I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   3 9 ,   No .   1 Ju ly   2 0 2 5 ,   p p .   387 ~ 3 9 8   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 3 9 .i 1 . pp 387 - 3 9 8           387     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Co ntext de pende nt  bidir ectiona l d eep learning  and   B a y esia g a uss ia n auto - enco der f o r pr edict io n of kidn ey  disea se       J a y a s hree   M 1, 2 ,   Anitha   N 3   1 Ea st   P o i n t   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   V i sv e sv a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r s i t y ,   B e l a g a v i ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   C M R   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   B N M   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l   31 2 0 2 4   R ev is ed   Feb   26 2 0 2 5   Acc ep ted   Mar   26 2 0 2 5       Ch ro n ic  k id n e y   d ise a se   (CKD h a e m e rg e d   a a   si g n ifi c a n t   g lo b a h e a lt h   issu e ,   lea d in g   to   m il li o n o p re m a tu re   d e a th a n n u a ll y .   Early   p r e d ictio n   o CKD   is  c ru c ial  f o ti m e ly   d iag n o sis  a n d   p re v e n ti v e   m e a su re s.  W h i le  v a rio u d e e p   lea rn in g   (DL)  m e th o d h a v e   b e e n   in tr o d u c e d   fo CKD   p re d ictio n ,   a c h iev in g   r o b u st  q u a n ti f ica ti o n   re su lt re m a in c h a ll e n g i n g .   To   a d d re ss   th is,   we   p ro p o se   t h e   c o n tex t - d e p e n d e n b i - d irec ti o n a DL  a n d   Ba y e sia n   g a u ss ian   a u to e n c o d e ( CDBD P - BG A)  m e th o d   fo CKD   p re d icti o n .   Th is   a p p ro a c h   u ti li z e c li n ica p a ra m e ter a n d   sy m p to m fr o m   a   str u c tu re d   d a tas e t.     By   in c o r p o ra ti n g   c o n tex d e p e n d e n c e   in to   t h e   bi - d irec ti o n a l o n g   sh o rt - term   m e m o ry   ( Bi - LS TM )   m o d e l,   C DBD P - BG e fficie n tl y   re d istri b u tes   t h e   re p re se n tatio n   o i n fo rm a ti o n ,   e n h a n c in g   it m o d e li n g   c a p a b il i ti e s.  F e a tu re   se lec ti o n   is  o p t imiz e d   u si n g   a   BG A - b a s e d   a lg o ri th m ,   w h ich   e m p lo y s   th e   Ba y e sia n   g a u ss ian   fu n c ti o n .   T h e   S o ftM a x   a c ti v a ti o n   fu n c ti o n   c las sifies   CKD   in to   fi v e   d isti n c sta g e b a se d   o n   e stim a ted - g lo m e ru lar  f il t ra ti o n - r a te   (e G F R),   c o n sid e rin g   b o th   s y m p t o m (t e x tu re   a n d   n u m e rica fe a tu re s)  a n d   c li n ica p a ra m e ters   (a g e ,   se x ,   a n d   c re a ti n in e ).   S im u latio n   re su lt u sin g   two   d a tas e ts  d e m o n stra te  t h a t   CDBD P - BG o u tp e rf o rm c o n v e n ti o n a m e th o d s,   a c h iev in g   9 7 . 4 %   a c c u ra c y   wit h o u e G F a n d   9 8 . 7 %   wit h   e G F R.   K ey w o r d s :   C h r o n ic  k id n ey   d is ea s e   C o n tex t d ep en d en t   L o n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   Pre d ictio n   So f tMa x   ac tiv atio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J ay s h r ee   M   Dep ar tm en t o f   I n f o r m atio n   Scien ce   E n g in ee r in g E ast Po in t Co lleg o f   E n g i n ee r in g   an d   T ec h n o lo g y   Vis v esv ar ay T ec h n o l o g ical  Un iv er s ity   B elag av i,  Kar n atak a,   I n d ia   E m ail: ja y a. r ajen d r a 2 0 2 4 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   C h r o n ic  k id n e y   d is e ase  ( C KD)   r ef er s   to   k id n ey   d am ag r esu ltin g   f r o m   t h in ab ilit y   to   f ilter   b lo o d   p r o p er l y .   T h k id n ey s   p r im a r y   f u n ctio n   is   to   r em o v ex ce s s   wate r   an d   waste  f r o m   th b lo o d ,   wh ich   ar th en   ex cr eted   v ia  u r in e.   Du e   to   a   lack   o f   ea r ly   d is ea s d ia g n o s is ,   th m o r tality   r ate   ass o ciate d   with   C KD  h as   r ec en tly   in c r ea s ed .   Var io u s   m eth o d s   h a v b ee n   d ev elo p e d   to   ass is d o cto r s   in   m in im izin g   m o r tality   b y   em p lo y in g   s o p h is ticated   co m p u ter - b ased   d etec tio n   tech n iq u es.  E ar ly   d etec tio n   o f   C KD   i s   o f   u tm o s im p o r tan ce   i n   th f ield   o f   r e s ea r ch ,   as  th d is ea s f r eq u e n tly   p r esen ts   its elf   o n ly   a f ter   s u b s tan tial  k id n ey   d am ag h as  tak en   p lace .   T h is   ea r ly   d etec tio n   h as  th p o ten tial  to   s av n u m er o u s   liv es  a n d   g r ea tly   d ec r ea s e   m o r tality   r ates  ass o ciate d   w i th   C KD.   Saif   et  a l.   [ 1 ]   ex p lain ed ,   d ee p   en s em b le  m eth o d   was  p r o p o s ed ,   em p lo y in g   m ajo r ity   v o tin g   f u n ctio n   f o r   p r e d ictio n   o u tc o m es,  r esu ltin g   in   s u b s tan tial  im p r o v em en ts   i p r ed ictio n   ac c u r ac y .   Desp ite  th ese  im p r o v e m en ts   in   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   ac c u r ac y ,   th e   tr ain in g   tim e   f o r     ea r ly   d etec tio n   was  n o ad d r ess ed .   T o   tack le  th is ,   p ip elin p r o ce s s in g   elec tr o n ic  h ea lth   r ec o r d s   ( E HR s )   u s in g   r ec u r r en n eu r al  n etwo r k   ( R NN)   was  d esig n ed   to   p r ed ict  C KD  p r o g r ess io n   th r o u g h   d is tin ct  s tag es.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   1 ,   Ju ly   20 25 :   387 - 3 9 8   388   T h is   m eth o d ,   ca lled   lo n g - s h o r ter m - m em o r y   ( L STM )   R NN   o r   k id n ey   d is ea s p r o g r ess io n   [ 2 ] ,   ac h iev ed   h ig h   p r ed ictio n   ac c u r ac y .   Ho wev er ,   wh ile  im p r o v em en ts   wer e   o b s er v ed   in   th p r ec is io n - r ec al cu r v e,   th o v er all   p er f o r m an ce   o f   b in ar y   class if icatio n   was  n o t   an aly ze d .   Du e   to   d ataset  len g th   an d   r e d u n d a n cy ,   m a n y   ex is tin g   ap p r o ac h es  p r o d u ce   in co r r ec p r ed ictio n s ,   d iag n o s in g   in d iv i d u als  with   m ild   C KD  s y m p to m s   as  s ev er ca s es  an d   ad m in is ter in g   in a p p r o p r i at th er ap ies.  T o   im p r o v p r ed ictio n   ac cu r ac y ,   d ata  m in i n g   with   s elf - tu n in g   s p ec tr al  clu s ter in g   u s in g   K - m o d was  p r o p o s ed   in   [ 3 ] .   Ho wev er ,   r ea l - tim d ep l o y m en ch allen g es  ar is as   p atien d ata   co n tin u o u s ly   u p d ates,  with   n o   ef f icien t   m eth o d   to   in co r p o r ate   n ew   d ata  [ 4 ] .   