in f or m a ti on  a bout   bone   m a r r ow   c ha nge s   in   lu m ba r   ve r te br a l  a nd  a ls o  c onf ir m s   th e   di a gnos is   w hi le   th e   s pi na l  s ur ge ons   a na ly z e   pa ti e nt s   th r ough  c li ni c a l  m e a ns   ba s e d  on  di s pl a ye d  s ym pt om s .  T h e   a s s e s s m e nt   of   s pi n a l  a li gn m e nt   a nd  s pi na l  de f or m a ti on  a lo ng  w it h  s pi na l  ba la nc e   s ta nd s   a s   a   c r uc ia l  a s pe c t  be c a us e   s c ie nt if ic   e vi de nc e   p r ove s   th a t  va r ia ti ons   in   s pi na l  pos tu r e   di r e c tl y   im pa c t  lu m ba r   s tr uc tu r e  s ta bi li ty   a s   w e ll   a s   pr e s s ur e   di s tr ib ut io n   [ 10] .  O ve r   ti m e ,  r e s e a r c he r s   ha ve   di s c ov e r e d  a  l in k be twe e n c ha nge d  s pi na l  a li gnm e nt  a nd l um ba go  [ 11] .   M e d i c a l   im a gi n g  ha s   a d v a n c e d  s ig ni f i c a n tl y  in   r e c e n t  ye a r s ,   w it h   M R I   b e in g  a   k e y   c o m p on e nt   i n  th e   d i a gn o s i s   a nd   e v a lu a ti on   of   m a ny   il ln e s s e s .   T h e   c a t e go r i z a t io n   o f   B M C L V B   i s   c r u c ia l   b ut   di f f i c ul t   a s s i gn m e n t   a m o ng  a r e a s  of   i nt e r e s t  in   m e di c a l   i m a g in g . T h e r e  i s   a  c l e a r   v a c uu m   i n t h e   b o dy   o f  l i te r a t ur e  d e s p it e  s i gn if i c a n c e   o f   th i s   f i e ld .  A l t ho ug h  lu m ba r   v e r t e br a l   i m a g in g   a n d  c l a s s if ic a t io n  h a v e   b e e n  s ub j e c t  of   s e v e r a l  r e s e a r c h   i n v e s t ig a t i on s ,  th or ou g h  w o r k   o n  B M C L V B   c l a s s i f i c a t io n  i s   c on s p i c u ou s ly   l a c ki ng .  F u r t h e r m or e ,  c on s tr uc ti o n   a n d  a s s e s s m e nt   o f   m od e l s   f or   th i s   p a r t i c u l a r   jo b  a r e   m a d e   m o r e   di f f i c ul t  by  th e   l a c k  of   a   s p e c i a li z e d,  p ub li c l y  a c c e s s i bl e   d a t a ba s e .  T h e   e s t a bl i s h m e n t  of   th i s   n e w   d a ta s e t  r e pr e s e n t s   a   s u b s t a nt ia l  a dv a n c e m e n t  in   t he   f i e ld   o f   B M C L V B   u s i n g  d e e p  l e a r ni ng   te c hn iq u e s .  T h e   m a i n  n ov e lt y  a nd  c o n tr i bu ti o n s   of  o ur  r e s e a r c h   a r e  a s  f ol l ow s .   T hi s   s tu dy  a im s   a t   th e   e a r ly   de te c ti on  a nd  c l a s s if ic a ti on   of   B M C L V B   in   or de r   to   e nha nc e   th e   di a gnos is   a nd  c la s s if iy   of   th e   di s e a s e .  B e s id e s   c r e a ti ng  a   ne w   M R I   da ta s e t  a nd  d a ta   f or   B M C L V B   c la s s if ic a ti on,  th is   w or k  a l s o  pr opos e s   a n  nove l,   a ut om a t e d  a ppr oa c h  f or   B M C L V B   c la s s if ic a ti on. T he   s tr a t e g y  in c l ud e s   M R I - ba s e d  d a t a   a c qui s i ti o n  w it h  hi s to gr a m   of   or ie nt e d  gr a di e nt s   ( HOG )   in   f e a tu r e   e xt r a c ti on   a nd   f ur th e r   r e du c t io n  w it h   pr i nc ip a l   c om p on e n t  a n a l y s i s   ( P C A ) ,  li n e a r   di s c r im in a nt   a n a l ys i s   ( L D A )   a n d  in d e p e n de nt   c om pon e n t  a na ly s i s   ( I C A )   a nd  a l s o u s e d  m ul ti p le   c l a s s if i e r s  a r e  e m pl oy e d  to   e nh a n c e  c la s s if ic a ti on   a c c ur a c y  w i th   th e   go a l  of   e s t a bl is hi n g  B M C L V B   a s   a  r obu s t   a c c e s s ib le  bi om a r k e r   in   c l in i c a l  s e tt in g s .   I n  th e   pr e s e nt   pa pe r ,  th e   c ont e nt   is   di vi de d  in to   s ix   s e c ti ons .  S e c ti on  2  w il l  di s c u s s   pr io r   s tu di e s   in   di s e a s e   pr e di c ti on  or   c la s s if ic a ti on  a nd  pr io r   w or k,  s e c ti on  3  gi ve s   a   br ie f   te c hni c a l  ba c kgr ound  of   th e   m e th ods   us e d  in   de e p  le a r ni ng  a nd  m e di c a l  im a ge s   of   s e ve r a l  da ta s e ts .  T he   e xpl a n a ti on  a bout   th e   pr opos e d  a nd  th e   e xpe r im e nt a l  out c om e   is   s ho w n  in   s e c ti on  4,  f ol lo w e d   by  th e   s e c ti on  5,  w hi c h  di s c us s e s   th e   c r it ic a l  a na ly z e . S e c ti on 6 looks  t o t he  f ut ur e  a nd outl in e s  f ur th e r  r e s e a r c h di r e c ti ons  f or  t hi s  pr oj e c t.       2.   P R E V I O U S  WORKS   I n  th is   pa r t,   g iv e n  th e   la c k  of   pr io r   r e s e a r c h  ta c kl in g  th e   is s ue ,  w e   w il l  pr e s e nt   a n  ove r vi e w   o f   th e   r e le va nt   li te r a tu r e   on  di s e a s e   c l a s s if ic a ti on  a nd  pr e di c ti on  in   br oa d  te r m s .  L it e r a tu r e   c a n  be   s tr uc tu r e d  in   m ul ti pl e   w a ys .  W e   c a n  c a te gor iz e   th e m   ba s e d  on  th e   di s e a s e   t he y  a ddr e s s ,  s uc h  a s   C O V I D - 19,  tu m or   b r a in ,   or  ba s e d on the  t ype  of  m e th od us e d, f or  i ns ta nc e , t r a di ti ona l  ML - ba s e d a nd de e p l e a r ni ng - ba s e d.     2.1.   T r ad it io n al  m ac h in e  l e ar n in g - b as e d   ML   a lg or it hm s   ha ve   be e n  br oa dl y  c onne c te d  ove r   di s ti nc ti ve   s pa c e s ,  ju s t  li ke   th e   c la s s if ic a ti on  a nd  de te c ti on  th e r a pe ut ic s   a nd  a na ly s i s .  A l - D hi e f   e t  al .   [ 12] ,  p r opos e d  c la s s if yi ng  dys phonia   di s e a s e   in   th e   pa th ol ogy  de te c ti on  a ppl ic a ti on  by  us in g  th e   m e l  f r e que nc y  c e ps tr a l  c oe f f ic ie nt   a nd  th e   na iv e   B a ye s   m e th od  a s   a   c la s s if ie r   c la s s   f r om   th e   nor m a l   a nd  a bnor m a l  c la s s   by  th e   S a a r br uc ke n  voi c e   da ta ba s e .  B y  tr a in in g   m ode ls   on  a   da ta s e t  th a t  is   publ ic ly   a c c e s s ib le ,  th e   r e s e a r c h e r s   in ve s ti ga te   how   e f f e c ti ve   th e s e   a lg or it hm s   a r e   w it h  a nd  w it hout   th e   us e   of   da t a   a ugm e nt a ti on  te c hni que s .  A dd it io na ll y,  U ys a l  a nd  O z tu r k  [ 13]   s ugge s te d   th e   us e   of   ML   f or   di a gnos in g   A lz he im e r ' s   di s e a s e   ( A D ) ,  in c lu di ng  s uppor t  ve c to r   m a c hi ne   ( S V M ) ,  K - ne a r e s t   ne ig hbor s   ( KNN ) ,  lo gi s ti c   r e gr e s s io n   ( LR ) ,  de c is io n  tr e e   ( DT ) ,  gr a m - ne ga ti ve   ba c te r ia   ( G N B ) ,  a nd   r e a s ona bl e   a nd  non - di s c r im in a to r y  ( R AND)   h a ve   be e n   u ti li z e d  in   ta s k s   in vol vi ng   r e gr e s s io n   a nd  c la s s if ic a ti on.  ha ve   be e n  us in g  c la s s if ic a ti on  a nd  r e gr e s s io n  ta s ks .  M ul ti pl e   bi om a r ke r s   us e d  to ge th e r   is   how   m os t  r e s e a r c h e r s   a gr e e   is   th e   be s t  u s e   a nd  tr e a tm e nt   f or   th e   d ia gnos is   of   c ondi ti ons ,  r a th e r   th a n   th e   s in gl e   e va lu a ti on  of   one   pr oc e s s   a lo ne .  T he  s tu dy a l s o  r e in f or c e s  t h a t  bot h   g e n de r   a nd a tr op hy l e ve l  h e a vi ly  i nf l u e n c e   di a gn os ti c  j u dgm e n t s . U s in g ( K N N )  pr ov id e s   a  m a x im u m  a c c ur a c y o f  98%  f or  t he   di a gn o s ti c  gr oup  w h e n  u s in g  br a i n  r e gi on ,  a g e ,  a n d  g e n de r   vo lu m e s .  H o w e ve r ,  de s p it e   t h is   no ve l ty ,  th e r e   i s   s t il l  a   la c k   of   a   d e e p e r   und e r s t a nd in g of  t he  c onn e c ti on  b e tw e e n  AD   a nd  c og ni ti ve  d e c li ne s   in   th e  l e f t  h e m i s ph e r e  of  t h e   br a in .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  14 , N o.  3 ,  J une  2025 :  2132 - 2145   2134   G uda dhe   e t   al .   [ 14]   us e d   A   nov e l  ML - ba s e d   m e th od   f or   c a t e go r iz in g  c e r e br a l   bl e e di ng  i n  c om put e d   to m ogr a p hy  im a ge s   is   e x a m in e d,   a nd   pr ogr e s s   in   t he   c a te gor i z a ti on   of   in tr a c r a ni a l  he m or r h a ge   in   C T   s c a n   im a ge s   i s   s how n  in   t hi s   w or k.   T he y  c om bi ne   t e xt ur e - ba s e d   gr e y - le ve l   c o - o c c ur r e nc e   m a tr ix   ( G L C M )   f e a tu r e s   w it h  tr a ns f or m - ba s e d   f e a tu r e s ,   li ke   di s c r e te   w a ve l e t  tr a n s f or m   a nd  di s c r e t e   c os in e   tr a n s f or m ,   by   ut il i z in g   ML   c la s s if i e r s ,  a nd   th e s e   c ha r a c te r i s ti c s   a r e  c om bi n e d,   th e y pr ovi d e  j oi nt   f e a tu r e  s e t s ,   w hi c h   im pr ov e  c la s s if ic a ti on   a c c ur a c y  o ve r   s e pa r a te   a p pr oa c he s .   T hi s   s tu dy   of f e r i ng  a   no te w or th y   a c c om pl i s hm e nt   a nd   c o m pa r e s   th e   e f f ic a c y  of   th i s   in te gr a te d  f e a tu r e   m e th od   to   tr a d it io n a l  pr o c e d ur e s   a n d  th e   c om bi ne d   f e a tu r e   s e t   of   w a v e le t s   tr a ns f or m   w it h G L C M  a c hi e ve s  t h e  b e s t  a c c ur a c y of   87.22%   w h e n a p pl y t h e   r a ndom f or e s t   ( R F )   c la s s if i e r .   C a s tr o   e t  al .   [ 15]   in ve nt e d  a   te c hni que   to   im p r ove   f e a tu r e   s e le c ti on  in   A D   s ta ge   c la s s if ic a ti on  to   in c r e a s e   a c c ur a c y.   T o  pr e pa r e   a nd  s e gm e nt   s tr uc tu r a l  a nd   f unc ti ona l  br a in   M R I   da ta ,  a   non - hum a n   c onne c to m e   pr oj e c t  pr e a m bl e   a ppr oa c h  is   us e d  a nd  m ul ti pl e   ML   c la s s if ie r s ,  a   c ol le c ti on  of   c r it ic a l  ne twor k   pa r a m e te r s   th a t  c ha nge   s ig ni f ic a nt ly   th r oughout  a   s pe c if ic   pr o gr e s s iv e   c onne c ti on  is   c ol le c te d.   T h e   a ve r a g e   a c c ur a c y  of   th e   bi na r y  c la s s if ic a ti on  f or   H a da m a r d  c la s s if ie r   ( HC )   a ga in s t  e a r ly   m il d  c ogni ti ve   im pa ir m e nt   ( E M C I ) ,  H C   vs   la te   M C I   ( L M C I ) ,  H C   ve r s us   A D ,  86.0%   ve r s us   E M C I   ve r s us   L M C I ,  87.0%   ve r s us   L M C I   ve r s us   A D ,   a nd   88.5%   ve r s u s   E M C I   v e r s us   A D   i s   s how n  be lo w .  T hi s   s tu dy   c om pa r e s   D T ,  K N N ,  a nd   e ns e m bl e  t e c hni que s . S V M  r out in e ly  s ur pa s s e s  t he s e   a ppr oa c he s  i n t e r m s  of  a c c ur a c y.   L ik e   t hi s   w or k,   E l - S a pp a gh   e t  al .   [ 16 ]   e v a l u a t e d  h ow   f i ve   w e l l - kn o w n  ML   a lg or it hm s   n a m e l y   L R ,   D T ,   K N N ,  R F ,   a n d  S V M   e s t im a t e d  th e   d e v e l op m e n t  of   A D .  T h e   s tu d y  u s e s   di f f e r e nt   t yp e s   of   c o s t - e f f i c i e nt   t im e - s e r ie s   c h a r a c t e r i s ti c s   th a t  c o m b in e   p a t i e n t  de m o gr a ph i c s   a l ong   w it h  m e d i c a ti o n s   t a k e n  a nd   a s s e s s m e n t s   of   c o g ni ti v e   p e r f or m a n c e   a nd   e x i s t i ng   m e di c a l   c o n di ti on s .   T h e s e   m o d e l s   e x e c u t e   f o ur   c l a s s if i c a t i on   d ut i e s   w hi c h   c o n s i s t  of  N D  a n d pr odr o m a l  M C I  a n d s u bj e c ti v e  M C I  a nd A D .   R e p hr a s e   th e   RF   m od e l  a c h i e v e d  h ig h a c c u r a c y   o f   9 0 .5 1%   a m o ng   ML   a lg or it hm s   in   th i s   s t ud y .   T h e   r e s e a r c h   d e m o n s tr a t e s   t h a t   hi gh   pr e di c t iv e   v a l u e   e x i s t s   f or   e v e r y  m o d e l   w hi c h  i n c or p or a te s   c o m or b id it y  a n d  m e d ic a ti on   v a r i a bl e s   a n d  o th e r   e a r l y - s ta g e   f e a t ur e s   t o   p e r f o r m   b e tt e r   t h a n   R F  m o d e l s .   D u tt a   a nd   B a n dy op a dh y a y   [ 17]   d e te c t e d  a   br a i n c a n c e r   c l a s s i f i e r   t o  t a c kl e  t h i s  a n d i s s u e d  t h e i r  p r o p o s a l  a dv o c a ti n g f or   th e   u s e   of   e n s e m b l e - b a s e d  M L  a l gor i t hm s .  T he y  in tr od u c e  t h e   N G - B o o s t  a lg or it hm ,  c o u pl e d  w i th   a   ( 5 - f o ld )   s t r a ti f i e d  c r o s s   v a l id a ti on   a p pr o a c h ,  a s   th e   pr im a r y  c la s s if i e r   m o d e l   f or   a ut om a t e d   t um or   d e t e c t io n,   a nd   c on tr a s t s   ML   t e c h ni qu e s   s u c h   a s   R F ,   G li o bl a s to m a   ( GB ) ,  e nh a n c e d   T um or N e t   ( ET ) ,   a n d  a d a p ti v e   b o o s t in g   ( A d a B ) .  I t  i s   w o r t h  no ti n g,  N G - B o o s t  y i e l d s   th e  m o s t  hop e f u l  r e s u lt ,  a c hi e vi ng   a n   a c c ur a c y  of  9 8. 5% .   K ha n  e t  al .   [ 18]   d is c us s e d  th e   is s ue s   in vol ve d  in   di a gnos in g  m ig r a in e   he a da c he s ,  a   c om m on  a nd  c om pl e x  ne ur ova s c ul a r   di s e a s e .   T h e y  c onvi nc in gl y   a r gue   th a t  th e   s ubj e c ti ve   m e a s ur e m e nt s   of   pa in   in te n s it y  do  not   pr ovi de   a n  a c c ur a te   di a gnos is ,   a nd  he nc e   th e   ne w   m e t hods   of   ne w   m e a s ur e m e nt s   w e r e   im pe r a ti ve .  M L , i n t ur n, m or e  s pe c if ic a ll y t he   ML   m ode ls , ha ve  be e n pr ove n t o be  qui te  s uc c e s s f ul  i n s e ve r a l  ot he r  f ie ld s .   T hus ,  th e ir   a ppl ic a ti on  to   he a lt hc a r e   is   a l s o  de m a ndi ng,  c ons i de r in g  th e   s hor ta ge   of   r e s our c e s .  T he y  pr e di c t   a nd  c la s s if y  th e   m a ny  ki nds   of   m ig r a in e s   us in g  s t a te - of - th e - a r t  ML   te c hni que s ,  s u c h  a s   S V M ,  K N N ,  R F ,  di s tu r ba nc e   s to r m   ti m e   in d e x  ( D S T ) ,  a nd   de e p   ne ur a l  ne twor ks   ( DNN ) .  T he s e   a r e   tr a in e d  on  publ ic   da ta s e ts ,   bot h  w it h  a nd  w it hout   da ta   a ugm e nt a ti on,  to   e nh a nc e   m ig r a in e   di a gnos is .  T he   r e s ul ts   s ho w   im pr ove m e nt   in   th e   r a nge   of   99.66%   a c c ur a c y  of   D N N ,  94.60%   of   S V M ,   97.1 0%   of   K N N ,  88.20%   of   D S T ,   a nd  98.50%   of   R F . T he  pr ove  t he  t r a ns f or m a ti ona l  pow e r   of  M L  i n m ig r a in e  di a gnos ti c s .   K a r a m t i   e t  al .   [ 1 9]   r e v ie w   f oc u s e s   pr i m a r il y   o n  t he   pr obl e m   of   c e r vi c a l  c a nc e r ,  p a r t ic ul a r ly   it s   bur d e n   a nd   th e   i m p a c t  of   c e r v ic a l  c a n c e r   on   w om e n  i n  t he   d e v e lo pi n g  w or ld .  H ow e v e r ,   m i s s i ng  va lu e s   in   e xi s ti ng   da t a s e t s  f or   a u to m a t e d  de te c t io n  of t e n  c o m pr om i s e   ML   m o de l  p e r f or m a n c e . I n  th i s   w or k, t he  a ut h or s  s ug ge s t  a n  a ut om a t e d  s y s t e m   f o r  f or e c a s ti ng  c e r vi c a l   c a n c e r  a n d   d e a l   a pt l y w it h  m i s s in g   v a lu e s   by  u s in g  s ynt he ti c   m in or i ty   ove r s a m pl i ng   t e c hni qu e   ( S M O T E )   f e a tu r e s   to   r e a c h   a   hi g h   r a te   of   a c c ur a c y.   T o  de a l   w it h  m i s s in g  va lu e s ,   th e   s y s t e m   e m pl o y s   a n  e n s e m b le   vo ti n g  c la s s if ie r   w i th   th r e e   ML   m od e l s   u s in g   K N N   i m p ut e r   a nd  S M O T E   u p - s a m pl e d  f e a t ur e s .  W he n  tr a in e d  on  K N N - im pu te d  S M O T E   f e a tu r e s ,  th e   pr op o s e d  m o de l  g a in s   a   r e m a r k a bl e   99. 99%   f or   t he   f o ur   m e tr i c s   of   b ot h  a c c u r a c y ,  pr e c i s i on ,  r e c a ll ,   a nd   F 1  s c or e .   