I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 ,   p p .   3519 ~ 3 5 2 6   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 3 5 1 9 - 3 5 2 6           3519       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A  no v el  co nv o luti o na l neural net wo rk  a rchit ectur e f o r  Alzheimer ’s  disea se cla ss ificatio n u sing   ma g netic  res o na nce  ima g ing   da ta       Su ha ila   Abuo wa ida 1 ,   Z a i d M us t a f a 2 ,   Ahm a d Aburo m ma n 3 ,   Na wa f   Als hd a if a t 4 ,   M us a b Iq t a it 3   1 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 ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   Te c h n o l o g y ,   A l   a l - B a y t   U n i v e r si t y ,   M a f r a q ,   J o r d a n   2 P r i n c e   A b d u l l a h   b i n   G h a z i ,   F a c u l t y   o f   I n f o r mat i o n   a n d   C o m mu n i c a t i o n   Te c h n o l o g y ,   A l - B a l q a   A p p l i e d   U n i v e r si t y ,   A l - S a l t ,   J o r d a n   3 D e p a r t me n t   o f   D a t a   S c i e n c e   a n d   A I ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   T e c h n o l o g y ,   Z a r q a   U n i v e r si t y ,   Za r q a ,   J o r d a n   4 F a c u l t y   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   A p p l i e d   S c i e n c e   P r i v a t e   U n i v e r si t y ,   A mm a n ,   J o r d a n       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 4 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Feb   1 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   4 ,   2 0 2 5       Ac c u ra te  c a teg o riza ti o n   o f  Alz h e ime r’s  d ise a se   is  c ru c ial  fo r  m e d ica l   d iag n o sis  a n d   th e   d e v e lo p m e n t   o f  th e ra p e u ti c   stra teg ies .   De e p   lea rn in g   m o d e ls  h a v e   sh o wn   si g n ifi c a n t   p o ten ti a l  in   th is  e n d e a v o r;  h o w e v e r,   th e y   o ften   e n c o u n ter  d iffi c u l ti e s  d u e   t o   th e   in tri c a te  a n d   v a ried   c h a ra c teristics   o f  Alz h e ime r’s  d ise a se .   To   a d d re s s  th is  d iffi c u l ty ,   we   su g g e st  a   n e w  a n d   in n o v a ti v e   a rc h it e c tu re   f o r  Alz h e i m e r’s  d ise a se   c las sific a ti o n   u si n g   m a g n e ti c   re so n a n c e   d a ta.  Th is  d e sig n   is   n a m e d   Re s - BRNe t  a n d   c o m b in e s  d e e p   re sid u a l   a n d   b o u n d a ry - b a se d   c o n v o lu ti o n a l  n e u ra l  n e two rk s   (CNN s).    Re s - BRNe t  u ti li z e s  a   m e th o d ica l  fu sio n   o f  b o u n d a r y - fo c u se d   p ro c e d u re s  with in   a d a p ted   sp a ti a l  a n d   re si d u a l  b l o c k s.  T h e   sp a ti a l  b lo c k s  re tri e v e   in fo rm a ti o n   re latin g   t o   u n ifo rm it y ,   d iv e rsity ,   a n d   b o u n d a ries   o f  A lzh e ime r’s  d ise a se ,   a lt h o u g h   t h e   re sid u a l  b l o c k s  su c c e ss fu ll y   c a p t u re   tex tu re   d iffere n c e s   a t  b o t h   l o c a l  a n d   g lo b a l  lev e ls.  We  c o n d u c ted   a   p e rf o rm a n c e   a ss e ss m e n t  o f  Re s - BRNe t .   Th e   Re s - BRNe t  su rp a ss e d   c o n v e n ti o n a l   CNN   m o d e ls,  wit h   o u tstan d in g   le v e ls  o f  a c c u ra c y   ( 9 9 . 2 2 % ).   