T o   ad d r ess   th is ,   n o v el  s elf - co r r ec tin g   m ec h a n is m   f o r   R NN  was  in tr o d u ce d ,   r esu ltin g   in   im p r o v ed   r ec eiv er   o p e r atin g   ch ar ac ter is tic   ( R OC )   cu r v p er f o r m a n ce .   An o t h er   s tu d y   e m p lo y ed   a n   L STM - R NN  f o c u s in g   o n   th e   er r o r   f ac to r   [ 5 ] .   Mo r eo v er ,   r ev iew  o f   en s em b le  tech n iq u es  f o r   C KD  p r ed i ctio n   was  co n d u cted   in   [ 6 ] ,   a n d   an o th er   p r ed ictiv m o d el  f o r   k i d n ey   tr an s p lan en d p o in ts   was  p r ese n ted   in   [ 7 ] .   Diab etic  k id n e y   d is ea s p r o g r ess io n   u s in g   b io m ar k er s   a n d   d ee p   lear n in g   ( DL )   was  p r o p o s ed   in   [ 8 ] ,   an d   s u r v ey   o f   C KD  p r ed ictio n   o u tco m e s   alo n g   with   p atien t   r eq u i r em e n ts   an d   p r ef e r en ce s   was  co n d u cted   in   [ 9 ] .   Z h u   et  a l.   [ 1 0 ]   s tates ,   r eg r ess io n   m o d el  an al y ze d   tem p o r al   tr e n d s   to   r e d u ce   C KD  in cid e n c e.   An o th er   s tu d y   f o c u s ed   o n   b o n d is o r d er s   a n d   C KD  [ 1 1 ] ,   wh ile  p r o g n o s tic  m o d el  f o r   C KD  an d   ty p 2   d iab etes w as p r esen ted   in   [ 1 2 ] .   A   r ev iew  o f   ex is tin g   m eth o d s   an d   f u tu r d ir ec tio n s   was  co n d u cted   in   [ 1 3 ] ,   an d   a n   ea r ly   C KD  p r ed ictio n   m o d e was  p r o p o s ed   in   [ 1 4 ] ,   s h o win g   im p r o v ed   s en s itiv ity   an d   s p ec if icity   th r o u g h   r eg r ess io n   an aly s is .   Giv en   th e   in cr ea s in g   g lo b al   s ig n if ican ce   o f   C KD  as  m o r tality   s o u r ce ,   d esig n in g   co m p u ter - aid ed   d ia g n o s tic   ( C AD)   m eth o d   f o r   au to m atic  C KD  d iag n o s is   is   e s s en tial.  R a ih an   et  a l.   [ 1 5 ] ,   th ex tr em g r a d ien b o o s tin g   ( XGBo o s t )   clas s if ier   alg o r ith m   ac cu r ately   an d   p r ec is ely   p r ed icted   C KD  p r esen ce .   New   m ar k er s   lik e   eGFR   wer u s ed   in   [ 1 6 ]   f o r   ea r ly   C KD  p r ed ictio n ,   an aly zin g   th r elatio n s h ip   b etwe e n   p atien d ata  v ec to r s   an d   o u tco m es.  Desp ite   im p r o v em e n ts   in   ac cu r ac y   a n d   p r ec is io n   u s in g   d ee p   en s em b le   an d   R NN,   th e   tr ain in g   tim in v o lv in g   clin ical  p ar am eter s   an d   s y m p to m s   in   k id n ey   d is ea s p r ed ictio n   r e m ain s   ch allen g e.   Hen ce ,   th co n tr ib u tio n   o f   th e   wo r k   ar as f o llo ws :     T o   ad d r ess   th is s u es  wh ich   th e x is tin g   ap p r o ac h es  f ail ed ,   th is   wo r k   p r esen ts   a   co n tex d ep e n d en t     bi - d ir ec tio n al  DL   an d   B ay esian   g au s s ian   au to e n co d e r   ( C DB DP - B GA)   f o r   r o b u s q u a n tific atio n   o f   p r ed ictio n   o f   k i d n ey   d is ea s e.     C o n tex t - d ep en d en Bi - L STM   ( C D - Bi - L STM )   n etwo r k   is   in tr o d u ce d   with   co n tex d ep en d e n cy   f ac to r   f o r   tex tu al  f ea tu r e x tr ac tio n ,   d e m o n s tr atin g   co n s is ten p er f o r m an ce   im p r o v em e n ts   ag ain s m u ltip le  ex is tin g   m eth o d s   an d   l o wer in g   tr ain in g   tim e.   C D - Bi - L STM   n etwo r k   is   ca p a b le  o f   tr a d in g   o f f   b et wee n   d etec tio n   ac cu r ac y   an d   tr ain in g   tim th a n   d ee p   e n s em b le  m eth o d   an d   L STM - R NN.     T o   s elec t o p tim al  n u m er ical  f e atu r es a m o n g   th ess en tial f ea tu r es o f   C KD,   B G A - b ased   n u m er ical  f ea tu r e   s elec tio n   alg o r ith m   is   p r esen te d .     T h p er f o r m an ce   o f   p r ed icti o n   was  ass es s ed   u s in g   v ar io u s   m etr ics  i.e . ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F - m ea s u r e,   ac cu r ac y   an d   tr ain in g   t im e.   R esu lts   ar d is cu s s ed   b y   ev alu a tin g   C DB DP - B GA  an d   co m p ar in g   s tate - of - th e - ar t w o r k   an d   u s in g   th s a m d atasets .       2.   L I T E R AT U RE   SU RVE Y   C KD  is   cr u cial  an d   c o m p r eh en s iv p u b lic  h ea lt h   co n c er n .   Ov e r   th p ast  f ew  y ea r s ,   its   h ig h   o cc u r r e n ce   r ate,   r ate  o f   h o s p i talizatio n ,   co s ass o ciate d   with   m ed icatio n   an d   its   p o o r   p r o g n o s is ,   h as  h a d   an   ex ten s iv in f l u en ce   o n   p atien t s   q u ality   o f   life .   A   d e ep   en s em b le  m eth o d   was  p r o p o s ed ,   e m p lo y in g   a   m ajo r ity   v o tin g   f u n ctio n   f o r   p r e d ictio n   o u tco m es,  r esu ltin g   in   s u b s tan tial  i m p r o v em en ts   in   p r e d i ctio n   ac cu r ac y   [ 1 ] Desp ite  th ese  im p r o v em en ts   i n   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   ac c u r a cy ,   th e   tr ain in g   tim e   f o r   ea r ly   d etec tio n   was  n o t   ad d r ess ed .   T o   tack le  th is ,   p i p elin p r o ce s s in g   E HR s   u s in g   R NN  wa s   d esig n ed   to   p r ed ict   C KD  p r o g r ess io n   th r o u g h   d is tin ct  s tag es.  T h is   m eth o d ,   ca lled   L STM - R NN  o r   k id n ey   d is ea s p r o g r ess io n   [ 2 ] ,   ac h iev ed   h ig h   p r ed ictio n   ac c u r ac y .   Ho wev er ,   wh ile  im p r o v em en ts   wer e   o b s er v ed   in   th p r ec is io n - r ec al cu r v e,   th o v er all   p er f o r m an ce   o f   b in ar y   class if icatio n   was  n o t   an aly ze d .   K id n ey   p r ed ictio n   was  ev alu ated   b y   u tili zin g   B er d en   class if icatio n   to   p r ed ict  th e   r is k   o f   e n d   s tag e   [ 1 7 ] .   E m p lo y in g   t h is   class if icatio n   m o d el  r esu lted   in   th im p r o v em e n t o f   R OC .   Hy b r id   tech n iq u ca lled   Pear s o n   co r r elatio n   f o r   f ea tu r s elec tio n   an d   h y b r id   class if ier s   was  em p lo y ed   in   [ 1 8 ]   b y   th im p r o v em e n o f   ac cu r ac y   s co r in   an   e x ten s iv m an n er .   r ev iew  o n   p r esen ce   an d   o n s et  o f   C KD  was  p r esen ted   in   [ 1 9 ]   with   DL .   T h s tu d y   [ 2 0 ]   an d   [ 2 1 ] ,   s y s tem atic  r ev iew  f o r   d etec tio n   an d   p r e d ictio n   m eth o d s   in   C KD  p r o g r ess io n   was  an aly ze d   in   d etail.   p r ed ictio n   m eth o d   with   q u an titativ e   r is k   r ep r esen tativ es f o r   d etec tin g   C KD  at  th ea r lies t stag was p r esen ted   in   [ 2 2 ] .     