E x pe r im e nt a l   r e s ul t s   d e m o n s tr a t e   th e  pr opo s e d  m o de l  i s  m or e   e f f e c ti ve  a s   c om p a r e d  to   a   f e w   e xi s ts   ML   a lg or it h m s  u nd e r   di f f e r e nt  s c e n a r io s .   T a ng  e t  al .   [ 20]   in ve s ti ga te d  th e   us e   of   qua nt it a ti ve   c ha r a c t e r is ti c s   ta k e n  f r om   c he s t  C T   s c a n s   to   c a te gor iz e   C O V I D - 19  pa ti e nt s .  T h e y  us e d  a   c ol le c ti on  of   C T   s c a n s   f r om   C O V I D - 19  pa ti e nt s   to   e xt r a c t   va r ia bl e s   s u c h  a s   te xt ur e ,  s ha p e ,  a nd  in te n s it y.  M L   m ode ls   w e r e   tr a in e d  a nd  e va lu a te d  f or   C O V I D - 19   c la s s if ic a ti on  a nd   hi gh  a c c ur a c y  in   di s c r im in a ti ng  be twe e n  p a ti e nt s .  U s in g  3 - f ol d  c r os s - va li da ti on,  th e   R F   m ode l  pe r f or m e d  w e ll ,  a c hi e vi ng  tr ue   po s it iv e   a nd   ne ga ti ve   r a te s   of   0.933   a nd  0.745,   a c c ur a c y  of   0.875,   a nd   a n  a r e a   unde r   th e   c ur ve   ( AUC )   of   0.91.  T he s e   r e s ul ts   hi ghl ig ht   th e   e f f ic ie nc y  of   us in g  qua nt it a ti ve   C T   im a ge   f e a tu r e s  f or  C O V I D - 19 c la s s if ic a ti on.     2.2.   D e e p  l e an in g t e c h n ic al - b as e d   D e e p  le a r ni ng  a ppr oa c he s ,  s u c h  a s   c onvolut io na l  ne ur a l  ne two r ks   ( C N N ) ,  a r e   c om m onl y  ut il iz e d  to   id e nt if y  a nd  c la s s if y  m e di c a l  im a ge s .  R a m o s   e t  al .   [ 21]   pr ovi de   a   s pe c i a l  c om put e r - a id e d  de te c ti on  ( C A D )   s ys te m   f or   th e   a ut om a ti c   de te c ti on  of   br e a s t  c a nc e r .  I m a ge   s e gm e nt a ti on,  m a nua l  f e a tu r e   e xt r a c ti on  ( e .g.,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       E ar ly  de te c ti on and c la s s if ic at io n of  bone  m ar r o w  c hange s  i n l um bar  v e r t e br ae   …  ( Y as ir  H us s e in  Shak i r )   2135   H O G ,  uni f o r m   lo c a l  b in a r y  pa tt e r ns   ( u L B P ) ) ,   a nd  de e p  f e a tu r e   e xt r a c ti on  us in g  D e ns e - N e t  201  a r e   a ll   in c lu de d  in   th e   s y s te m .  A   hybr id   te c hni que   c om bi ne s   de e p   a nd  ha ndm a de   c ha r a c t e r is ti c s   w it h  s ta ti s ti c a l  c r it e r ia   a nd  us e d  g e ne ti c   a lg or it hm s   ( G A )   a nd  m ut ua ll y  be n e f ic ia l  s e le c ti on  a r e   us e d   to   c hoos e   th e   m o s t  im por ta nt   tr a it s .  T he   p e r f or m e d  w e ll   on  m a m m ogr a phy  a nd   ul tr a s ound  da ta s e ts   ( a c c ur a c y   97.6% ,  pr e c is io n   98% ,  r e c a ll   98% ,  F 1 - s c or e   98% ,  a nd  in de x  ba la nc e d  a c c ur a c y  ( I B A )   95% ) .  T he   s ugge s te d  C A D   out pe r f or m s   c ur r e nt  a ppr oa c he s  a nd  s how s  pr om is e  f or  c li ni c a l  a ppl ic a ti on s .   T he   r e s e a r c h  w or k  d one   by  J a ve d  e t  a l .  [ 22]   s p e c if i c a ll y  in   i d e nt if ic a ti on   a nd   c l a s s if ic a ti on   of   lu ng  f oc a l  op a c it y  ( 2023) ,  D L   te c hni q ue s   li ke   D N N   a n d  s t a c k  a ut o e nc od e r   c l a s s if ie r s   ha v e   be e n  de f i ne d  f or   th e   id e nt if i c a ti o n  a nd  c la s s if i c a ti on  of   lu ng  f o c a l  op a c it y.  T hi s   is   in di c a ti v e   of   th e   f a c t  th a t  de e p  le a r ni ng   a lg or it hm s   a r e   in de e d  u s e f ul   i n  th e   f i e ld   of   m e d ic a l  im a g e   a n a l ys i s .  M or e ov e r ,  f a c ia l  im a ge s   w e r e   e m p lo ye d  w he n  it   c om e s   to   p a in   r e c ogni ti on  a nd  pa in   l e ve l  d if f e r e nt i a ti on  ut il iz i ng  ML .  M un a di   e t  al .   [ 23]   pr opo s e   e nha n c in g   th e   D L   m ode ls   f or   di a gno s in g   T B   by  in c r e a s in g   im a g e   q ua li ty .  T he   f ol lo w in g   w or k s   w e r e   di s c us s e d :  C on tr a s t  li m it e d  a d a pt iv e   hi s to gr a m   e q ua li z a ti o n  ( C L A H E ) ,  hi gh - f r e que n c y  e m pha s i s   f il te r i ng   ( H E F ) ,  a nd   un s h a r p  m a s k in g   ( U M ) .   R e s - N e t   a n d  E f f ic i e nt - N e t  t r a ns f e r   le a r ni ng   m od e l s   u s e d e nha nc e d  im a ge s   f or   m or e   e f f i c ie nt   c la s s if i c a ti on  c om p a r e d   to   tr a d it io n a l  im a g e s .   U s in g   th e   S h e nz h e n   da t a s e t   to   te s t  th e   m od e l,   a c c ur a c y  a nd  t he   A U C   m e tr ic s   w e r e   a s   hi gh  a s   89 .  92%   a n d  9 4.  8%   a nd   7% ,  r e s pe c ti ve l y,  e ndor s in g   im a ge   e nha n c e m e nt   a s  a  t ool  t o  bui ld  a  b e tt e r , m or e  pow e r f ul   s ys te m  f or  di a gn os i ng  T B   to  g e t  be tt e r  d e te c ti on .   S h a r m a   e t   al .  [ 24 ]   pr e s e n t   a n d   e x a m i n e   d i v e r s e   C N N   a r c h i t e c tu r e s   d e s i g n e d   f o r   f e a t ur e   e x t r a c t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t io n   i n   th e   r e a l m   of   p n e u m on i a   d e t e c t i on .   A dd i ti o n a ll y,   t h e y  e x p l or e d   h o w   d a t a s e t   s i z e   a f f e c t s   C N N   p e r f or m a n c e   vi a   t r a in i n g   m o d e l s   o n   b o th   o r ig i n a l   a n d   a ug m e n t e d  d a t a s e t s .   O u r   f in d i n g s ,   w hi c h   r e v e a l e d   v a r yi n g  t e s t i n g   a c c ur a c i e s   a m o ng   d if f e r e n t   m o d e l   c o n f i g ur a t i o n s ,  a s s u r e   t h e   p o t e n t i a l  o f   C N N s   t o   e n h a n c e   p n e u m on i a   d e t e c t i o n.  S p e c i f i c a l l y,  t h e y  a c h i e v e d   m a g n if i c e n t  a c c u r a c y  of  9 0% .  A m o n g  a u t h or s ,   S u n g h e e t h a   a nd   S h a r m a   [ 25]   h a s   t he   t a s k   of   di a gn o s i ng   th e   di a b e t e s   r e la t e d   s ym pt o m s   t o   d e te c t   s ig n s   w h ic h   a r e   v i s ib le   in   bl o od   v e s s e l s   of   e y e s .  T h e i r   t e c h ni qu e   i nv ol v e d   u s i ng   a   de e p  f e a tu r e   C N N ,  w hi c h   w a s   s p e c if i c a ll y  d e s i g ne d   f o r   d e t e c t in g  t he s e   m a r k e r s .   T a k i ng   a n  e x a m pl e ,   t h e   m od e l  pr ov e d   t o   w or k   w i th   a c c ur a t e   t o  a n   i m p r e s s i v e   9 7%   i n   d i a g n o s i ng  d i a be ti c  c o n di t i on s .  T h i s  s t ud y pr o ve s  t h a t  d e e p   l e a r ni n g i s  e f f e c t iv e  i n   m e di c a l  di a gn o s t i c s  w hi l e  a l s o  a t t e m pt in g   t o  r e v e a l  th e   c a p a b il it i e s   of  d e  t h a t  m a k e   it  p o s s ib l e   to  i d e n ti f y   s i gn s   of  i ll n e s s e s   by   a n a ly z in g  t he ir  v i s u a l  p a t t e r n s.   D e vul a pa ll i   e t  al .  [ 26]   e m pl oye d  G a bor   m ul ti s c a le   te xt ur e   f e a tu r e s   in   c onj unc ti on  w it h  a   pr e - t r a in e d   G oogl e ne t  m ode l  a s   a   f e a tu r e   e xt r a c to r .  F r om   th e   e xt e ns iv e   im a ge   c ol le c ti on,  th e   f in a l  f e a tu r e   ve c to r   w il l  be   us e d  to   e xt r a c t  th e   r e qui r e d  p ic tu r e   da ta .  I t   ha s   out pe r f or m e d   s ta te - of - th e - a r t  te c hni que s   w it h  a n  a c c ur a c y  of   91% .  T hi s   w a s   done   by  S ha nka r   e t  al .  [ 27] ,  w ho  m a de   a   s ig ni f ic a nt   a tt e m pt   a t  id e nt if yi ng  C O V I D - 19   by   a na ly z in g  c he s t  X - r a y  pi c tu r e s .  T he ir   a ppr oa c h  in vol ve s   th e   f ol lo w in g  s te ps :  pr e - pr oc e s s in g,  w hi c h  in vol ve s   W e in e r   f il te r in g,  f e a tu r e   e xt r a c ti on  w it h  G L C M ,  ge n e r a li z e d   lo w - r a nk  m ode ls   ( G L R M ) ,  a nd  lo c a l   bi na r y  pa tt e r ns   ( L B P ) ,  a nd  th e   f in a l  c la s s if ic a ti on  w it h  a n  a r ti f ic ia l  ne ur a l  ne twor ks   ( ANN ) .  