Th e   fi n d i n g s  in d ica te  th a t  Re s - BRNe t  h a s  p ro m ise   a s  a   to o l  fo r   c las sify in g   Alz h e ime r’s  d ise a se ,   with   th e   a b il it y   to   e n h a n c e   th e   p re c isio n   a n d   e ffe c ti v e n e ss   o f  c li n ica l  d ia g n o sis  a n d   trea tme n t  p lan n in g   K ey w o r d s :   Alzh eim er ’ s   C las s if icatio n     C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   Dee p   lear n in g     Hea lth   ca r e    T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Su h aila  Ab u o waid a   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   Facu lty   o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,   Al  Al - B ay t U n iv er s ity   Ma f r aq ,   J o r d an   E m ail: su h ilao wid a@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Alzh eim er ’ s   d is ea s e   ( AD)   is   an   ev er - in c r ea s in g   th r ea t  i n   th e  wo r ld ,   p r o v in g   th e  n ee d   to   d iag n o s e  it   an d   d if f e r en tiate  it  f r o m   o th e r   s im ilar   co n d itio n s .   T h e  p r esen t  th er ap eu tic  d ia g n o s is   d ep en d s   o n   th e  e x p er t   r ea d in g   o f   r ad i o lo g is ts ,   wh ic h   is   co n s id er ed   e r r o n eo u s   b e ca u s e  th ey   ar e  h u m a n   b ei n g s .   T h er e   is   g r o win g   ev id en ce   o n   th e   ap p licatio n   o f   d ee p   lear n i n g   in   ea r ly   AD  d iag n o s is   [ 1 ] .   AD,   a   n eu r o lo g ical  illn ess ,   h as   b ec o m e  m o r e   co m m o n   a n d   is   to d ay   th e  f o u r th   lead i n g   ca u s e  o f   m o r tality   in   in d u s tr ializ ed   n atio n s   [ 2 ] ,   [ 3 ] .  T h e  p r im a r y   s y m p to m s   o f   Al zh eim er ’ s   d is ea s e  ar e  m e m o r y   lo s s   an d   co g n itiv e  d ec lin e,   wh ich   o cc u r   d u e  to   th e  d eg e n er atio n   an d   d ea th   o f   n eu r o n s   ass o ciate d   with   m em o r y   in   th e   b r ain .   Mild   c o g n itiv e  im p air m en t  ( MCI)   is   a  s tate  th at  lies   b e twee n   n o r m al  b r ain   f u n ctio n   an d   AD  [ 4 ] .   Ov er   tim e ,   Alzh eim er ’ s   d is ea s e   p r o g r ess es  f r o m   th e  f ir s t  s tag e  o f   m o d er ate   co g n itiv e  im p a ir m en t  ( MCI)   to   d em e n tia.   Stu d ies  in d icate   th a t   in d iv id u als with   MCI   h av e  a   1 0 %   to   1 5 % a n n u al  r is k   o f   d ev elo p in g   Alzh eim er ’ s   d is ea s e  [ 2 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   3 5 1 9 - 3 5 2 6   3520   E ar ly   id en tific atio n   o f   p er s o n s   with   MCI  m ay   h in d er   o r   d ela y   th e  p r o g r ess io n   f r o m   t h e  MCI  s tag e  to   Alzh eim er ’ s   d is ea s e .   Patien ts   in   th e   in ter m ed iate   p h ases   o f   MCI  ex h ib it  s u b tle  alter atio n s   in   th e   co n f ig u r atio n   o f   th eir   ce r eb r al   lesi o n s   [ 5 ] .   T h e  m o s t  r ec e n t  r esear ch   s u g g ests   th at  ea r ly   m o d er ate  c o g n itiv e  im p air m e n t  ( E MCI)   is   s ee n   in   th e  ea r ly   s tag es  o f   MCI.   C o n v er s ely ,   late  m ild   co g n itiv e  im p a ir m en t  ( L MCI)   o r   p r o g r ess iv e  m ild   co g n itiv e  im p air m en t  ( PMC I )   is   ch ar ac ter ized   b y   a  s tead y   wo r s en in g   o f   s y m p to m s   o v er   tim e  [ 6 ] .   As  s y m p t o m s   ad v a n ce   an d   tr an s itio n   f r o m   o n e  s tag e  to   th e  n e x t,  m ed ical  p r o f ess io n als  ex er cise  m o r e  ca u tio n .   R esear ch er s   m a y   f ac e   ch allen g es  wh en   tr y in g   to   d is ce r n   v ar iatio n s   in   s p ec i f ic  s y m p to m s   ac r o s s   d if f er en t  p o p u latio n s .   