E n s em b le  lear n i n g   u s in g   b o o s tin g   tech n iq u es  was  p r o p o s e d   in   [ 2 3 ]   tak in g   in to   co n s id er atio n s   th c lin ical  p ar am eter s   f o r   C KD   p r ed ictio n .   en s em b le  lear n i n g   r esu lted   in   th im p r o v em e n o f   ac cu r ac y   an d   m in im ized   th r u n   tim in   s ig n if ican m an n er .   An   in - d e p th   an aly s is   o f   clin ical  o u tco m es  in   p atien ts   with   C KD  an d   eGFR   was  p r esen te d   in   [ 2 4 ] .   Yet  an o t h er   tim e - v a r y in g   co x   m o d el  was  a p p lied   i n   [ 2 5 ]   f o r   an al y zin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       C o n text  d ep en d e n t b id ir ec tio n a l d ee p   lea r n in g   a n d   B a ye s ia n   g a u s s ia n   a u to - en c o d er    ( Ja ya s h r ee   M )   389   th o cc u r r en ce   o f   C KD.   E ar ly   C KD  d etec tio n   was  p r esen ted   in   [ 2 6 ]   b y   c o m b in atio n   o f   p ar allel  ca teg o r izatio n   alg o r ith m .   An   in - d e p th   v alid a tio n   o f   eGFR   f o r   C KD  is   em p lo y ed   u s in g   th p r o g r ess io n   m ec h an is m   in   [ 2 7 ] .   An   elab o r atio n   r ev iew  o n   u n s u p er v is ed   lear n in g   o f   C KD  was  in v esti g ated   in   [ 2 8 ] .   s y s tem atic  r ev iew  o n   m o r tality   p r ed ictio n   am o n g   k id n ey   p atien was  p r esen ted   in   [ 2 9 ] .   Yet  an o th e r   in tellig en ce   d iag n o s is   m ec h an is m   em p lo y in g   DL   class if ier   was   p r o p o s ed   in   [ 3 0 ]   to   f o cu s   o n   th p r ec is io n   an d   r ec all  asp ec ts .     I n   [ 3 1 ] ,   p r esen ted   an   ap p r o ac h   f o r   f illi n g   n u ll  v alu es  in   m i s s in g   d ata  u s in g   d if f er en m ac h in le ar n in g   ( ML )   ap p r o ac h es,  wh er   XGBo o s p r o v id ed   b etter   r esu lts   ac h ie v in g   F - s co r e   o f   9 7 %.  J ay ash r e an d   An ith a   [ 3 2 ] ,   p r esen ted   an   ap p r o ac h   f o r   k id n ey   d is ea s d etec tio n   wh er v ar io u s   ML   ap p r o ac h es  wer ap p lied .   T h f i n d in g s   s h o th at  th XGBo o s p r o v i d ed   b ette r   r esu lts   ac h iev in g   9 8 3 3 ac cu r ac y .   Mo tiv ate d   b y   ab o v m en tio n ed   wo r k s   in   liter atu r e,   th o u g h   th e   r ev iew  o n   C KD  d etec tio n   ac cu r ac y   asp ec ts   wer co n s id er ed ,   h o wev er   f o cu s   o n   th tr ain in g   tim e   asp ec ts   wer e   lim ited .   C er tain   r ev iews  d esp ite  m ak in g   a   th o r o u g h   s t u d y   o n   co n s id er in g   th e   tr ain in g   tim f o r   d is ea s d ete ctio n ,   th p r ec is io n   an d   ac cu r ac y   asp ec ts   wer n o m ea s u r ed .   T o   ad d r ess   o n   th ese  asp ec ts   C DB DP - B G was  ap p lied   co n s id er in g   clin i ca p ar am eter s .   E lab o r ate  d es cr ip tio n   o f   C DB DP - B GA  m eth o d   is   p r o v id e d   in   f o llo win g   s ec tio n s .       3.   M E T H O D   T h g iv e n   m et h o d o lo g y ,   p r esen ted   in   Fig u r e   1   d ep icts   th d e s ig n   wh ich   was  u tili ze d   to   ca r r y   o u th e   ex p er im en ts .   I in c o r p o r ated   d ata  co llectio n   m ad e   f r o m   s t r u ctu r ed   C KD  tr ain in g   an d   u n s tr u ctu r ed   T witter   test in g   d ataset,   tex tu al  f ea tu r ex tr ac tio n ,   n u m e r ical  f ea tu r s elec tio n   an d   f in ally ,   class if ic atio n   u s in g   clin ical  p ar am eter s   r elativ to   th e   s y m p to m s   f o r   p r ed ictio n   o f   k id n e y   d is ea s an d   p er f o r m an ce   ev al u atio n .   As  illu s tr ated   in   Fig u r 1 ,   th s tr u ctu r ed   C KD  tr ain in g   a n d   u n s tr u ctu r ed   T witter   test in g   d atasets   wer co n s id er ed   as  in p u t.  th C DB DP - B G m eth o d   u n d er wen th r ee   s tag es:  f ir s t,  tex tu a f ea tu r ex tr ac tio n   was  p er f o r m e d   em p lo y in g   CD - Bi - L STM .   Seco n d ,   n u m er ica l   f ea tu r s elec tio n   was  d o n e   u s in g   B GA .   Fin ally ,   f o r   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is e ase,   b o th   th e   tex tu al  f ea tu r e   an d   n u m er ical   f ea tu r es   wer co m b in ed   an d   th e   So f tMa x   f u n ctio n   was  ap p lie d   f o r   th o b tain ed   clin ical  p ar am eter s   alo n g   with   th s y m p to m s   to   m ea s u r e   eGF R   f o r   class if y in g   d if f er en t   s tag es.           Fig u r 1 .   C DB DP - B GA  f o r   p r ed ictio n   o f   k id n e y   d is ea s e       3 . 1 .     Da t a s et   T h s tr u ctu r ed   tr ain in g   d ataset  u s ed   in   o u r   wo r k   f o r   p r ed ic tio n   o f   k id n e y   d is ea s at  an   e ar ly   s tag e   co n s id er in g   b o th   clin ical   p ar am eter s   an d   s et  o f   cr itical  s y m p to m s   was  tak en   f r o m   h ttp s ://ar ch iv e. ics.u ci. ed u /d ata s et/3 3 6 /ch r o n ic+ k id n ey + d is ea s e.   C KD  d atase was  o b tain ed   o v er   y ea r   o f   two - m o n th   co n s is tin g   o f   4 0 0   d if f er en t   s am p le  in s tan ce s .   Fr o m   th e   o v e r all  4 0 0   d if f er en t   s am p le  in s tan ce s ,   2 5 0   d if f er en s am p le  in s tan ce s   wer id en tifie d   to   b C KD  p atien ts   an d   o n   th o th e r   h an d ,   1 5 0   d if f er en s am p le   in s tan ce s   wer id en tifie d   to   b h ea lth y   p ar ticip a n ts .   Als o ,   ea ch   s am p le  in s tan ce   co n s is ted   o f   2 5   attr ib u tes  b ased   o n   th m ea s u r e d   d ata   v i b lo o d   test .   Her e,   th e   f ir s 2 4   attr ib u tes  wer in d e p en d e n wh er ea s   th last   o n attr ib u te  ws  d ep en d en attr ib u te  an d   am o n g   th o v e r all  2 4   attr ib u tes,  1 1   attr ib u tes  ar n u m er ic  wh er ea s   o th er   r e m ain in g   1 4   attr i b u tes  ar ca teg o r ical.   T h u n s tr u ctu r ed   d ata  was  ac q u ir ed   f r o m   h ea lth - n ews  T witter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   1 ,   Ju ly   20 25 :   387 - 3 9 8   390   d ataset  f r o m   h ttp s ://ar ch iv e. i cs.u ci. ed u / d ataset/4 3 8 /h ea lth + n ews+in +twitter .   T h is   h ea lth   n ews  in   T witter   d ataset  co n s is ted   o f   h ea lth   n ews  ac q u ir ed   f r o m   1 5   d if f er en m ajo r   h ea lth   n ews  ag en cies.  T h d ataset   co n s is ted   o f   5 8 , 0 0 0   in s tan ce s .   