W hi le   f e a tu r e   s e le c ti on   w a s   pe r f or m e d  w it h  gr e a t  c a r e   to   s e le c t  th e   opt im a l  f e a tu r e   s ubs e ts ,  th is   m ode l  s how e d  pot e nt ia l  to   im pr ove   th e   c la s s if ic a ti on  e f f ic ie nc y  b e twe e n   in f e c te d s a m pl e s   a nd  h e a lt hy  one s .   T hi s   w or k  a l s o  r e ve a l s   th e   ve r s a ti li ty   of  D L  i n s ol vi ng me di c in a l  di a gnos is  pr obl e m s , e s p e c ia ll y t he  e m e r ge nt   he a lt h c ha ll e nge s  i n t he   w or ld .   T he   r e s e a r c h  c ons is ti ng  of   th e   de te c ti on  of   c or ona r y  a r te r y  s te nos i s   w a s   a l s o  c a r r ie d  out   by    G le s s ge n  e t  al   [ 28] .  A   r e tr os pe c ti ve   s tu dy  w it h  217  e m e r ge nc y  r oom   pa ti e nt s   e va lu a te d  a or ti c   C T A   im a ge s   f or   vi s ua l  ta ll y  by   two  r e a de r s .  T he   de e p  le a r ni ng  m ode l  ( D L M )   pr ovi de d  a n  in de pe nde nt   c la s s if ic a ti on  of   c or ona r y  a r te r ie s   a nd  th e   im a ge s   a s   e it he r   hi gh - qua li ty   ( HQ )   or   lo w   qua li ty   ( LQ ) ;  a c c ur a c y:   s e ns it iv it y,  92.9% ;  s pe c if ic it y,  95.7% ;  a nd  ne t  pr e s e nt   va lu e   ( N P V ) ,  99.4 %   f or   pa ti e nt s   w it h  H Q   im a ge s .  A lt hough  it   m a y  ha ve   s li ght ly   lo w e r   s e ns it iv it y  in   th e   p a ti e nt   gr oup  w it h   th e   le s s e r   d e f in it io n  of   th e   L Q   im a ge s ,  th e   di a gnos ti c   e f f ic ie nc y  di d  not   c ha nge .  N ot a bl y,  th e   D L M   in   th i s   r e ga r d  e xa c tl y  ta r ge te d  a ll   A C S   pa ti e nt s   a nd  I C A - c onf ir m e d  s te nos e s   w hi le   hi ghl ig ht in g  th e   m oda li ty ’ s   pos s ib le   s tr e ngt h s ,  pr im a r il y,  in c lu di ng  th e   de li ve r y  of   a n  a c c e s s ib le   non - pa r a m e tr ic   ve r y  hi gh  N P V   f or   t he   s ubs ta nt ia l  c or ona r y  s t e nos is   in   a nt ic a nc e r   pe pt id e   ( A C P )   pa ti e nt s .   G ot ti pa ll a   a nd  Y a ll a   [ 29 ]   f ur th e r   in ve s ti ga te d  a   ne w   nove l  hybr id   ML   a ppr oa c h  to   a ddr e s s in g  di m e ns io n a li ty   pr obl e m .  T hi s   r e li a bl e   a lg or it hm   c om bi ne s   th e   B e e s   A lg or it hm   a nd  I C A   f or   opt im a l  pe r f or m a nc e .  A s   a   ne xt   s te p,  a f te r   e s ta bl is hi ng  th e   f e a tu r e   r e duc ti on,  va r io us   c la s s if ie r s   li ke   K N N ,  S V M ,  L R ,  a nd  R F .  T he   a s pe c ts   w e r e   in s pe c te d  to   e va lu a te   th e   e f f ic ie nc y  of   th e s e   c la s s if ie r s   a c c ur a c y,   m e m or y c ons um pt io n, pr e c is io n, r e c a ll  va lu e s ,  a nd F 1 s c or e .       3.   P R O P O S E  A P P R O A C H E S   T he   a im   of   our   s tu dy  is   to   c ol le c t  e nough   M R I - ba s e d  bon e   m a r r ow   c ha nge   da t a   to   b e   u s e d  f or   ML   m ode l  de ve lo pm e nt .  I t  c oul d  a ls o  be   ut il iz e d  a s   a   c om pl e m e n ta r y  a s s is t  f or   r a di ol ogi s ts   or   c li ni c ia ns   w he n  di f f e r e nt ia ti ng  to   m a ke   in te ll ig e nt   de c is io ns   a nd  w is e r .  W e   w i ll   w or k  w it h  our   da ta s e t  ( B M C L V B ) ,  a nd  th e   e xpe r im e nt a l  pr oc e s s   c om pr is e s   s e ve r a l  s te ps ,  th e   pr opos e d  m ode l,   a nd  e xpe r im e nt a l  m e th ods   ut il iz e d   a s   s how n i n F ig ur e  1.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  14 , N o.  3 ,  J une  2025 :  2132 - 2145   2136       F ig ur e   1 .   F lo w c ha r t  of  t he  pr opos e d m ode l  a nd e xpe r im e nt a l  m e th ods  us e d       3.1.   C ol le c t e d  d at as e t   M R I   b on e  m ar r ow  c h an ge s  i n  l u m b a r  ve r t e b r ae   B M C L V   da t a s e t,   c om pr is i ng  1018  M R I   s c a n s   f r om   134  B M C L V B   pa ti e nt s   w ho  t e s t e d  f or   bone   m a r r ow  c ha nge s  a nd w e r e   r e f e r r e d t o  th e   tr a in in g - th e r a pe ut i c  A l - K a f e e l  s upe r   s pe c ia lt y   ho s pi t a l   ( K S S H ) ,  I r a q,  f r om   A pr il   10,   20 22,   to   S e pt e m be r   2,   202 3. T h e   i m a gi n g  pr ot oc ol   c ons i s t e d of  T 1 - w e ig ht e d,   T 2 - w e i ght e d, a nd   f a t - s up pr e s s e d s e qu e nc e s  w it h  a  s l ic e   th ic kne s s   of   5 m m   a nd a   m a tr ix  s iz e   of  256 × 256  pi xe ls .  T h e  i m a ge s  w e r e   s to r e d   in   D I C O M   f or m a t  a nd  a nonymi z e d  be f or e   a na ly s i s ,  a nd   th e   a ge s   of   th e   pa ti e nt s   r a n ge d  f r o m   18  to   80   ye a r s   ol d .  T he   pr e s e nt   s tu dy  w a s   c o nduc te d  a c c or di n g  to   t he   g ui de li n e s   pr ovi d e d  b y  th e   in s ti tu ti on’ s   r e vi e w   boa r d  a nd  th e   d e c l a r a ti on   of   H e ls i nki   pr in c ip l e s   r e ga r d in g  e th ic a l  c on duc t  of   r e s e a r c h  in vol vi n g  hum a n  s ubj e c t s . A c c or d in g t o t he  f in d in g s  of  t hi s  s t udy,  B M C L V B  di a g nos i s  i s  ba s e d  on c l in ic a l  s ig n s  a nd  s ym pt om s ,  bl ood  a na ly s i s ,   M R I s c a n s ,   a n d  x - r a y  bo ne   in s pe c ti on.   T he   u s ua l   in t e r ve nt io n  e nt a il s   lo ng   s pa n   do s a ge   of   a nt ib io ti c  or   a nt if u nga l  c h e m ic a ls  a nd , a t  t im e s ,  s ur g e r y t o  dr a in   out  a b s c e s s   or  e v e n r e m ove  a f f e c te d  bon e .   A   pa ti e nt   is   id e nt if ie d   a s   pos it iv e   f or   B M C L V B   if   th e y  m e e t   one   or   m or e   th e   f ol lo w in g  c r it e r ia :    i)   d is pl a yi ng  s u s pi c io us   c li ni c a l  s ym pt om s   ( s u c h  a s   f a ti gue ,  f e ve r ,  ba c k   pa in ,  ne ur ol ogi c a l   is s u e s ,   a nd   le g   pa in )   in   c onj unc ti on  w it h  pos it iv e   M R I   f in di ngs   a nd  i i)   e xhi bi ti ng  s us pi c io us   la bor a to r y  f in di ngs   ( s uc h  a s   dys pl a s ti c   c h a nge s   li ke   m e ga lo bl a s ti c   r ubr ic a te s ,  ne ut r ophi l  hype r   s e gm e nt a ti on,  or   gi a nt   pl a te le ts ,   w hi c h  m a y i ndi c a te  m ye lo dys pl a s ti c  s yndr om e  or  c e r ta in  m ye lo id  l e u ke m ia s )  a lo ng w it h pos it iv e  M R I  r e s ul ts .   T hr e e   e xpe r t  r a di ol ogi s ts   pe r f or m e d  r e a di ngs   to   de te r m in e   w h e th e r   th e   im a ge s   di s pl a ye d  nor m a l  o r   a bnor m a l  B M C L V B   f in di ngs .  W e   ba s e d  our   a s s e s s m e nt   on  t he   m or e   pr oba bl e   di a gnos is   id e nt if ie d  by  th e   a gr e e m e nt   be twe e n  two  r a di ol ogi s ts   w he n  th e ir   in di vi dua l  di a gnos e s   va r ie d  f r om   th e ir   pe e r s .  I m a ge s   w it h   vi s ib le   le s io ns   f r om   ot he r   di s e a s e s   or   known  m a s s e s   to ge th e r   w it h  th os e   of   poor   qua li ty   a nd  s ubs ta nda r d  r a di a ti on w e r e  e li m in a te d f r om  t he  s tu dy.     3.2.   P r e - p r oc e s s in g   T h e   r a d io lo g y   i m a g e s   e x po r t e d   h a d   s i z e s   o f   a p pr ox im a t e ly   5 27   K B ,   a nd   th e   f or m a t s   w e r e   i n   D I C O M   w i th   a   p ix e l  r e s o lu ti on   of   5 12 × 5 12 .   T h e   i m a g e s   w e r e   th e r e f or e   c r op p e d   i n   J P G   f o r m a t   to   e n h a n c e   p a ti e nt   a n o ny m i ty   a n d  t o  m a t c h   m o s t  pr og r a m m i ng   s t a nd a r d  l ib r a r i e s . E ve n   w h e r e  t h e   f i l e   s i z e   w a s  r e du c e d  to   92   K B .     3.2.1.  