Po s itro n   em is s io n   to m o g r ap h y   ( P E T ) ,   m ag n etic  r eso n an ce   im ag in g   ( MRI) ,   an d   co m p u ted   to m o g r ap h y   ( C T )   ar e  d is tin ct  m ed ical  im ag in g   m eth o d s   th at  p r o v id e  s tan d ar d iz ed   test in g   f o r m ats   an d   ess en tial im ag es f o r   ex p er im en tal  o p er atio n s   in   th e  ar ea   o f   m ed icin e  [ 7 ] .   M R I   is   wi d e l y   r e c o g n i z e d   as   a   v e r y   e f f i c i e n t   a n d   s e c u r e   t ec h n o l o g y   f o r   d e t e c t i n g   m a n y   c o n d i t i o n s ,   i n c l u d i n g   b r a i n   t u m o r s ,   n e u r o l o g i c a l   il l n es s es ,   s p i n a l  c o r d   i n j u r i e s   a n d   a b n o r m a l it i es ,   a n d   l i v e r   d i s e as es     [ 8 ] – [ 1 0 ] .   T h e   e x c e p t i o n a l   s e n s i t i v i t y   o f   t h is   t e c h n i q u e   e n a b l es   e a r l y   d e t e c ti o n   o f   d i s e a s es ,   h e n c e   e n h a n c i n g   i t s   v e r s a t il i t y   [ 1 1 ] – [ 1 4 ] .   T h e   d i s t i n c t   a t t r i b u t es   o f   v a r i o u s   M R I   s e q u e n c e s   m a y   b e   a d v a n t a g e o u s   f o r   a   r a n g e   o f   m e d i c a l   c o n d i ti o n s .   T h is   s t u d y   p r e s e n t s   a   n o v e l   a p p r o a c h   f o r   c l a s s i f y i n g   Al z h e i m e r ’ s   d is e a s e   i n   MR I   i m a g es   u s i n g   a   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   ( C NN ) .   T h e   R es - B R N e t ,   a   n o v e l   C N N   a r c h i t e ct u r e ,   i s   p r o p o s e d   as   a  s u i t a b le   c h o i c e   f o r   cl a s s i f y i n g   A l z h e i m e r ’ s   d is e as e .   W e   e v a l u a t e d   t h e   p r e d ic t i v e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   n o v e l  s t r a t e g y   o n   t h e   e x p e r i m e n t a l   d at a s et   a n d   c o m p a r e d   i t   t o   o t h e r   s t a t e - of - t h e - a r t   C NN s   a n d   t r a d i ti o n a l   a p p r o a c h e s .   C o n tr ib u tio n s   to   th e  p lan n e d   wo r k :  T h e  R es - B R Net  is   an   in n o v ativ e  ar c h itectu r e  th at  c o m b in es  d ee p   r esid u al  an d   r e g io n al  co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k s .   I t  is   s p ec if ically   b u ilt  to   class if y   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   T h e  R es - B R Net  em p lo y s   a  f u s io n   o f   s p atial  an d   r esid u al   b lo ck s   to   ac c u r ately   ca p tu r e   co m p lex   p atter n s   lin k e d   to   Alzh eim er ’ s   d is ea s e  in   b r ain   MRIs.  T h is   s tr ateg y   im p r o v es  th e  p r ec is io n   o f   th e  class if icatio n   m o d el  f o r   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   R e s - B R Net  u s ed   s p atial  co n n ec tio n s   an d   tex tu r al  v ar iatio n s   d er i v e d   f r o m   MRI  im ag es  o f   p atien ts   d iag n o s ed   with   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   T h e  u s e  o f   r eg io n al  an d   b o u n d ar y - b as ed   tech n iq u es  in   a  p r ed eter m in e d   o r d e r   in s id e  d if f er en t  s p atial  an d   r esid u a l  b lo ck s   m ad e  th is   p o s s ib le .   T h e  R es - B R Net   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k   in co r p o r ates  r esid u al  an d   s p atial  b lo ck s   to   en h a n ce   d if f er e n tiatio n   a n d   g en er aliza tio n .   T h e  ab ilit y   to   ex tr ac t  b o th   b o u n d ar y - d r iv e n   p r o p er ties   an d   ab s tr ac t  p att er n s   is   a  f ea tu r e  o f   s p atial  b lo ck s .   