T h s tr u ctu r ed   C KD  d ataset  was  u s ed   f o r   tr ain in g   an d   u n s tr u ctu r ed   h ea lth - ne ws  d ataset  wa s   u s ed   f o r   test in g .   B y   em p lo y in g   s tr u ctu r ed   C KD  tr ain in g   d ataset  an d   an   u n s tr u ctu r ed   h e alth   n ews  test in g   d ataset,   th p r o p o s ed   C DB DP - B GA  f o r   th p r ed icti o n   o f   k id n e y   d is ea s m e th o d   is   d esig n ed   in   th f o llo win g   s ec tio n s .       3 . 2 .     Co nte x t   depend ent   bi - d irec t io na l lo ng   s ho rt - t er m   mem o ry - ba s ed  k ey wo rd  ex t r a ct io n   I n   s o ciety ,   p eo p le  s u f f er   f r o m   v ar iety   o f   d is ea s es,  in clu d i n g   d iab etes  an d   k i d n ey   d is ea s e.   Am o n g   t h ese,   k id n e y   d is ea s is   co n s id er ed   a   g l o b al  h ea lth   is s u e.   R is k   an aly s is   f o r   k id n ey   d is ea s h as  b ee n   d is cu s s ed   u s in g   s ev er al  m eth o d s .   Mo r e o v er ,   u n s tr u ctu r ed   h ea lth   n e ws  test in g   d atasets ,   o f ten   e x t r ac ted   f r o m   T witter ,   ty p ically   co n tain   two   m ain   ty p es  o f   in f o r m atio n tex tu al  e x p lan atio n s   an d   v ar io u s   p h y s ical  r u les.  Key wo r d   o r   f ea tu r ex tr ac tio n   f r o m   th ese  u n s tr u ctu r e d   d atasets   is   cr u c ial  f o r   im p r o v in g   t h q u ality   o f   k id n ey   d atasets ,   en s u r in g   th at   DL   m o d els  ca n   ef f icien tly   lear n   p atter n s   an d   m ak ac c u r ate  p r ed i ctio n s .   R NN  [ 1 ] ,   with   t h eir   f ee d b ac k   lo o p s ,   ar e   p ar ticu lar ly   s u itab le  f o r   p r o ce s s in g   s eq u en tial  d ata,   s u ch   as   n ews  f r o m   1 5   m ajo r   h ea lth   ag en cies,  an d   ca n   b tr ain ed   u s in g   b ac k - p r o p ag atio n .   Ho w ev er ,   th e y   f ac is s u es  lik g r a d ien p r o b lem   wh e n   m o d elin g   lo n g   in f o r m atio n   s eq u en ce s .   T o   a d d r ess   th ese  ch allen g es,  m o d el  ca lled   C D - Bi - L STM   n etwo r k   h as  b ee n   d esig n ed   to   p r o ce s s   u n s tr u ctu r ed   h ea lth   n ews  f r o m   T witter   d atasets ,   as   p r esen ted   in   Fig u r 2 .   T h is   m o d el  aim s   to   e n h an ce   th a cc u r ac y   a n d   ef f icien cy   o f   k id n ey   d i s ea s r is k   an aly s is   b y   e f f ec tiv ely   h a n d lin g   an d   ex tr ac tin g   r elev a n t in f o r m atio n   f r o m   th ese  u n s tr u ctu r ed   d ata  s o u r ce s .           Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r am   o f   C D - Bi - L STM - b ased   f ea tu r ex t r ac tio n   m o d el       I n   th p r o p o s ed   wo r k   o f   C D - Bi - L STM   n etwo r k   ( h id d e n   s tate) ,   th e   T witter   in f o r m a tio n   in   th is   h id d en   s tate  ca n   b u p d ated   b y   g ate  s tr u ctu r in   c o n s tan m an n er   v ia  co n tex d ep e n d e n cy .   T h p r o p o s ed   CD - Bi - L STM   n etwo r k   is   u s e d   f o r   p r o ce s s in g   s eq u e n ce   o f   twee d ata   o b tain e d   f r o m   1 5   m ajo r   h ea lth   n ew  ag en cies.  I co n tain s   two   L ST lay er s ,   o n f o r   p r o ce s s in g   in p u ( i.e . ,   in p u v ec to r )   in   th f o r war d   d ir ec tio n   an d   th o th er   f o r   p r o ce s s in g   twee in f o r m atio n   ( i.e . ,   c o n te x in f o r m atio n )   i n   th b ac k w ar d   d ir ec tio n .   T h e   in tu itio n   b eh in d   th is   m o d el  is   th at  b y   p r o ce s s in g   d ata  in   b o th   f o r war d   a n d   b ac k war d   d i r ec tio n s   v ia  co n tex t   d ep en d e n cy ,   t h m o d el  is   p r o f icien in   co m p r eh e n d in g   th co r r elatio n   b etwe en   s eq u en ce s   ( i.e . ,   k n o win g   th e   p r ev io u s   an d   s u cc ee d in g   twee ts   in   T witter   ac co u n t) .   W ith   th u n s tr u ctu r e d   h ea lth   n ews  test in g   d ataset   e x tr ac ted   u s in g   T witter   d ataset,   th s am p le  in s tan ce s   co m p r is es  o f   h ea lth   n ews  o b tain ed   f r o m   m o r t h an   1 5   m ajo r   h ea lth   n ews a g en cies,  t o   n am f ew  b ein g   B B C   an d   C NN.   T h s am p le  in s tan ce s   ar f o r m u lated   with in   in p u t v ec to r   m atr ix   as ( 1 ) .      =             [ 1 1 1 2 1 2 1 2 2 2 1 2 ]   ( 1 )     Fro m   ( 1 )   th e   in p u v ec to r   m atr ix      is   f o r m u lated   b y   t ak in g   in t o   co n s id er atio n s   th e   s am p le  in s tan ce s     f o r   th co r r esp o n d in g   twee ts     o b tain ed   f r o m   1 5   m ajo r   h ea lth   n ews  ag en cie s   o f   d if f er in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       C o n text  d ep en d e n t b id ir ec tio n a l d ee p   lea r n in g   a n d   B a ye s ia n   g a u s s ia n   a u to - en c o d er    ( Ja ya s h r ee   M )   391   s ize  an d   v ar ied   n ews.  Un d er   th d ef in ite  r u les,  th r ee   g ate  s tr u ctu r es  d ec id es  wh at  th c o r r esp o n d in g   twee in f o r m atio n   is   s to r ed ,   u p d ated   o r   f o r g o tten   in   th co r r esp o n d in g   in ter n al  s tate.   T h m ath e m atica f o r m u la  f o r   u p d atin g   th ese  th r ee   g ate  s tr u c tu r es is   g iv en   in   ( 2 )   to   ( 6 ) .      =   (   [  , 1 ]   )   ( 2 )     = (  [  , 1 ] +  )   ( 3 )      = ( [  , 1 ] + )   ( 4 )     =  . 1 + . ta n h ( [  , 1 ] + )   ( 5 )     =  . ta n h ( )   ( 6 )     Fro m   th (2 )   to   ( 6 )    ,   an d     r ep r esen ts   th in p u s tate,   h id d en   s tate  an d   ce ll  s tate  a ti m e   in s tan ce     with   tr ain ab le  weig h m atr ices  d en o ted   b y       ,   an d     f o r g et  g ate,   in p u g ate,   o u tp u g ate  an d   ce ll  s tate  in   ad d itio n   t o   b iases   f o r   co r r e s p o n d in g   g ates  d en o te d   as    ,   an d     ac tiv ated   b y   s ig m o id   f u n ctio n     r esp ec tiv ely .   Mo r eo v er ,   th s tr u ctu r o f   C D - Bi - L STM   n etwo r k   is   d esig n ed   to   m o d el  th c o n te x d ep en d en cy   f r o m   th p r e ce d in g   tex an d   th s u cc ee d in g   tex t.  C o n tex t - d ep en d e n t   m em o r y   r esu lts   i n   th im p r o v e d   r ec all  wh en   th co n tex d u r in g   s to r ag o r   en co d in g   is   s im ilar   as  th co n tex d u r in g   r etr iev al  o r   d ec o d i n g .   T o   m o d el  th is ,   th C D - Bi - L STM   n etwo r k   em p lo y in g   two   p ar allel  lay er s   b o th   in   f o r war d   an d   b a ck war d   lay e r s ,   th h id d e n   u n it  is   f o r m u lated   as  ( 7 )   an d   ( 8 ) .   