R e s iz e  i m age s   A t  th is   pha s e ,  B M   in   di f f e r e nt   r e s iz e s   a nd  pr ope r ti e s   is   nor m a li z e d.  S pe c if ic a ll y,  th e   im a ge s   a r e   r e s iz e d  to   224× 224.  I n  th is   pr oc e s s ,  in   th e   ne xt   s te p,  a ll   im a ge   f e a tu r e s   a r e   pr ovi de d  th a t  ha ve   th e   s a m e   s iz e   a nd pr ope r ty  i n f e a tu r e  e xt r a c ti on, f a c il it a ti ng c ons is te nt  a na ly s i s .     3.2.2.  C on ve r t  i m age s  t o gr ay s c al e   G r a ys c a le   c onve r s io n  i s   one   of   th e   m o s t  ba s i c   or   in it ia l  im a ge   p r oc e s s in g a nd  is   of te n  a dopt e d   a s   th e   f ir s t  f il te r   in   im a ge   pr oc e s s in g.  T hi s   i s   ve r s a ti le   f or   im a ge s   th r o ugh  r e duc in g  th e   a m ount   of   c ol or   in f or m a ti on   but   m a in ta in in g  s tr uc tu r a l  f e a tu r e s   th r ough   th e   c onve r s io n  e le m e nt   c a ll e d  gr a ys c a le .  T hi s   he lp s   to   s im pl if y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       E ar ly  de te c ti on and c la s s if ic at io n of  bone  m ar r o w  c hange s  i n l um bar  v e r t e br ae   …  ( Y as ir  H us s e in  Shak i r )   2137   be c a us e   it   a id s   in   th e   e li m in a ti on  of   c om pl e x  c om put a ti ona l   a c ti vi ty   th a t  c a n  m a s k  r a di c a l  pa tt e r ns   a nd   te xt ur e   [ 30] .  T he   out put   im a ge   i s   bl a c k  a nd   w hi te   w hi le   th e   in te ns it y  va r ie s   f r om   0  to   255   ( le a s t   a nd  gr e a te s t   va lu e s  r e s pe c ti ve ly )  w hi c h m e a ns  i t  c a n e a s il y b e  a na ly z e d l a te r .     3.3.   F e at u r e  e xt r ac t io n  u s in g h is t ogr am  of   or ie n t e d  gr ad ie n t s   P r ope r   f or   th e   obj e c ti ve   of   our   s tu dy,  w e   a ppl ie d  H O G   a s   a   f e a tu r e   e xt r a c ti on  on  th e   te xt ur a l  a nd  s ha pe s   of   M R I   im a ge s .  I t  c a lc ul a te s   gr a di e nt   or ie nt a ti ons   in   th e   lo c a li z e d  r e gi ons   of   a n  im a ge   th a t  th e n   id e nt if ie s   th e   e dge s   a nd  c or ne r s   of   a n  im a ge   [ 31] .  T h e   im a ge   is   us ua ll y  c onve r te d  to   gr a y s c a le   a nd  f e a tu r e   e xt r a c ti on oc c ur s  t hr ough HO G  w hi c h  s ta nds  f or   H O G . H O G  p a r a m e te r s  c ons is t  of  O r ie nt a ti ons :9 , P ix e ls  pe r   c e ll :( 8,  8) ,  c e ll s   pe r   bl oc k: ( 2,  2) ,   T r a ns f or m   s qua r e   r oot :  Y e s ,  B lo c k  nor m a li z a ti on  m e th od:   L 2  -   H ys .   T he   e qua ti on f or  c a lc ul a ti ng H O G  f e a tu r e s  i s  a s   ( 1) :      ( , ) = = √ ( x , y ) 2 + ( , ) 2     ( 1)     3.4.   D im e n s io n al it y r e d u c t io n  t e c h n iq u e s   R e duc ti on  in   di m e n s io ns   is  a   pr oc e s s   w he r e   th e   ove r a ll   vol um e   of   a va il a bl e   f e a tu r e s   ( or   di m e ns io ns )   is   r e duc e d  w hi le   m a ki ng  s ur e   th a t  th e   da ta ’ s   im por ta nt   c ha r a c te r is ti c s   a r e   r e ta in e d.  T hi s   pr oc e s s   is   c r uc i a l  in   de a li ng  w it h  hi gh - di m e ns io na l  da ta ,  w hi c h  c a n  s uf f e r   f r om   is s ue s   s uc h  a s   th e   c ur s e   of   di m e ns io na li ty ,   in c r e a s e d  c om put a ti ona l  c om pl e xi ty   a nd  ove r f it ti ng .   I nc lu de   th is   pr oc e s s   is   c r uc ia l  f or   de a li ng  w it h     hi gh - di m e ns io na l  da ta ,  w hi c h  c a n  s uf f e r   f r om   is s ue s   s uc h   a s   th e   c ur s e   of   di m e n s io na li ty ,  in c r e a s e d  c om put a ti ona l  c om pl e xi ty , a nd ove r f it ti ng a nd i nc lu de :     3.4.1.  P r in c ip al   c om p on e n t  an al ys is   T o  de c r e a s e   th e   num be r   th e   da ta   w hi le   m a xi m iz in g  th e   va r ia nc e ,  to   r e a c h  a   li m it ,  w e   us e d  P C A .    I n  e s s e n c e ,  P C A   c a n  a s s is t  u s   in   id e nt if yi ng  m or e   s ig ni f ic a nt   w a ys   of   e xpl a in in g   our   da ta .  I t  he lp s   r e duc in g   th e  c om pl e xi ty  e s s e nt ia l  f or  da ta  r e pr e s e nt a ti on be a r in g only m in or  i nf or m a ti ona l  lo s s .     3.4.2.  L in e ar   d is c r i m in an t  an al ys is   L D A   w a s   us e d   a s   th e   s e c ond   f or m   of   f e a tu r e   e xt r a c ti on  und e r   th e   c a te gor y  of   s up e r vi s e d  li ne a r   m e th ods   th a t  is   us e d  f or   di m e ns io na li ty   r e duc ti on.  T o  r e f r e s h  our   m e m or y  r e c a ll ,  L D A   w a s   he lp f ul   in   a   w a y   th a t  it   e nha nc e d  be twe e n  c la s s   va r ia nc e   to   w it hi n  c la s s   va r ia nc e   r a ti o .  T hi s   im pr ove m e nt   c ont r ib ut e d  to   b e tt e r   c la s s   s e pa r a bi li ty  i n our  da ta s e t.     3.4.3.  I n d e p e n d e n t   c om p on e n t   a n al ys is   W e   a ls o  us e d  a not h e r   te c hni que   c a ll e d  I C A   w hos e   obj e c ti ve   w a s   to   f ur th e r   c ut   dow n  on  th e   di m e ns io na li ty   of   our   M R I   im a ge   da ta s e t  to   di s c ove r   th e   la t e nt   s ta ti s ti c a ll y  in de p e nde nt   s our c e s   c ont a in e d  he r e in .  I C A   w a s   p a r ti c ul a r ly   he lp f ul   in   e s ti m a ti ng  a nd   s e pa r a ti n g  a   non - G a us s ia n   s ig na l .   T hi s   s ig n a l  m ig ht   be   in c lu de d i n t he  s a m pl e .     3.5.  Dat as e t  s p li t   T he   s pl it   th e   da ta s e t  in to   th r e e   s ub s e ts :   tr a in in g,  va li da ti on,  a n d  te s t  s e ts ,   w he r e   da t a   a r e   di vi de d   f or   le a r ni ng  th e   m ode l,   a s s e s s in g   th e   m ode l' s   a c c ur a c y   ba s e d  on  t he   uns e e n  da ta   of   th e   va li da ti on,  a nd  th e   f in a l   a s s e s s m e nt   of   th e   m ode l   on  th e   un s e e n   te s t   da ta .  T he   da ta   s e t  in   th is   s tu dy  in vol ve d  a   s a m pl e   s iz e   of   one   th ous a nd  a nd  e ig ht e e n.  H e nc e ,  w e   pa r ti ti one d  70%   of   th e   da ta ,   e qua l  to   ( 712  c a s e s ) ,  in to   th e   tr a in in g  s e t  f o r   our   m ode ls ’   tr a in in g.   T he   f in a l  s e t  of   da ta ,  w hi c h  w a s   a ls o  th e   va li da ti on  s e t,   c ont a in e d  20%   o f   th e   s ubj e c ts   ( 203 c a s e s ) , a nd t he  l a s t,  t he  hol d - out  s e t,  c ons is te d of  10%  o f  t he  da ta  ( 103 c a s e s ) , w hi c h w a s  not  e xpos e d t o  th e   tr a in in g  a nd  th e   c r os s - va li da ti on  a nd  w a s   us e d  to   r a te   th e   ge ne r a l  pe r f or m a nc e   of   th e   m ode ls   a s   s how n  in   T a bl e  1.       T a bl e   1 .   S pl it  da ta s e t  in f or m a ti on   D a t a s e t   N um be r  of   c a s e s   P e r c e nt a ge  of   t ot a l  da t a s e t   (%)   T r a i ni ng   712   70   V a l i da t i on   203   20   T e s t   103   10   T ot a l   1 , 018   100       3.6.   C la s s if i c at io n   I n  th e   c la s s if ic a ti on  pr oc e s s ,   th e   K N N ,  S V M ,  DT ,  m ul ti - la ye r   pe r c e pt r on  ( M L P ) ,  RF ,  hi s to gr a m   ( H G ) ,  gr a di e nt   boos ti ng  ( GB ) ,  A da B ,  pa s s iv e   a ggr e s s iv e   ( P A ) ,  a nd  L R   m e th ods   w e r e   us e d  to   tr a in   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  14 , N o.  3 ,  J une  2025 :  2132 - 2145   2138   id e nt if ie d  f e a tu r e s .  T he s e   te c hni que s   f a ll   unde r   tr a di ti ona l  m e th odol ogi e s   of   le a r ni ng,  a nd  th e   r e s ul ts   th a t  c a n  be   a c hi e ve d  a r e   hi ghl y  be n e f ic ia l  in   bi na r y  a nd  m ul ti c la s s   f or m a ti ons .  