T h e  r e m ain in g   b lo ck s   at  th e  tar g et  lev el  also   g et  in f o r m atio n   o n   b o th   lo ca l  an d   g lo b al  ch an g es   in   th e  tex tu r e  o f   Alzh eim e r ’ s   d is ea s e.   T h e  s ec tio n s   ar e  ar r an g ed   in   th e  f o llo win g   o r d e r :  T h e  “r elate d   wo r k ”   s ec tio n   p r esen ts   th e  latest   s tu d ies  o n   th e  ea r ly   id en tific atio n   o f   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   T h e  “m eth o d ”   s ec tio n   p r o v id es  a  d etailed   ex p lan atio n   o f   th e  r ec o m m en d ed   ap p r o ac h   f o r   d iag n o s in g   AD.   T h e  “d is cu s s io n ”   s ec tio n   th o r o u g h ly   ex a m in es   th e  ex p er im e n tal  r esu lts ,   in clu d in g   ex te n s iv e  ex p lan atio n s   an d   co m p a r is o n s   to   p r e v io u s   s tu d ies.  T h e   “c o n clu s io n ”   s ec tio n   o f f er s   a  s u cc in ct  o v er v iew  o f   o u r   f in al  d is co v er ies       2.   RE L AT E D   W O R K   L ately ,   th er e  h as  b ee n   a  n o tab le  s u r g e  in   th e  u s e  o f   d ee p   lear n in g   tec h n iq u es  to   ca teg o r ize   Alzh eim er ’ s   d is ea s e  b y   ex am i n in g   d ata  f r o m   s ev er al  b r ain   i m ag in g   m o d alities .   Mu ltip le  s tu d ies  h av e   s h o wn   th at  C NNs  m ay   b e  en h a n ce d   to   class if y   Alzh eim er ’ s   d is ea s e  b y   u s in g   s am p le  d ata  o b tai n ed   f r o m   d if f er e n t   im ag in g   m o d alities .   T h e   r esea r ch er s   in   r ef e r en ce   [ 1 5 ]   d ev el o p ed   a  tech n iq u e   f o r   p r ed ictin g   th e   co n v er s io n   o f   MCI  u s in g   d o m ai n   tr an s f er   le ar n in g .   T h e  r esear ch er s   u s ed   s ev er al  tech n iq u es,  i n clu d in g   tar g et  an d   au x iliar y   d o m ain   d ata  s am p les.  T h ey   attain ed   a  p r ed ictio n   ac cu r ac y   o f   7 9 . 4 0 % b y   u s in g   e x p er im e n tal  m eth o d o lo g ies i n   d o m ain   tr an s f er   lear n in g .   T h e   au th o r   o f   th e  p a p er   [ 1 6 ]   p r o p o s es  a  r o b u s t  an d   ef f icien t  d ee p - lear n in g   m eth o d   th at  lev er ag es  MRI  an d   PET   m o d alities .   T o   en h an ce   t h eir   ab ilit y   to   ca teg o r ize,   th ey   u s ed   a  d r o p o u t   m eth o d o l o g y .   I n   ad d itio n ,   r esear ch er s   u s ed   th e  m u ltit ask   lear n in g   m eth o d o lo g y   o f   th e  d ee p   lear n in g   f r am ewo r k   to   ass ess   th e  d is p ar ities   b etwe en   m o d els  with   an d   with o u t  d r o p o u ts .   T h e  d r o p o u t  m eth o d   y ield e d   ex p er im en tal  f i n d in g s   th at  d e m o n s tr ated   a  5 . 9 % im p r o v em e n t.   A  d if f er en t   r esear ch   s tu d y   [ 1 7 ]   u s ed   a   Seg Net - b ased   d ee p   le ar n in g   a p p r o ac h   t o   id e n tify   th e  s p ec if ic   lo ca l  b r ain   m o r p h o lo g ical  tr aits   th at  ar e  es s en tial  f o r   id en tify in g   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   T h e  r esear ch er s   f o u n d   th at  u s in g   a   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h   with   a  p r e - tr ain e d   m o d el  s ig n if ican tly   e n h an ce d   th e   p er f o r m an ce   o f   th e   class if ier .   Me an wh ile,   Ç eleb i  an d   E m ir o ğ l u   [ 1 8 ]   u s ed   m o r p h o m et r ic  im ag es  ac q u ir ed   u s in g   ten s o r - b ased   m o r p h o m etr y   ( T B M)   p r ep r o c ess in g   o f   MRI  d ata.   