I n   ( 7 )   a n d   ( 8 ) ,       an d     r ep r esen ts   th o u tp u o f   L STM   in   th f o r war d   lay er   a n d   b ac k war d   lay e r   r esp ec tiv el y .   Fin ally ,   th es e   t w o   o u t p u t s   o f   L ST M   i n   t h e   f o r w a r d   l a y e r   a n d   b a c k w a r d   l a y er   a r e   c o m b i n e d   t o   f o r m u l a t e   t h e   o v e r a l l   o u t p u t   ( 9 ) .       =    (  , 1 )   ( 7 )     =  (  , + 1 )   ( 8 )      =   +   ( 9 )     I n   ( 9 ) ,   th tex tu r al  f ea tu r r ep r esen tatio n s   ar ex tr ac ted   ac co r d in g   to   co n tex d ep e n d en c y   b o th   f r o m   th p r ec ed i n g   tex a n d   t h s u cc ee d in g   tex t.   I n   t h is   m an n er ,   b y   em p lo y in g   co n tex d e p en d en cy   in   B i - L STM   ass is ts   in   d escr ib in g   th b asis   d is ea s s y m p to m s   wh ich   in   t u r n   aid s   i n   o b tain in g   u s ef u in f o r m atio n   b eh i n d   t h e   tex ts   in   an   ac cu r ate  m an n er .   T h Alg o r ith m   1   is   u s ed   f o r   f ea tu r ex tr ac tio n .   As  g iv en   in   Alg o r ith m   1 ,   u s in g   th u n s tr u ctu r e d   twee d ataset,   th in p u v ec to r   is   s u b je cted   to   tex tu al  f ea tu r ex tr a ctio n   b y   c o n tex tu al   d ep en d e n cy   in   th B i - L STM   n etwo r k   m o d el.       Alg o r ith m   1 .   C D - Bi - L STM - b ased   tex tu al  f ea tu r e x tr ac tio n   Input   Unstructured  dataset  DS Sa mp le in st an ce DSS={ 1 , 2 , , } Tw ee ts   = { 1 , 2 , , }     Output   Convergent - Efficient Context - Dependent Feature Extraction     Step 1   Initialize   N M   Step 2   Begin   Step 3   For   each Unstructured dataset  DS   w ith Samples instances  DSS   Step 4   Formulate input vector matrix as given in (1)   Step 5   Formulate forget gate, input gate and output gate as given in (2), (3) and (4).   Step 6   Mathematically formulate cell state and hidden state as given in (5) and (6)   Step   7   Mathematically  formulate  two  parallel  layers  both   in  forward  and  backward   layers   as given in (7) and (8)   Step 8   Combine  the  two  outputs   of  LSTM  in  the   forward  layer  and  backward  l ayer  to   generate  context  depende nt  textual  feature  extra ction  (i.e.,  repre se nt at io n)   as   given in (9)   Step 9   Return textual feature extraction (i.e., representation)     Step 10   End for   Step 11   End     3 . 3 .     B a y esia g a us s ia n a uto enco der - ba s ed  nu m er ica l f ea t ure  s elec t io n   C lin ical  d ata  o f ten   co n tain   n u m er ical  f ea tu r es   wh er e   s o m v alu es  ar e   h ig h l y   c o r r elate d   w h ile  o th er s   ar n o t.  Usi n g   th ese  v al u es  d ir ec tly   ca n   n eg ativ el y   im p ac ta s k   p er f o r m an ce .   Pre v i o u s   wo r k   h as  d em o n s tr ated   th at  u s in g   R NN  f o r   k id n e y   d is ea s p r o g r ess io n   [ 2 ]   ca n   ac h ie v h ig h   p r ed ictio n   ac c u r ac y .   Ho wev er ,   th is   s tu d y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   1 ,   Ju ly   20 25 :   387 - 3 9 8   392   d id   n o ad d r ess   d im en s io n ality   r ed u ctio n   o r   th h an d lin g   o f   h ig h ly   co r r elate d   n u m er ical  f ea tu r es.  B y   lear n in g   lo w - d im en s io n al  r ep r esen tati o n s   o f   h ig h - d im e n s io n al  d at a,   f ea tu r e   s elec tio n   ca n   r etai n   u s ef u l   n u m e r ical  f ea tu r es  f o r   p r ed ictin g   k i d n ey   d is ea s e.   Yet,   s elec tin g   u s ef u l   n u m e r ical  f ea tu r es  f r o m   h ig h - d im en s io n al   d ata   r em ain s   ch allen g in g   task .   T o   ad d r ess   th is   is s u e,   we  em p lo y   B GA   in   th is   wo r k .   T h e   B ay esian   g au s s ian   f u n ctio n   is   in tr o d u ce d   in   a   s p e cialize d   h id d e n   lay er ,   en h an ci n g   p r ec is io n   in   s elec tin g   n o n - r ed u n d an f ea t u r es.  T h er ef o r e,   we  u s th is   B GA - b ased   n u m e r ical  f ea tu r s ele ctio n   m o d el  t o   id en tif y   n u m e r ical  f ea tu r es  with   h ig h ly   co r r elate d   v al u es.  Fig u r 3   illu s tr ates  th s tr u ctu r e   o f   th B GA - b ased   n u m e r ica f ea tu r s elec tio n   m o d el.           Fig u r 3 .   Stru ctu r o f   B GA - b ased   n u m er ical  f ea tu r s elec tio n   m o d el       As  illu s tr ated   in   th Fig u r 3 ,   an   au to en co d e r   co m p r is es  o f   two   p ar ts ,   an   en co d er   f u n ctio n   (  )   an d   d ec o d er   f u n ctio n   (  )   r esp ec tiv ely ,   wh er  is   th in p u v ec to r   th at  r ep r esen ts   th s et  o f   f ea tu r es   an d      d en o tes  th s et  o f   r ed u ce d   f e atu r es.  I n   ad d itio n ,   an   in p u lay er   wh er th in p u v ec t o r      f o r m s   as   th in p u an d   i n   th h id d en   la y er   ( i.e . ,   two   h i d d en   lay e r s   em p lo y ed   in   o u r   wo r k )   th p r o ce s s   o f   en co d in g   an d   d ec o d in g   is   p er f o r m e d   to   g e n er ate  r ed u ce d   f ea tu r es  s et  ( i.e . ,   r ed u ce d   f e atu r es  s elec ted ) .   Fin ally ,   in   th e   d ec o d er   s id r ec o n s tr u ctio n   is   p er f o r m e d   with   m in im al  r ec o n s tr u ctio n   lo s s .   T o   s tar with   th au to en co d er   is   ev alu ated   b y   h o well  th d ec o d er   r ec o n s tr u cts th d ata  f r o m   en co d e r   b y   m ea n s   o f   lo s s   f u n ctio n   u s in g   ( 1 0 ) .       = a r g   min , |    ( ( (  ) ) ) | 2     ( 1 0 )     Fro m   ( 1 0 ) ,   in itially   th r ec o n s tr u ctio n   lo s s   f u n ctio n     ,   is   m o d eled   b ased   o n     b iases   o f   en co d er   as  well  as  d ec o d er   a n d   th e   weig h ts     r esp ec tiv el y   f o r   ea c h   twee t   in   t h c o r r e s p o n d in g   T witter   ac co u n t.  Au to e n co d e r   in   o u r   wo r k   m ap s   th n u m er ical  v alu es  v ec to r      in to   h i d d en   r e p r esen tatio n   b y   m ea n s   o f   an   en co d e r   f u n ctio n   u s in g   ( 1 1 ) .   Fo llo wed   b y   wh ic h   th r ec o n s tr u ctio n   p er f o r m e d   b y   th d ec o d er   is   m ath em atica lly   f o r m u lated   u s in g   ( 1 2 ) .   I n   ( 1 1 )   an d   ( 1 2 ) ,     d en o tes  th e   r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U )   ac tiv atio n   f u n ctio n   wh ic h   s elec ts   th m o s n o n - r ed u n d an n u m er ical  f ea tu r es.  T h ch alle n g n o r em ain s   in   ascer tain in g   th o p tim al  = ( , ) ,   h e n ce ,   B ay esian   g au s s ian   f u n cti o n   is   u s ed   to   m in im ize  r ec o n s tr u ctio n   lo s s       u s in g   ( 1 3 ) .     = ( ) (  ) ( ( ) . + 1 )   ( 1 1 )      = (  ) (  ) ( (  ) . ( ) (  ) )   ( 1 2 )      (  | Θ ) = 1 2 e xp [ 1 2 (   (  ) ) = 1 ]   ( 1 3 )     I n   ( 1 3 ) ,   th p r o b a b ilit y   o f   m i n im izin g   r ec o n s tr u ctio n   lo s s       is   ev alu ated   b y   m ea n s   o f   o u t p u t   o f   twee ts   f r o m   s p ec if ied   T witter   ac co u n  (   )   f o r      in p u v ec to r   f ea tu r es  r ep r esen te d   b y     s am p le  in s tan ce s .   Fin ally ,   we  o b tain   f in e - tu n ed   r ep r esen ta tio n   (  ) (  )   o f   d is cr ete  n u m er ical  v alu es  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       C o n text  d ep en d e n t b id ir ec tio n a l d ee p   lea r n in g   a n d   B a ye s ia n   g a u s s ia n   a u to - en c o d er    ( Ja ya s h r ee   M )   393   o r   r ed u ce d   n u m er ical  f ea tu r e s   s elec tio n   with   m in im al  r ec o n s tr u ctio n   lo s s .   T h Alg o r it h m   2   is   u s ed   f o r   im p r o v in g   th p r ec is io n   an d   a cc u r ac y   r ate   o f   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s e,   also ,   f ea tu r s elec tio n   alg o r ith m   em p lo y in g   B GA   is   u s ed .     Alg o r ith m   2 .   B GA - b ased   n u m er ical  f ea tu r s elec tio n   Input   Unstructured  dataset  DS Sa mp le in st an ce  = { 1 , 2 , , } Tw ee ts   = { 1 , 2 , , }     Output   Reconstruction Loss Minimized Reduced Features Selected   Step 1   Initialize   N M te xt ua fe at ur ex tr ac ti on   (i .e .,   re pr es en ta ti on re su lt    Step 2   Begin   Step 3   For   ea ch   Un st ru ct ur ed   da t as et   DS   wi th   Sa mp le in st an ce DSS   an te xt ua l   feature  extraction (i.e., representation) results     Step 4     //Input layer       Define number of input nodes i.e., from the input vector matrix   Step 5     //Hidden layer 1    encoder         Formulate reconstruction loss function as given in (10)   Step 6   Formulate encoder function as given in (11)   Step 7     //Hidden layer 2    decoder         Formulate decoder function as given in (12)   Step 8     Determine optimal  θ   as given in (13)   Step 9     //Output layer       Return features selected     (i.e., reduced feature s)   Step 10   End for   Step 11   End     3 . 4 .     So f t M ax  a c t iv a t ed  predict io n o f   k idn ey   dis ea s e   Fin ally ,   in   th is   s ec t io n   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s at  an   ea r ly   s tag b y   m ea n s   o f   clin ical  p ar am eter s   with   s y m p to m s   b ased   o n   eG FR   u s in g   So f tMa x   ac tiv atio n   f u n ctio n   is   d esig n ed .   T o   s tar with   th tex t u al   f ea tu r ex tr ac tio n   ( i.e . ,   r e p r es en tatio n )   r esu lts      an d   n u m er ical  f ea tu r es  s elec ted      ( i.e . ,   r ed u ce d   f ea tu r es)  is   co m b in e d   an d   m at h em atica lly   r ep r esen te d   u s in g   ( 1 4 ) .     = [   ]   ( 1 4 )     Fro m   ( 1 4 ) ,   u s in g   R eL U,   th co m b in ed   r esu lts   is   o b tain ed   f o r   f u r th er   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s e.   Fin ally ,   em p lo y i n g   th e   So f t Ma x   ac tiv atio n   f u n ctio n   alo n g   with   th e   clin ical  p ar a m e ter s   an d   with   th e   s y m p to m s   ar r iv ed   b a s ed   o n   th th r ee   d is tin ct  f ea tu r es,  i.e . ,   ag e,   s ex   an d   cr ea tin in e,   th eq u atio n s   f o r   o b tain in g   f iv s tag es b ased   o n   th eGFR   is   m ath em atica lly   f o r m u lated   ( 1 5 ) .   Fro m   ( 1 5 ) ,   b y   u s in g   n u m er ical  f ea tu r es a n d   tex tu r al  f ea tu r s y m p to m s ,   r e s u lts   alo n g   with   th cli n ical  p ar am eter   v alu es  o b tain ed ,   e GFR   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s at  an   ea r ly   s ta g ar s aid   to   b m ad b o th   p r ec is ely   an d   ac cu r ately .   T h Alg o r ith m   3   is   u s ed   f o r   p r e d ictio n   o f   k id n ey   d is ea s at  an   ea r ly   s tag e,   wh er th tex tu al  f ea tu r es  an d   n u m er ical  f ea tu r es  ar e   co m b in ed   f o r   class if icatio n .     (  ) = = 1 ,    ( = 1 , 2 , . . , )   ( 1 5 )     Alg o r ith m   3 .   So f t M ax   ac tiv ate d   p r ed ictio n   f o r   k id n ey   d is ea s e   Input   Unstructured dataset  DS , Samples instances   = { 1 , 2 , , } , Tweets  = { 1 , 2 , , }     Output   Robust Quantification   Step 1   Initialize   N M , textual feature extraction (i.e., representation) results   , numerical features selected     (i.e., reduced features)   Step 2   Begin   Step 3   For   each Unstructured da taset  DS   with Samples instances  DSS , textual feature  extraction (i.e., representation) results     and numerical features selected     Step 4     Formulate rectifier activation function by combining the textual feature  extraction and numeric al features selected results as given in (13)   Step 5     Formulate SoftMax activation function along with the clinical parameters and  with the symptoms as given in (14)   Step 6     For female with  creatinine <62 μmol/L , eGFR (mL/min/1.73m 2 ) =  144*(Cr/61.6)^( - 0.329)* (0.993)^Age   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   1 ,   Ju ly   20 25 :   387 - 3 9 8   394   Step 7     For female with  creatinine >62 μmol/L , eGFR (mL/min/1.73m 2 ) =  144 (  61 . 6 ) 1 . 2 0 9   ( 0 . 9 93 )   Formulate decoder function as given in (12)   Step 8     For female with  creatinine <80 μmol/L , eGFR  (mL/min/1.73m 2 ) =  144 (  79 . 2 ) 0 . 411   ( 0 . 9 93 )   Step 9     For female with  creatinine >80 μmol/L , eGFR (mL/min/1.73m 2 ) =  144 (  79 . 2 ) 1 . 209   ( 0 . 9 93 )   Step 10     If   eGFR≥90   Step 11       Then   patient is in Stage 1 (i.e., kidney damaged with normal)   Step   12     End if   Step 13     If   eGFR is between 60 and 89   Step 14       Then   patient is in Stage 2 (i.e., kidney damaged with mildly decreased)   Step 15     End if   Step 16     If   eGFR is between 30 and 59   Step 17       Then   patient is in Stage 3 (i.e., moderately decreased)   Step 18     End if   Step 19     If   eGFR is between 15 and 29   Step 20       Then   patient is in Stage 4 (i.e., severely decreased)   Step 21     End if   Step 22     If   eGFR <15   Step 23       Then   patient is in Stage 5 (i.e., kidney failure)   Step 24     End if   Step 25   End for   Step  26   End       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Fo r   th ex p e r im en tatio n   o f   C DB DP - B G A,   ex p er im en tati o n   was  co n d u cted   in   a n   I n te C o r i5 -   6 2 0 0 U   C PU  @   2 . 