E ve n  th ough  a r ti f ic ia l  le a r ni ng   m e th ods   ha ve   be e n  gr a dua ll y  a dva n c in g  in   r e c e nt   ye a r s ,  le a di n g  to   r e duc e d  ut il iz a ti on  of   tr a di ti ona l  le a r ni ng  m e th ods ,  it   is   pi vot a l  to   r e m e m be r   th a t  c la s s i c a l  le a r ni ng  m e t hods   a r e   ju s t  a s   e f f e c ti ve   a s   w e ll .  O ur   r e s ul ts   s ig ni f y  th a t  ut il iz in g  f a c to r s   li ke   f 1 - s c or e ,  a nd   a c c ur a c y  a ki n  to   our   w or k  m a y  de m on s tr a te   th a t  tr a di ti ona l   le a r ni ng  te c hni que s ,  s uc h  a s   c la s s ic a l  ML ,  m a y  a l s o  pr ovi de   f r ui tf ul   r e s ul ts .  A ddi ti ona ll y,  w e ’ ve   di s c ove r e d   th a t  w he n  a ppl yi ng  ML ,  it   is   pos s ib le   to   ta ke  a dva nt a ge   of   c l a s s ic a l  le a r ni ng  m e th ods   f or   th os e   ki nds   of   ta s ks   th a t  r e qui r e  l ow  c om pl e xi ty  a nd r a pi d r e s ul ts .     3.6.1.  K - n e ar e s t  n e ig h b or s   I n  te r m s   of   pur pos e ,  K N N   is   one   of   th e   e a s ie s t   to   unde r s ta nd   a nd  m os t  pow e r f ul   a lg or it hm s   us e d   in   c la s s if ic a ti on  a nd  id e nt if ic a ti on  c onc e r ns .  I t  s or ts   da ta   ba s e d  ont o  KNN   in   a   f e a tu r e   s pa c e .  T he   out put   is   a   c la s s   m e m be r s hi p  w he r e   th e  s a m pl e   is   c la s s if ie d  by  a   vot in g  s ys te m   a nd  th e   vot e s   a r e   c a s t  by  ne ig hbor s .  T he   a lg or it hm   us e d  to   im pl e m e nt   c lu s t e r   in c r e m e nt a l  i s   nonpa r a m e tr ic   a nd  of   th e   la z y   le a r ni ng  ty pe ,   w hi c h   im pl ie s   th a t  th e   da ta   di s tr ib ut io n  doe s   not   m a ke   a ny  a s s um pt io ns   a nd  doe s   not   m a ni pul a te   th e   tr a in in g  da ta   poi nt s  t o m a ke  c e r ta in  i nf e r e nc e s   [ 32] .     3.6.2.  S u p p or t   v e c t or   m ac h in e   O ne   of   th e   m os t  e f f e c ti ve   a nd  w id e ly   u s e d  s upe r vi s e d  l e a r ni ng  a lg or it hm s ,  S V M   pe r f or m s   w e ll   in   bot h  c la s s if ic a ti on   a nd  f unc ti on  a ppr oxi m a ti on.  A lt hough  it   is   ne a r ly   e qu a ll y  a ppl ic a bl e   to   a ll   f or m s   of   pr obl e m s ,  it   is   m os t  f r e que nt ly   a ppl ie d   to   c la s s if ic a ti on  pr obl e m s .  T he   im pl e m e nt a ti on  of   th e   S V M  a lg or it hm   in vol ve s   pl a c in g  e a c h  it e m   of   th e   da ta   s e t  on  th e   n - di m e ns io na l  pl a ne ,  w he r e   n  i s   th e   num b e r   of   a tt r ib ut e s   in   th e   da ta s e t,   w it h  th e   qua li ti e s   of   a tt r ib ut e s   b e in g  th e   m e a s ur e   of   th e   c oor di na te   a xi s .  N e xt ,  th e   c la s s if ic a ti on  s te p i s  c a r r ie d out, which involve s  i d e nt if yi ng t he  pl a ne  t ha t  m a xi m a ll y s e pa r a te s  t he  t w o  c la s s e s   [ 33] .     3.6.3.  D e c is io n   t r e e   DT   unde r go  le a r ni ng  a lg or it hm s   th a t  c a n  onl y   be   e m pl oye d  in   th os e   pr obl e m s   w he r e   th e   ta r ge t   va r ia bl e   is   a lr e a dy  de f in e d  or   gi ve n,  th e s e   a r e   m o r e   us e f ul   in   e xpl or a to r y  ty pe   o f   p r obl e m s   li ke   c la s s if ic a ti on   pr obl e m s .  S in c e   it   c a n  e s ti m a te   a ny  f unc ti ona l  f or m ,  it   is   s ui ta bl e   f or   bot h  c ont in uous   a nd  c a te gor ic a l  in put   a nd  out put   va r ia bl e s .  T hi s   a lg or it hm   m e a ns   s pl it ti ng  th e   popula ti on  in to   two  or   m or e   hom oge nous   gr oups   in   a c c or da nc e  w it h t he  m os t  di s ti ngui s hi ng f e a tu r e /i nput  va r ia bl e   [ 34] .     3.6.4.  M u lt i - l aye r   p e r c e p t r on   M L P   c on ta in s   m u lt i pl e   p e r c e p tr o ns   be c a u s e   it   i s   c om po s e d  of   m or e   th a n  o ne   pe r c e pt r on .  T h e   tr u e   c om put a t io n a l  po w e r   of   M L P   e xi s t s   b e t w e e n  i t s   in put   a n d  ou tp ut   l a y e r s   in   v a r i ou s   h id d e n  la ye r s   w hi c h  a l ong   w it h  o ne  hi dd e n  l a y e r .   T h e s e ,  a lo ng  w it h  on e  h id de n l a y e r ,   e n a bl e   a ny   c on ti n uo us  f u nc ti o n  a p pr ox im a ti on  [ 35] .     3.6.5.  R an d om   f or e s t   RF   is   a n  e ns e m bl e   le a r ni ng  m e th od  f or   c la s s if ic a ti on,  r e gr e s s io n,  a nd  ot he r   ta s ks   th a t  w or k  by  c ons tr uc ti ng  a   m ul ti tu de   of   DT   a t  tr a in in g  ti m e .  I t  out put s   th e   c la s s   th a t  is   th e   m ode   of   th e   c la s s e s   ( c la s s if ic a ti on)   or   m e a n  pr e di c ti on  ( r e gr e s s io n)   of   th e   in di vi dua l  tr e e s .  R a ndom  de c is io n  f or e s ts   c or r e c t  th e   DT   ha bi t  of  ove r f it ti ng t o t he ir  t r a in in g s e t   [ 36] .     3.6.6.  H is t ogr am - b as e d  gr ad ie n t  b oos t in g   H is to gr a m - ba s e d  gr a di e nt   boos ti ng  ( H G B )   is   a   ML   a ppr oa c h  f or   c la s s if ic a ti on  a nd  r e gr e s s io n  th a t  e xt e nds   th e   gr a di e nt   boos ti ng  m a c hi n e   a r c hi te c tu r e .  I t  c on s tr uc ts   a n  e xt r a   m ode l  in   a   f or w a r d  s t a ge - w is e   a ppr oa c h,  a ll ow s   f or   th e   opt im iz a ti on   of   a ny   di f f e r e nt ia bl e   lo s s   f unc ti ons .   A ddi ti ona ll y,  it   us e s   hi s to gr a m s   to   a c c e le r a te  t he  l e a r ni ng pr oc e s s   [ 37] .     3.6.7.  G r ad ie n t  b oos t in g   GB   s e r v e s   a s   a   ML   t e c h n iq u e  t h a t  e n a b l e s   r e gr e s s i o n  a n d  c l a s s i f i c a t i o n  b y  c o n s tr u c t in g  p r e di c t i on  m o d e l s   t h r o ug h   m ul t i pl e   w e a k   p r e di c t io n   m o d e l s   m a d e   o f   DT .   T h e   m o de l i n g   pr o c e s s   h a p p e n s   s t a g e - by - s t a g e   w hi l e   t h e   m e t h o d   e n a b l e s   o pt i m i z a t i on   o f   a n y   di f f e r e nt i a b l e   l o s s   f u n c t io n .   T h i s   a p p r o a c h   c r e a t e s   g e n e r a l i z e d  r e s u l t s   [ 3 8] .     3.6.8.  A d ap t iv e   b oos t in g   T he   ML   m e ta - a lg or it hm   A da B   ope r a te s   unde r   th e   a c r onym  A da B oos t.   Y oa v  F r e und  a lo ng  w it h   R obe r t  S c ha pi r e   de ve lo pe d  th i s   a lg or it hm .  T he   m e th od   w or ks   a lo ng  w it h  m ul ti pl e   ki nds   of   le a r ni ng  a lg or it hm s   to   e nha nc e   th e ir   pe r f or m a nc e   r e s ul ts .  S e ve r a l   w e a k  le a r ni ng  a lg or it hm s   pr oduc e   th e ir   out put   w hi c h ge ts  c om bi ne d i nt o w e ig ht e d va lu e s  f or m in g t he  boos te d  c la s s if ie r  out put   [ 39] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       E ar ly  de te c ti on and c la s s if ic at io n of  bone  m ar r o w  c hange s  i n l um bar  v e r t e br ae   …  ( Y as ir  H us s e in  Shak i r )   2139   3.6.9.  P as s iv e   aggr e s s iv e   PA   a lg or it hm s   a r e   onl in e   le a r ni ng  a lg or it hm s   th a t   r e m a in   pa s s iv e   f or   pr ope r   c la s s if ic a ti on  r e s ul t s .  H ow e ve r ,   th e y   be c om e  a ggr e s s iv e  i n t he  c a s e  of  a  m is ta ke , upd a ti ng a nd modi f yi ng. I t' s  a ppr opr ia te  f o r  l a r ge - s c a le  l e a r ni ng a nd ma y b e  ut il iz e d f or  bi na r y or  m ul ti - c la s s  c la s s if ic a ti on   [ 40] .     3.6.10.  L ogi s t ic   r e gr e s s io n   LR   is   a n  a na ly s is   of   s t a ti s ti c s   e m pl oye d  to   a na ly z e   th e   va li di t y  of   a   gi ve n  da ta   w he n   one   or   m or e   e xpl a na to r y  f a c to r s   in f lu e nc e   th e   va r ia bl e   of   in te r e s t.   A   m e tr ic ,  w hi c h  is   a n  or de r e d  qu a nt it a ti ve   va r ia bl e ,   r e pr e s e nt s   th e   r e s ul t  to   m e e t  a   di c hot om ous   va r ia bl e ,  in   w hi c h  th e r e   a r e   onl y  two  opt io ns .  