T h eir   s tu d y   u s ed   th e  d ee p ,   co m p ac t  b l o ck - b ased   Xce p tio n   ar ch itectu r eb ased   d ee p   lear n i n g   m eth o d ,   y ield i n g   a  s ig n if i ca n t  d eg r ee   o f   p r ec is io n   in   d etec tin g   ea r ly - s tag e   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   Ho wev er ,   th is   s tu d y   d id   n o t  d ir ec tly   ad d r ess   is s u es  r elate d   to   d ata s et  u n p r ed ictab ilit y ,   o v er f itti n g ,   an d   t h e  ch allen g es   ass o ciate d   with   ex tr ac tin g   im ag e  ch ar ac ter is tics   f r o m   T B M.   B ag lat  et  a l.   [ 1 9 ]   c o n s tr u cte d   h y b r id   m ac h in e  lear n in g   m o d els  u s in g   s u p p o r t   v ec to r   m ac h in es   ( SVM) ,   r an d o m   f o r ests ,   an d   l o g is tic  r eg r ess io n   to   d etec t  Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   T h eir   m o d e ls   u s ed   MRI  p atien t   p ictu r es  d er iv ed   f r o m   th e  OASI S  d ataset.   Fu ’ ad ah   et  a l.   [ 2 0 ]   co n s tr u cted   a  class if icatio n   m o d el  u s in g   a  C NN  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l c o n vo lu tio n a l n e u r a l  n etw o r k  a r ch itectu r e  fo r   A lz h e imer’s d is ea s e   …   ( S u h a ila   A b u o w a id a )   3521   th at  was  b u ilt  u p o n   th e   ar c h itectu r e  o f   Alex Net.   T h ey   attain ed   a   9 5 %   ac cu r ac y   r ate   b y   u s in g   a  c o llectio n   o f   MRI  p ictu r es  lin k ed   to   Alzh ei m er ’ s   d is ea s e.   Mu r u g an   et  a l.   [ 2 1 ]   d ev is ed   a  C NN  m o d el  s p ec if ically   tailo r ed   to   d etec t  an d   ca teg o r ize  in s tan ce s   o f   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   T h eir   p r o p o s ed   m o d el   co n s is ted   o f   two   co n v o l u tio n al  lay er s ,   o n e  m a x - p o o lin g   lay e r ,   an d   f o u r   d e m en tia  n etwo r k   b lo c k s .   W h en   ev alu ated   u s in g   th e  ADNI   MRI  im ag in g   d ataset,   it  attain ed   a  p r ec is io n   o f   9 5 . 2 3 %.  R allab an d i  et  a l.   [ 2 2 ]   d e v i s ed   a  m eth o d   th at  em p lo y s   th e   ADNI   d atab ase  t o   id en tif y   an d   ca teg o r ize  Alz h eim er ’ s   d is ea s e  in   el d er ly   i n d iv id u als  with   in tact   co g n itiv e  f u n ctio n .   T h eir   m o d el  ac h iev ed   a  7 5 % a cc u r ac y   r a te .    T o   im p r o v e  th e  ac cu r ac y   o f   f in d in g   Alzh eim er ’ s   d is ea s e,   th is   m o d el  u s es  weig h t  r an d o m izatio n ,   d ee p   f ea t u r e  co n ca ten atio n ,   a n d   g r ad ien t - weig h ted   class   ac tiv atio n   m ap p in g .   B am b er   a n d   Vis h v ak ar m a   [ 2 3 ]   d ev elo p e d   a  C NN  to   class if y   Alzh eim er ’ s   d is ea s e  in   m ed ical  im ag e  p atch es.  C NN  u s ed   a  s u p er f icial   co n v o l u tio n al  lay er   an d   ac h ie v ed   a  p r ec is io n   r ate  o f   9 8 %.  T h e  m o d if ied   I n ce p tio n V3   m o d el  cr ea ted   b y   [ 2 4 ]   was  v er y   g o o d   at  p u ttin g   b r ai n   MRIs  in to   g r o u p s   th at  s h o w ed   th e  d if f er en t  s tag es  o f   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   I t   s u r p ass ed   co n v e n tio n al  m eth o d s ,   ac h iev in g   a  test   ac cu r ac y   o f   9 8 . 6 7 %.   