3 0 GHz   4   co r es  with   4   Gig ab y tes  o f   DDR4   R AM .   Als o ,   th ex is tin g   d ee p - en s em b le   ap p r o ac h   [ 1 ]   an d   R NN  [ 2 ]   wer also   ex p er im e n ted   o n   t h s am p latf o r m .   All  th co d es  wer wr itten   in   Py th o n .   T h s tr u ctu r ed   C KD  d ataset  an d   u n s tr u ctu r e d   h ea lt h - n ews  T witter   d ataset  wer u s ed   f o r   ev alu ati o n E x p er im en tal  e v alu atio n s   wer co n d u cte d   co n s id er i n g   f i v p er f o r m an ce   m etr ics,  p r ec is io n ,   r ec all,   F - m ea s u r e,   ac cu r ac y   an d   tr ain in g   tim e.   T o   en s u r f air   co m p ar is o n s   s am s tr u ctu r ed   an d   u n s tr u ctu r e d   d ataset  was  ap p lied   to   th th r ee   m eth o d s ,   C DB DP - B GA  ( with   an d   with o u t   eG FR ) ,   [ 1 ] ,   [ 2 ]   an d   ev alu ated   f o r   an   a v er ag e   o f   1 0   s im u latio n   r u n s .     4 . 1 .     P er f o r m a nce  a na ly s is   o f   t ra ini ng   t im e   Tra in in g   tim o r   tim co n s u m ed   in   tr ain in g   th s am p les  f o r   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s with   b o th   clin ical  p ar am eter s   an d   s y m p to m s   wer ev alu ate d   u s in g   ( 1 6 ) .   I n   ( 1 6 )   th e   tr ain in g   tim e      is   m ea s u r ed   b ased   o n   th e   s am p les      an d   t h tim co n s u m e d   in   p er f o r m i n g   o v er all  p r e d ictio n   o f   k id n e y   d is ea s e   is     (       ) .   I t is m ea s u r ed   in   te r m s   o f   m illi s ec o n d s   ( m s ) .      =   = 1   (       )   ( 1 6 )     T ab le  1   lis ts   th tab u latio n   r es u lts   o f   tr ain i n g   tim e   b y   s u b s titu tin g   th e   v alu es   in   ( 1 6 )   f o r   tw o   ex is tin g   m eth o d s ,   d ee p   e n s em b le  [ 1 ]   R NN  [ 2 ]   a n d   p r o p o s ed   C DB DP - B GA.      was  r ed u ce d   u s in g   th e   p r o p o s ed   C DB DP - B G A   m eth o d   b y   2 9 % c o m p a r ed   to   [ 1 ]   an d   3 8 % c o m p ar ed   to   [ 2 ] .       T ab le  1 .   T a b u latio n   o f   tr ain in g   tim u s in g   p r o p o s ed   C DB D P - B GA  m eth o d ,   d ee p   e n s em b l [ 1 ]   a n d   R NN  [ 2 ]   S a mp l e s   Tr a i n i n g   t i me   ( ms)   C D B D P - B G A   D e e p   e n sem b l e   R N N   5 0 0   1 2 5   1 6 5   2 4 0   1 , 0 0 0   1 4 5   2 0 0   2 5 5   1 , 5 0 0   1 5 5   2 1 5   2 7 0   2 , 0 0 0   1 6 8   2 4 5   2 8 5   2 , 5 0 0   1 8 5   2 8 0   3 1 5   3 , 0 0 0   2 0 5   3 1 5   3 3 0   3 , 5 0 0   2 2 5   3 3 8   3 4 5   4 , 0 0 0   2 4 0   3 5 5   3 7 5   4 , 5 0 0   2 8 5   3 8 0   3 9 0   5 , 0 0 0   3 1 5   4 0 5   4 1 5   5 0 0   1 2 5   1 6 5   2 4 0       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       C o n text  d ep en d e n t b id ir ec tio n a l d ee p   lea r n in g   a n d   B a ye s ia n   g a u s s ia n   a u to - en c o d er    ( Ja ya s h r ee   M )   395   4 . 2 .     P er f o r m a nce  a na ly s is   o f   prec is io n,  re ca ll,  a cc ura cy   a nd   F - m ea s ure   T h p er f o r m an ce   m etr ics  s u ch   as  p r ec is io n   an d   r ec all  wer ap p lied   to   th u n s tr u ctu r ed   s am p le  in s tan ce s   f r o m   s am p le  s p ac e .   Pre cisi o n   an d   r ec all  ar f o r m u lated   u s in g   ( 1 7 )   an d   ( 1 8 )   r es p ec tiv ely .   Fro m   th e   ( 1 7 )   a n d   ( 1 8 )   p r ec is io n      an d   r ec all     ar ev alu ated   b ased   o n   th e   tr u p o s itiv r ate  ( i. e. ,   d is ea s ed   p atien ts   id en tifie d   as  d is ea s ed )    ,   f alse  p o s itiv r ate  ( i.e . ,   d i s ea s ed   p atien ts   id en tifie d   as  n o r m al  s am p les)     an d   th f alse  n eg ativ r ate  ( i.e . ,   n o r m al  s am p les  id en tifie d   as  d is ea s e d   p atien ts )      r esp ec tiv ely .   T h e   ef f icien cy   o f   class if ier   was  m ea s u r ed   em p l o y in g   th e   F - m ea s u r e.   T h e   F - m ea s u r e   was  m ath em atica lly   f o r m u lated   an d   is   p r esen ted   u s in g   ( 1 9 ) .   I n   ( 1 9 )   F - m ea s u r  ,   is   ev alu ated   b y   co n s id er in g   th e   p r ec is io n      a n d   r ec all     r ate.   Fin ally ,   ac c u r ac y   o r   p r ed ictio n   k id n ey   d is ea s ac cu r ac y   i s   ev alu ated   u s in g   ( 2 0 ) .   I n   ( 2 0 ) ,   ac cu r ac y      is   m ea s u r ed   u s in g   th tr u p o s itiv r ate   ( i.e . ,   i. e. ,   d is ea s ed   p atien ts   id en tifie d   as d is ea s ed )       in d icate s   f alse p o s itiv ( i.e . ,   d is ea s ed   p atien ts   id en tifie d   as n o r m al  s am p les)  an d   th f alse  n eg ativ r ate  ( i.e . ,   n o r m al  s am p les  id en tifie d   as  d is ea s ed   p atien ts )      an d   tr u n eg ativ r at e   ( i.e . ,   d is ea s ed   p atien ts   id en tifi ed   as n o r m al  s am p les)     r esp ec tiv ely .     =   +  100   ( 1 7 )      =   +  100   ( 1 8 )      = 2  +    ( 1 9 )      =  +   +  +  +    ( 2 0 )     Fig u r 4   g iv e n   ab o v s h o w s   th g r ap h ical  r ep r esen tatio n s   o f   p r ec is io n ,   r ec all,   ac c u r ac y   an d     F - m ea s u r with   eGFR   b y   s u b s titu tin g   th e   v alu es  i n   ( 1 7 )   to   ( 2 0 ) .   Fro m   th e   Fig u r e   4   it  is   in f er r ed   th at  t h f o u r - p er f o r m an ce   m etr ics,  p r ec is io n ,   r ec all,   ac cu r ac y   a n d   F - m ea s u r with   eGFR   u s in g   th e   p r o p o s ed   C DB DP - B GA   m eth o d   is   f o u n d   to   b c o m p a r ativ ely   b etter   th an   [ 1 ]   a n d   [ 2 ] .   Als o ,   with   5 0 0   s am p les  p r o v id ed   as   in p u t,   th e   tr u p o s itiv r ate  u s in g   th th r ee   m eth o d s   was  o b s er v ed   t o   b 4 8 5 ,   4 7 0 ,   an d   4 5 5 .   I n   s im ilar   m an n e r ,   th e   f alse  p o s itiv r ate  u s in g   th th r ee   m eth o d s   with   eGFR   was  f o u n d   to   b 1 5 ,   3 0 ,   an d   4 5 .   As  r esu lt  th o v er all  p r ec is io n   with   eGFR   was  f o u n d   to   b e   9 7 %,  9 4 % ,   an d   9 1 %.   I n   s im ilar   m an n e r ,   th e   f alse   n eg ativ e   r ate   u s in g   th th r ee   m eth o d s   was  f o u n d   t o   b e   5 0 ,   6 5 ,   an d   1 0 0 ,   t h er ef o r h y p o t h esizin g   th r ec all  r ate   to   b 9 7 %,  8 7 . 5 % ,   an d   8 1 . 9 8 r esp ec tiv ely .   Fin ally ,   th ac cu r ac y   an d   F - m ea s u r with   eGFR   was  f o u n d   t o   b 9 7 . 4 %,  9 6 . 8 %,  9 6 . 4 a n d   9 7 %,   9 0 . 8 2 %,  8 6 . 2 5 r esp ec tiv ely .   