I t   [ 41]   ha s   b e e n  a ppl ie d i n nume r ous  f ie ld s  s uc h a s  s o c ia l  s c ie n c e s , m a r ke ti ng, a s  w e ll  a s  i n t he  m e di c a l  f ie ld  a m ongs t  ot he r s .       4.   R E S U L T S   D u r i ng   t h e   e x p e r i m e nt s ,   t h e   s y s t e m  w a s   c o nf i g ur e d   w i t h  a n  I n t e l  C o r e  ( i 7 - 9 7 0 0  C P U ) ,  t w o  G P U s   ( T 4 × 2) ,  a n d   1 6   G B   of   R A M .   A l l   t h e   pr o c e s s e s   d e s c r i b e d   b y   th e   f l ow   w e r e   d o n e   u s i n g   K a g g l e .   T h e   c l a s s i f i c a t io n   o u t c om e   w a s   e v a l u a t e d   t o   c om p a r e   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   c l a s s i f i e r s   w it h   t h e   a c tu a l   r e s u lt s   u s i n g   a c c ur a c y ,   pr e c i s i o n ,   r e c a l l,   a n d  F 1  s c o r e .  M e tr i c s  u s e d  i n   t h i s  v i e w   i n c l u d e   t h e  f ol l o w i n g  t h a t  i s  d e s c r i b e d  b y   ( 2 )   t o   ( 5 ) .  T h e  e q u a t i o n s  d e m o n s t r a t e   t h e   c a l c u l a t i o n  o f   t h e s e   v a l u e s :   w h e r e   hi g h e r   v a lu e   f o r   e a c h  o f   th e s e   m e tr i c s   i s   i n d i c a t i v e   o f   b e t t e r   m od e l  p e r f or m a n c e . H e r e ,  T P   r e p r e s e nt s   tr u e  p o s i ti v e , w h i c h i s  t h e  T N  s ig n a l i n g n or m a l  s a m pl e  s u c c e s s f ul l y c a t e g or i z e d   b y   t h e   m o d e l ,   a n d   T N   s i g ni f i e s   t r u e   n e g a t iv e ,   w h i c h   i s   th e   B M C L V B   s a m p l e   a c c ur a t e l y   c l a s s i f i e d   b y  t h e   m o d e l ;   F P   i s   f or   f a l s e   po s i t iv e ,   w hi c h   i s   t h e   B M C L V B   s a m pl e   m i s c l a s s i f i e d   a s   n or m a l  b y  t h e   m o d e l;   F N   s t a n d s   f or   f a l s e   n e g a t i v e ,   w hi c h   i s   t h e   n or m a l   s a m p l e   i n c or r e c t l y   c l a s s if i e d   a s   B M C L V B   b y   t h e   m od e l .   I t   i s   i m po r t a n t   t o   no t e   t h a t   i n   o ur   w or k ,   w e  t h in k   t h a t   B M C L V B   s a m pl e s   a r e  n e g a t i v e   s a m p l e s ,   w h i l e   no r m a l   s a m p l e s   a r e   p o s i t i v e   s a m p l e s .      =  +   +  +  +    ( 2)        =       +      ( 3)     =     +    ( 4)     1 −  =   2   ×       ×     +     ( 5)     T he   H O G   f e a tu r e  e xt r a c ti on  m e th od  a c hi e ve d  it s   hi ghe s t  s uc c e s s   pe r c e nt a ge   r a te s   f r om   T a bl e   2.   T he   m a r ks   th e   be s t  p e r f or m a nc e   r a te s   w it h  bol df a c e .  H O G   f e a tu r e   e xt r a c ti on  w it h  LR   c la s s if ie r   ge ne r a te d  th e   hi ghe s t  pe r f or m in g  r e s ul ts   a c c or di ng  to   ta bl e   da ta .  T he   pa ti e nt   c la s s if ic a ti on  pr e c is io n  r e a c he d  89.36%   w hi le   r e c a ll   pe r f or m e d  a t  89.36%   a nd  th e   F 1  s c or e   a c hi e ve d  89.36%   a c c or di ng  to   th e   r e c or de d  ta bl e   da ta .  T he   de te c ti on r a te  f or  nor m a l  a s  w e ll  a s  a bnor m a l  c a s e s  t he  a c c ur a c y r e a c he s  90.29% .       T a bl e   2 .   C la s s if ic a ti on r e s ul t s  w it h only HOG   A l gor i t hm  H O G   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F 1  s c or e   K N N  H O G   0.8058   0.7288   0.9149   0.8113   S V M  H O G   0.8932   0.9091   0.8511   0.8791   DT   HOG   0.6408   0.6087   0.5957   0.6022   M L P  H O G   0.8058   0.9655   0.5957   0.7368   RF   HOG   0.8340   0.8947   0.7234   0.7990   H i s t   g r a di e nt  H O G   0.8350   0.8409   0.7872   0.8132   G r a di e nt   b oos t  H O G   0.7660   0.7556   0.7234   0.7391   A da B oos t  H O G   0.6505   0.6122   0.6383   0.6250   PA   HOG   0.8835   0.8431   0.9149   0.8772   LR   HOG   0.9029   0.8936   0.8936   0.8936       T a b l e  3  o f  H O G  w i th   P C A   f e a t ur e s  i n di c a t e s  t he   h ig h e s t  hi t  pe r c e n t a g e s  a nd   w h e r e  t h e  b e s t  m e tr i c s  a r e   n o t e d   w it h   b ol d   m a r k s .   T h e   r e s u lt s   i nd i c a t e   t h a t   f e a t ur e   e xt r a c ti o n  u s i n g  H O G   in   c o m b in a ti on   w i th   t h e   P C A   r e du c ti on   a lo ng   w i t h  p a s s i v e - a ggr e s s iv e   c la s s if i c a ti o n  pr o du c e s   m a xi m um   s uc c e s s   r a te s .   T h e   pr e c i s i on   r a t e   i n   p a ti e nt   i d e n ti f i c a t io n   r e a c h e d   9 1 .0 7%   w hi l e  r e c a ll   a c hi e v e d   9 2 .7 3%  a n d F 1  s c o r e  a m ou n te d   t o 89 . 36%  a c c or di n g   t o  t h e   t a b le   a na ly s i s .  T h e   a c c ur a c y  9 1 .8 9%  of   a l l  c or r e c t  d e t e c t io ns   b e tw e e n  no r m a l   a nd   a b no r m a l   s p e c im e n s .   A   s uc c e s s   pe r c e nt a ge   a n a ly s is   of   our   da ta   th r ough  H O G - L D A   c om bi na ti on  a ppe a r s   in   T a bl e   4.   A m ong  th e   r e s ul ts   th e   m os t  s ig ni f ic a nt   va lu e s   s ta nd  out   th r ough  bol d  f or m a tt in g.  A c c or di ng  to   th e   r e s e a r c h  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  14 , N o.  3 ,  J une  2025 :  2132 - 2145   2140   f in di ngs   H O G   f e a tu r e s   to ge th e r   w it h  L D A   di m e ns io na li ty   r e du c ti on  a c hi e ve   m a xi m um   s uc c e s s   r a te s   th r ough  K N N   c la s s if ic a ti on.  T he   a bi li ty   to   di f f e r e nt ia te   pa ti e nt s   pr e c is io n  a c hi e ve d  76.59%   s uc c e s s   r a te   f ol lo w e d  by   76.59%   r e c a ll ,  a nd  76.59%   F 1  s c or e   a c c or di ng  to   th e   ta bl e   e xa m in a ti on.  T he   a c c ur a c y  w hi c h  m e a s ur e s   c or r e c t  de te c ti on r a te  s ta nds   a t  78.64%  f or  a ll  nor m a l  a nd a bnor m a l  c a s e s .   T a b l e   5   w h e n   u s in g   H O G   w it h   I C A .   E a c h  e nt r y   in   t h e   d i s p l a y e d   t a b l e   i nd ic a t e s   r e s u lt s   a s   t h e   h ig h e s t  p o in t  b e f or e   d if f e r e nt   m e tr i c   i n  bo ld f a c e .  T he   t a b l e   d e m o n s tr a te s   t h a t   m a x im u m   s u c c e s s   oc c ur s   w he n  H O G   f e a t ur e s   e x tr a c t   d a t a   w h il e   a p pl yi n g  I C A   di m e n s io n a l it y   r e d u c t io n   c o m bi ne d   w i th   A d a B oo s t   c l a s s i f i e r   m o d e l .   E x a m in a ti on   of   t h e   t a bl e   s h o w s   pr e c i s i on   46 . 15%   s t a n d s   a s   t he   h i gh e s t   r e s u lt   w h il e   r e c a l l   3 8 .2 0%   a n d   F 1   s c or e   4 1 .8 0%   a r e   a l s o  i n c l u de d .  A l l  N or m a l  a n d  a bn or m a l  c a s e s  h a d  a c c u r a c y  r a t e  o f   51 . 46%   w h e n  c or r e c tl y  d e t e c t e d.       T a bl e   3 .   C la s s if ic a ti on r e s ul t s  w it h H O G  a nd P C A   A l gor i t hm  H O G  a nd P C A   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F 1  s c or e   K N N  H O G  a nd P C A   0.8058   0.7288   0.9149   0.8113   S V M  H O G  a nd P C A   0.8252   0.7636   0.8936   0.8235   PA   H O G  a nd P C A   0.9126   0.9107   0.9273   0.9189   DT   H O G  a nd P C A   0.6990   0.6071   0.7907   0.6876   M L P  H O G  a nd P C A   0.9126   0.8958   0.9149   0.9053   RF   H O G  a nd P C A   0.6893   0.9412   0.3404   0.5000   H i s t   gr a di e nt  boos t i ng   H O G  a nd P C A   0.8738   0.7931   0.9787   0.8762   GB   H O G  a nd P C A   0.8252   0.7544   0.9149   0.8269   A da B oos t  H O G   a nd P C A   0.7087   0.6269   0.8936   0.7368   LR   H O G  a nd P C A   0.9029   0.8936   0.8936   0.8936       T a bl e   4.  