So m e  o f   th e   latest  wo r k s   h a v e  s h o w n   h o w  T B M  in teg r ated   with   d ee p   lear n in g   ca n   id en tif y   v o l u m es  o f   d if f er en ce s   in   AD  b y   m ea s u r in g   tis s u e   v o lu m es  o f   ce r tain   p ar ts   o f   th e  b r ain   s u c h   as  th e  h ip p o ca m p u s   an d   tem p o r al  lo b e  with   a n   ac cu r ac y   r ate  o f   u p   to   9 3 %  [ 2 5 ] .   Usi n g   R esNet - 1 8   f o r   f ea tu r e  ex t r ac tio n   an d   with   co m b in ed   I MPA - MSVM   AD  cla s s if icatio n   ac cu r ac y   o f   u p   to   9 8 . 4 3 % wa s   o b tain ed   u s in g   th e  ADNI   d ata s et  [ 2 6 ] .       3.   M E T H O D   T h is   p ap er   i n tr o d u ce s   an   in n o v ativ e  d ee p   r esid u al  an d   r e g io n al  C NN  ar ch itectu r e  f o r   th e  au to m ated   class if icatio n   o f   Alzh eim er ’ s   d is ea s e  b ased   o n   MRI  d ata.   S ev er al  well - k n o wn   p e r f o r m an ce   m etr ics  ar e  u s ed   to   test   h o w  well  th e  p r o p o s ed   class if icat io n   m eth o d   wo r k s ,   an d   th e  r esu lts   ar e  co m p ar ed   t o   th o s e  o f   ex is tin g   C NNs.   An   in cr ea s e   in   th e  n u m b er   o f   tr ain i n g   ex am p les  in   th e  ex p er im en tal  s etu p   m a y   lead   to   im p r o v ed   g en er aliza tio n .   Fig u r e   1   p r esen ts   a  s u cc in ct  an d   th o r o u g h   r ep r esen tatio n   o f   t h e  r ec o g n ized   class if icatio n   m eth o d   f o r   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.           Fig u r e   1.   T h e   d etailed   ar ch itec tu r e   of   th e   s u g g ested   ap p r o ac h   f o r   class if y in g   f o r   Alzh eim er ’ s   d i s e as e   ass o ciate d   with   Alzh eim er ’ s   d i s e as e       3 . 1 .     T he   d a t a s e t   T h is   wo r k   u s ed   d atasets   f r o m   r ep u tab le   o r g a n izatio n s   s u ch   as   Kag g le,   ADNI 3 7 ,   an d   OASI S 3 8 ,   wh ich   ar e  ac ce s s ib le  f o r   r esear ch   an d   in s tr u ctio n al  p u r p o s es.   T h e  MRI  ADNI   d ataset  co m p r is es  th e  MRI  s ca n s   u s ed   in   th is   in v esti g atio n .   T h e   ADNI   d ataset  in clu d es  in d iv id u al s   d iag n o s ed   with   Alzh eim er ’ s   d is ea s e,   MCI ,   an d   h ea lth y   co n t r o ls .   T h e  ADNI   co llectio n   in clu d es  g e n etic  d ata,   co g n itiv e  ass ess m en ts ,   b lo o d   a n d   C SF   b io m ar k e r s ,   MRI  an d   PET   s ca n s ,   an d   clin ical  in f o r m atio n .     3 . 2 .     Dev el o pm ent   of   deep   Res - B RNe t   c a t e g o r i z a t i o n   F o r   t h is   i n v es t i g at i o n ,   w e  u s ed   C NN s   t o   a c q u i r e  k n o w l e d g e   a b o u t   t h e   M R I   p at t e r n s   as s o c i a t e d   w i t h   A l z h e i m e r ’ s   d is e a s e .   T h e   c a p ac i t y   o f   C N Ns   t o   a c q u i r e   k n o wle d g e   a b o u t   i m a g e   f e a t u r es   a n d   p a t t e r n s   s e r v e s   a s   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   3 5 1 9 - 3 5 2 6   3522   d r i v i n g   f o r c e   f o r   t h e i r   u s e   i n   t a s k s   s u c h   a s   c la s s i f i ca t i o n   a n d   i d e n t i f i c at i o n .   C NN s   a r e   w i d e l y   u s e d   t o   e x t r a c t  f e a t u r e s   a n d   c a te g o r i z e   d a t a ,   m o s t l y   d u e   t o   t h e i r   l e a r n i n g   c a p a c i t y .   O u r   s t u d y   p r e s e n t e d   R e s - B R N et ,   C N N  a r c h i t e c t u r e   t h at   u t i li z e s   b o u n d a r y   a n d   r e g i o n - b a s e d   t e c h n i q u e s   t o   a c c u r a t e l y   d e t ec t   A lz h e i m er ’ s   d i s e as e   i n   b r a i n   M R I   d at a .   