Fig u r e   5   s h o ws  p icto r ial  r e p r esen ta tio n s   o f   p r ec is io n ,   r ec all,   ac cu r ac y   an d   F - m ea s u r with o u t e GFR   b y   s u b s titu tin g   th v alu es in   ( 1 7 )   to   ( 2 0 ) .   I n   f ig u r e ,   f o u r   p ar a m eter s   o f   C DB DP - B G m eth o d   ar e   b et ter   with o u t   eGFR   b etter   th a n   [ 1 ]   a n d   [ 2 ] .   I n   s im ilar   m an n er   with o u eGFR ,   th p r ec is io n   u s in g   th th r ee   m eth o d s   wer o b s er v e d   to   b 9 4 %,  9 2 %,  9 0 %,  th r ec all  r ate  u s in g   th p r o p o s ed   C DB DP - B G m eth o d   an d   e x is tin g   m eth o d s   [ 1 ]   a n d   [ 2 ]   wer f o u n d   to   b 8 2 . 4 5 %,  7 9 . 3 1 % ,   an d   7 7 . 5 8 %.  Fin ally ,   th p r e d ictio n   k i d n ey   d is ea s ac cu r ac y   with o u eGF R   f o r   th th r ee   m eth o d s   wer f o u n d   to   b 9 8 . 7 %,   9 8 %,  9 7 . 1 % with   an   F - m ea s u r o f   8 7 . 8 4 %,  8 5 . 1 8 % ,   an d   8 3 . 3 2 %.             Fig u r 4 .   Gr a p h ical  r ep r esen tatio n s   o f   p r ec is io n ,   r ec all,   ac cu r ac y   a n d   F - m ea s u r with   eGFR     Fig u r 5 .   Gr a p h ical  r ep r esen tatio n s   o f   p r ec is io n ,   r ec all,   ac cu r ac y   a n d   F - m ea s u r with o u t e GFR       0 20 40 60 80 1 0 0 A c c u r a c y Pr e c i si o n R e c a l l F- M e a su r e ( % ) Pe r f o r m a n c e   M e t h o d s P e r f or m anc e  Ev alu at i on  w i t h out   e GF R RNN D e e p   E n se mbl e CD B DP- B GA 0 20 40 60 80 1 0 0 Acc uracy Pr e c i si o n R e c a l l F- M e a su r e ( % ) Pe r f o r m a n c e   M e t r i c s P e r f or m an c e  E v al u at i on   w i t h   e G F R RNN D e e p   E n se mbl e C D B D P- B GA Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   1 ,   Ju ly   20 25 :   387 - 3 9 8   396   Fro m   th ab o v Fig u r 4   an d   Fig u r 5   two   in f er e n ce s   ar m ad e.   First,  f o u r   p er f o r m a n ce   e v alu atio n   m etr ics,  p r ec is io n ,   r ec all,   F - m ea s u r an d   ac cu r ac y   with   eGF R   ar f o u n d   to   b e   b etter   th an   with o u ap p licatio n   o f   eGFR .   Seco n d ,   f o u r   p er f o r m an ce   ev alu atio n   m etr ics,  p r ec is io n ,   r ec all,   f - m ea s u r e   an d   ac cu r ac y   f o r   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s ar f o u n d   to   b co m p ar ativ ely   b etter   u s in g   p r o p o s ed   C DB DP - B GA  m eth o d   th an   [ 1 ]   an d   [ 2 ] .   T h r ea s o n   b eh in d   th im p r o v em en was  d u t o   th ap p licatio n   o f   id en tif y in g   th tex tu al  f ea tu r e   r ep r esen tatio n   an d   n u m er ical  f ea tu r s elec tio n   s ep ar ately   u s in g   co n tex tu al  d ep en d en B i - L STM   an d   B GA Als o ,   b o th   th e   tex tu al   f ea tu r e   r ep r esen tatio n   a n d   n u m e r ical  f ea tu r e   s elec ted   r esu lts   wer ap p lied   f in ally   f o r   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s e.   I n   th e   class if icatio n   s tag e,   So f tMa x   ac tiv atio n   f u n ctio n   alo n g   with   eGFR   an d   th clin ical  p ar am eter s   ( i.e . ,   t h n u m er ical  f ea tu r es  s elec ted )   wer em p lo y e d   f o r   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s e.   T h is   in   tu r n   f in ally   r esu lte d   in   th im p r o v em en o f   p r ec is io n ,   r ec all,   F - m ea s u r an d   ac c u r a cy   in   s ig n if ican t   m an n er .       5.   CO NCLU SI O N   Pre d ictio n   o f   k id n e y   d is ea s with   b o th   clin ical  p ar am eter s   an d   s y m p to m s   p a v way   f o r   ef f icien cy   d iag n o s is .   Hen ce ,   d esira b le   wo r k   is   c o n s id er ed   th at   m ay   ass is in   an aly zin g   th e   p r ed ictio n   o f   k i d n ey   illn ess ,   th er ef o r e   r ed u cin g   t h m o r tality   to   g r ea ter   e x te n t.  Pas r esear ch   wo r k s   u n d er s co r p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s em p lo y in g   d if f e r en c o n v en tio n al  an d   n o n - c o n v e n tio n al  m eth o d s ,   to   n am e   f ew  b ein g ,   ML ,   DL ,   an d   s o   o n .   I n   th is   wo r k ,   C DB D P - B GA  f o r   p r ed ictio n   o f   k id n ey   d is ea s i s   p r o p o s ed .   T h ex p e r im en tati o n   r esu lts   v alid ated   th at   th C DB DP - B GA  m eth o d   im p ar ts   b etter   r es u lts   in   p er f o r m a n ce   m etr ics  li k e,   p r ec is io n ,   r ec all,   f - m ea s u r e,   ac cu r ac y   an d   tr ai n in g   tim e   co m p ar ed   to   th co n v en tio n al  m eth o d s .   I n   f u tu r e,   th e   d if f er en t   p r ep r o ce s s in g   is   u tili ze d   to   esti m ate   m is s in g   d ata  f o r   p r ed ictio n   o f   k i d n ey   d is ea s i n   ea r ly   s tag with   m in im u m   tim e.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   wo r k   h as n o t b ee n   f u n d e d   b y   a n y   s o u r ce .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   J ay ash r ee                                 An ith N                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   -   T h C h r o n ic  Kid n ey   Dis ea s d ataset  u s ed   in   th is   s tu d y   ca n   b ac ce s s ed   f r o m   th e   UC I   Ma ch in L ea r n in g   R ep o s ito r y   f r o m   h ttp s ://ar ch iv e. ics.u ci. ed u /d ataset/3 3 6 /ch r o n ic+ k id n ey + d is ea s e .   -   T h T witter   Hea lth   New s   d ataset  i s   av ailab le  at  th f o llo win g   lin k :   h ttp s ://ar ch iv e. ics.u ci. ed u /d ata s et/4 3 8 /h ea lth +n ews+in +twitter .   -   T h c o m p a r is o n   r esu lts   p r esen ted   in   th is   s tu d y   ar b ased   o n   d ata  f r o m   R ef er en ce   [ 1 ]   an d   R ef er en ce   [ 2 ] .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   D .   S a i f ,   A .   M .   S a r h a n ,   a n d   N .   M .   El sh e n n a w y ,   D e e p - k i d n e y :   a n   e f f e c t i v e   d e e p   l e a r n i n g   f r a m e w o r k   f o r   c h r o n i c   k i d n e y   d i sea s e   p r e d i c t i o n ,   H e a l t h   I n f o rm a t i o n   S c i e n c e   a n d   S y st e m s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 7 5 5 - 0 2 3 - 0 0 2 6 1 - 8.   [ 2 ]   Y .   Z h u ,   D .   B i ,   M .   S a u n d e r s,   a n d   Y .   Ji ,   P r e d i c t i o n   o f   c h r o n i c   k i d n e y   d i sea se   p r o g r e ss i o n   u s i n g   r e c u r r e n t   n e u r a l   n e t w o r k   a n d   e l e c t r o n i c   h e a l t h   r e c o r d s,”   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 023 - 4 9 2 7 1 - 2.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.