C la s s if ic a ti on r e s ul t s  w it h H O G  a nd L D A   A l gor i t hm   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F 1  s c or e   KNN   H O G  a nd L D A   0.7864   0.7659   0.7659   0.7659   S V M  H O G  a nd L D A   0.7767   0.7609   0.7447   0.7527   PA   H O G  a nd L D A   0.7573   0.7200   0.7659   0.7427   DT   H O G  a nd L D A   0.6408   0.5926   0.6809   0.6333   M L P  H O G  a nd  L D A   0.7660   0.7447   0.7447   0.7447   RF   H O G  a nd L D A   0.6408   0.5926   0.6809   0.6333   H i s t   gr a di e nt  boos t   H O G  a nd  L D A   0.7767   0.7727   0.7234   0.7477   GB   H O G  a nd  L D A   0.7573   0.7292   0.7447   0.7368   A da B oos t  H O G   a nd L D A   0.7660   0.7347   0.7659   0.7500   LR   H O G  a nd  L D A   0.7669   0.7346   0.7659   0.7499       T a bl e   5 .   C la s s if ic a ti on r e s ul t s  w it h H O G  a nd I C A   A l gor i t hm   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F 1  s c or e   K N N  H O G  a nd L D A   0.4563   0.3953   0.3617   0.3775   S V M  H O G  a nd L D A   0.4757   0.4653   1.0   0.6347   M L P  H O G  a nd  L D A   0.4466   0.4242   0.5957   0.4966   PA   H O G  a nd L D A   0.4369   0.3778   0.3617   0.3696   DT   H O G  a nd L D A   0.5049   0.45   0.382   0.413   RF   H O G  a nd L D A   0.5144   0.4612   0.382   0.4181   H i s t   gr a di e nt  boos t   H O G  a nd  L D A   0.4757   0.4478   0.6383   0.5279   GB   H O G  a nd  L D A   0.5049   0.4773   0.8936   0.6211   A da B oos t   H O G   a nd L D A   0.5146   0.4615   0.382   0.418   LR   H O G  a nd  L D A   0.4175   0.3673   0.382   0.3746       5.   D I S C U S S I O N S   T he   m a in   obj e c ti ve   of   th i s   r e s e a r c h  pr oj e c t   is   to   de ve lo p  a   di a g nos ti c   s y s te m   w hi c h   de te c t s   c h a nge s   in   B M C L V B   dur in g  th e   c li ni c a l  pr oc e s s .  T he   s tu dy  to ge th e r   w it h  it s   r e s ul ts   de m on s tr a te   e nough  e vi de nc e   to   a c c om pl is h  th e   d e te r m in e d  goa l.   T he   s y s te m   c om bi ne s   ML   w it h  f e a tu r e   e xt r a c ti on  th r ough  H O G   a nd  di m e ns io na li ty  r e duc ti on via  P C A , L D A ,   a nd I C A  t e c hni que s  a s  s how n by F ig ur e  2.   T a bl e   6  s h ow s   th e   r e s ul t s   obt a i ne d  f r om   our   da t a   s e t  a nd  th e   c om pa r i s on  of   M L   pe r f or m a nc e   a c r o s s   f e a tu r e   e xt r a c ti on  m e th o ds   a nd  di m e n s io n a li ty   r e duc ti on.  T he   ut il iz a ti on  of   p a s s iv e - a ggr e s s iv e   le a r ni ng  w it h   H O G   f or   f e a tu r e   e x tr a c ti on a nd   P C A   f or  di m e n s io na li ty   r e duc ti on  yi e ld e d  no ta bl e   r e s ul ts .   A s  our   in ve s ti ga ti on   s how s ,  t hi s   a ppr o a c h   pr ovi d e s   a n  e xt r a or di na r y  a c c ur a c y  of   9 1. 26% ,  w hi c h  s ig ni f i e s   t ha t  it   is   e f f e c ti ve   w he n  us e d  f or   t he   e va lu a ti on  of   c ha nge s   in   th e   bon e   m a r r ow .  B e s i de s ,  if   w e   lo o k  a t  th e   pr e c is i on  pa r t ,  it   r e a ds   91.07% ,   in di c a ti n g  t ha t   th i s   m ode l   w il l   gr e a tl y   r e d uc e   f a ls e   p os it iv e s ,  w hi c h  e vi d e nc e s   th e   pr o bl e m ,   th a t  i s ,   to   im pr ove   th e   di a gno s i s   a nd  tr e a tm e nt   of   pa ti e nt s .  E qu a ll y   im p or ta nt ly ,   th e   hi gh  r e c a ll   r a te   of   9 2.73% .   T he     F 1  s c or e   r a te   is   9 1.89% ,  a nd  it   in c r e a s e s   c onf id e nc e   a bo ut   th e   m ode l  in   te r m s   of   a   good  b a la n c e   b e twe e n  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       E ar ly  de te c ti on and c la s s if ic at io n of  bone  m ar r o w  c hange s  i n l um bar  v e r t e br ae   …  ( Y as ir  H us s e in  Shak i r )   2141   f a ls e - pos i ti ve   r a t e   a nd  t he   f a l s e - n e ga ti ve   r a te .  I n   c li n ic a l  pr a c t ic e ,   th e r e   i s   of te n   a   ne e d  f or   a   pe r f e c t  s to r m   s c e na r io   w he r e   s e n s it i vi ty   a n d  s p e c if i c it y  a r e   b ot h  opt im a l,   w hi c h  i s   a c hi e v e d  he r e .  T he r e f or e ,  th e   s tu d y  pr ovi de s   e vi d e nc e   on  how   th e   p a s s iv e - a ggr e s s iv e   l e a r ni ng  a ppr oa c h   a l ong s id e   H O G   a nd   P C A   c a n   be   u s e d  to   e s ti m a te   th e   c ha n ge  i n  b one   m a r r o w   in   th e   lu m ba r  ve r t e br a e   f r o m   M R I   d a ta .   B y a r ti f ic i a l  in te ll ig e n c e   a nd   M L ,   th is   p a pe r   pr e s e nt s   a   r obu s t  a ppr o a c h   to   e nha nc e   di a gno s ti c   a c c ur a c y  a n d  s uppor t  c li ni c ia ns   dur in g  tr e a tm e nt   pl a nni n g.  H o w e v e r ,  f ut ur e   s tu di e s   a r e   n e e de d  t o  e xt e nd  a nd  c or r obor a te   th is   m e th odol o gy  in   d if f e r e nt   c li ni c a l   c ont e xt s  t o c he c k t h e  e xt e nt  of  i t s  c r o s s - s e c ti o na l  a nd i nt e r v e nt io na l  tr a ns l a ti on  pot e nt ia l .           F ig ur e   2 .   C om pa r is on of   ML   a lg or it hm  pe r f o r m a nc e  a c r os s  f e a t ur e  e xt r a c ti on me th ods  a nd dim e ns io na li ty   r e duc ti on       T a b l e   6 .   C o m p a r i s o n   o f   M L   a l g o r i t h m   p e r f o r m a n c e   a c r o s s   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   m e t h o d s   a n d   d i m e n s i o n a l i t y   r e d u c t i o n   A l gor i t hm   a nd   F E +D R   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F 1 S c or e   K N N  H O G   0.8058   0.7288   0.9149   0.8113   S V M  H O G   0.8932   0.9091   0.8511   0.8791   DT   HOG   0.6408   0.6087   0.5957   0.6022   M L P  H O G   0.8058   0.9655   0.5957   0.7368   RF   HOG   0.8340   0.8947   0.7234   0.7990   H i s t   g r a di e nt  H O G   0.8350   0.8409   0.7872   0.8132   GB   HOG   0.7660   0.7556   0.7234   0.7391   A da B oos t  H O G   0.6505   0.6122   0.6383   0.6250   PA   HOG   0.8835   0.8431   0.9149   0.8772   LR   HOG   0.9029   0.8936   0.8936   0.8936   K N N  H O G  a nd P C A   0.8058   0.7288   0.9149   0.8113   S V M  H O G  a nd P C A   0.8252   0.7636   0.8936   0.8235   PA   H O G  a nd P C A   0.9126   0.9107   0.9273   0.9189   DT   H O G  a nd P C A   0.6990   0.6071   0.7907   0.6876   M L P  H O G  a nd P C A   0.9126   0.8958   0.9149   0.9053   RF   H O G  a nd P C A   0.6893   0.9412   0.3404   0.5000   H i s t   g r a di e nt  H O G  a nd P C A   0.8738   0.7931   0.9787   0.8762   GB   H O G  a nd P C A   0.8252   0.7544   0.9149   0.8269   A da B oos t  H O G   a nd P C A   0.7087   0.6269   0.8936   0.7368   LR   H O G  a nd P C A   0.9029   0.8936   0.8936   0.8936   K N N  H O G  a nd L D A   0.7864   0.7659   0.7659   0.7659   S V M  H O G  a nd L D A   0.7767   0.7609   0.7447   0.7527   PA   H O G  a nd L D A   0.7573   0.7200   0.7659   0.7427   DT   H O G  a nd L D A   0.6408   0.5926   0.6809   0.6333   M L P  H O G  a nd  L D A   0.7660   0.7447   0.7447   0.7447   RF   H O G  a nd L D A   0.6408   0.5926   0.6809   0.6333   H i s t   g r a di e nt  H O G  a nd L D A   0.7767   0.7727   0.7234   0.7477   GB   H O G  a nd  L D A   0.7573   0.7292   0.7447   0.7368   A da B oos t  H O G   a nd L D A   0.7660   0.7347   0.7659   0.7500   LR   H O G  a nd  L D A   0.7669   0.7346   0.7659   0.7499   K N N  H O G  a nd L D A   0.4563   0.3953   0.3617   0.3775   S V M  H O G  a nd L D A   0.4757   0.4653   1.0   0.6347   M L P  H O G  a nd  L D A   0.4466   0.4242   0.5957   0.4966   PA   H O G  a nd L D A   0.4369   0.3778   0.3617   0.3696   DT   H O G  a nd L D A   0.5049   0.4500   0.3820   0.4130   RF   H O G  a nd L D A   0.5144   0.4612   0.3820   0.4181   H i s t   g r a di e nt  H O G  a nd L D A   0.4757   0.4478   0.6383   0.5279   GB   H O G  a nd  L D A   0.5049   0.4773   0.8936   0.6211   A da B oos t  H O G   a nd L D A   0.5146   0.4615   0.3820   0.4180   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.