T h e   p r o p o s e d   m e th o d o l o g y   e x t r a c t s   i n f o r m a t i o n   a b o u t   A l z h ei m e r ’ s   d i s e a s e   p at t e r n s   d i r e c tl y   f r o m   M R I   s ca n s ,   c o v e r i n g   t h e   e n t i r e   p r o c e s s .   T h e   f i n a l   cl a s s i f ic a ti o n s   a r e   p e r f o r m e d   u s i n g   t h e   l a s t   f u l l y   c o n n e c t ed   l a y e r s   a n d   S o f t Ma x - b a s e d   o p er a t i o n s   o f   t h e   r e c o m m e n d e d   C N N s .   C o n v e n ti o n a l   i m a g e   p r o c e s s i n g   t ec h n i q u e s   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ]   h a d   a n   i m p a c t   o n   t h e  d e s i g n   o f   R es - B R Ne t .   A d d i n g   c o n v o l u t i o n   o p e r a t o r s   t o   t h e   p r o p o s e d   f r a m e w o r k   i m p r o v e s   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   r e g i o n   a n d   b o u n d a r y - b a s e d   o p e r a t o r s   s o   t h a t   p a tt e r n s   o f   A l z h e i m e r ’ s   d is e as e   c a n   b e   c a p t u r e d   m o r e   a c c u r a t e l y .   Fi g u r e   2   i l l u s t r a t es   h o w   w e   u s e   s p a t i al   a n d   r e s i d u al   b l o c k s   as   in i t i a l   c o m p o n e n ts   t o   d e m o n s t r a t e   t h e   r o l e   o f   a r e a   u n i f o r m i t y   a n d   b o u n d a r y - r e l a t e d   f a c t o r s   i n   h e l p i n g   C NN s   d et e c t  p a t t e r n s   C o m p a r e d   t o   s p a t i al   b l o c k   l ea r n i n g ,   r e s i d u a l  l e a r n i n g   le ts   t h e   a l g o r i t h m   t a k e   i n t o   a c co u n t   s m a l l  c h a n g e s   i n   t e x t u r e   a n d   c o n t r a s t,   g e t   a r o u n d   t h e   p r o b l e m   o f   v a n i s h i n g   g r a d i e n t s ,   a n d   i m p r o v e   t h e   l e a r n e d   f e a t u r e   m a p s   a n d   a l g o r i t h m   c o n v e r g e n c e .   T h e   R e s - B R N et   a r c h i t e ctu r e   c o m p r i s e s   a n   i n it i a l   s e t   o f   t h r e e   s p a t ia l   b l o c k s ,   f o l l o w e d   b y   f o u r   r e s i d u a l  b lo c k s .   E a c h   s p a t i al   b l o c k   c o m p r i s e s   b a t c h   n o r m a l iz a t i o n ,   R e L U ,   a n d   a   s i n g l e  c o n v o l u t i o n   l a y e r .   T h e   R e L U   f u n c t i o n   s e r v e s   a s   a n   a c t i v at i o n   f u n c t i o n ,   w h e r e a s   t h e   c o n v o l u t i o n   l a y e r   e x p l o i t s   p a t t e r n s   r e l at e d   t o   A l z h ei m e r ’ s   i l l n e s s .   A f t e r   e ac h   s p a t ia l   b l o c k ,   a   m a x - p o o l i n g   o r   a v e r a g e - p o o l i n g   o p e r a t i o n   i s   p e r f o r m e d   t o   a s s es s   t h e   a r e a ’ s   u n i f o r m i t y   a n d   i d e n t i f y   A l z h eim e r ’ s   d i s ea s e   f ea t u r e s   c o n n e c te d   t o   b o u n d a r i e s .   R esid u al  lear n in g   allo ws  th e   m o d el  t o   s o lv e   th e  v a n is h in g   g r a d ien t  p r o b lem ,   ac co u n t  f o r   m i n o r   ch an g es  in   tex tu r e  a n d   co n tr a s t,  an d   en h an ce   f ea t u r e  m ap   r ep r esen tatio n   an d   c o n v e r g en c e  d u r in g   tr ai n in g   as  co m p ar ed   t o   s p atial  b lo ck   le ar n in g .     C o n v en tio n al  p lain   co n v o l u tio n al  b lo c k s   an d   r es id u al  b lo ck s   d if f er   m o s tly   in   Fig u r e  2 .   Fig u r e  2 ( a )   s p ec if ically   d is p lay s   th e  ar ch itectu r e  o f   a  p lain   c o n v o l u tio n al  b lo ck   in   wh ich   co n s ec u tiv e  in p u ts   ar e  s u cc es s iv ely   r o u ted   th r o u g h   co n v o l u tio n al  an d   ac tiv atio n   lay er s   d ev o id   o f   s h o r tcu t   co n n ec tio n s .     B y   m ea n s   o f   s k i p   co n n ec tio n s   th at  en ab le  g r a d ien ts   to   g o   s tr aig h t  to   ea r lier   lay er s ,   Fig u r e  2 ( b )   s h o ws  th e  s tr u ctu r e  o f   a   r esid u al  b lo c k ,   th e r ef o r e  en a b lin g   d ee p e r   n etwo r k   tr ai n in g   a n d   im p r o v in g   f ea tu r e  ex tr ac tio n   ca p ac ity   f o r   Alzh eim er ' s - r elate d   p atter n s .           Fig u r e   2.   T h e   d if f er e n ce   in   t h e   p r o ce s s   of   ( a)   p lain   an d   ( b )   r e s id u al   b l o c k s       4.   RE SU L T   AN D   D I S CU SS I O N   T h is   p ap er   p r o p o s es   u s in g   a   C NN   s y s tem   to   ac cu r ately   id en tify   p eo p le  with   Alzh eim er ’ s   d is ea s e   b ased   o n   MRI  s ca n s .   W e  co n d u cte d   test s   to   ev alu ate  t h e  p r o p o s ed   a p p r o ac h   e m p ir ically .   An   o v e r all  ev alu atio n   o f   Alzh eim e r ’ s   MRI  class if icatio n   is   co n d u cted   b y   co m p a r in g   th e  p e r f o r m a n c e s   with   a  s tate - of - th e - ar t  m o d el.   T h e  R es - B R Ne t  m o d el  in   th is   wo r k   was  tr ain ed   with   a  lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 1 ,   with   a   b atch   s ize   of   32,   an d   it   was   tr ain ed   f o r   50   ep o ch s .   T h e   latter   u s ed   th e   Ad am   o p tim izer   an d   cr o s s - en t r o p y   lo s s .   T o   av o id   th e  ca s e  o f   o v er f itti n g   f o r   th e   lay er s   with   a  f u lly   c o n n ec ted   n atu r e,   a  d r o p o u t r ate  o f   0 . 3   wa s   i m p l e m e n t e d .     4 . 1 .     A n a l y s is   o f   P e r f o r ma n c e  w i t h   a   s t a t e - of - t h e - a r t   mo d e l   T h e  p r o p o s ed   R es - B R Net  m o d el  h as  b ee n   q u an titativ ely   c o m p ar ed   with   th e  ea r lier   s tu d ie s   th at  ar e  s u m m ar ized   in   T a b le  1.   Fro m   th e  tab le,   we  ca n   s ee   th at  R es - B R Net  h as  a  b etter   p er f o r m an ce   in   i d en tify in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l c o n vo lu tio n a l n e u r a l  n etw o r k  a r ch itectu r e  fo r   A lz h e imer’s d is ea s e   …   ( S u h a ila   A b u o w a id a )   3523   s p ec if ic   p atter n s   ass o ciate d   with   MRI   f o r   Alzh eim er ’ s   d is ea s e   class if icatio n   task s .   T h is   s u p er io r ity   is   ass ess ed   b y   m ea n s   o f   s tan d ar d   p er f o r m an ce   in d icato r s ,   s u ch   as  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e.   T h u s ,   co m p a r ed   to   th e  b asic  R esNet  s tr u ctu r e,   en o u g h   r ea s o n s   ex is t  to   ex p lain   wh y   th e   R es - B R Net  m o d el  g ain s   h ig h er   p er f o r m a n ce   in   ar ch itectu r al  d esig n .   T h e  m o d el  u s es  h ig h - le v el  co n v o lu ti o n al  o p er atio n s   th at   s u p er s ed e  f ea tu r e  e x tr ac tio n   i n   th at  it  tak es  in to   co n s id er ati o n   lo ca l  an d   g lo b al  s p atial  h ie r ar ch ies  o f   th e  in p u t   MRI  im ag es.       T ab le   1.   A   p er f o r m an ce   g ain   of   th e   d ev elo p ed   R es - B R Net   co m p ar ed   to   a   s tate - of - th e - ar t   m o d e l   A u t h o r s   M e t h o d o l o g y   A c c u r a c y   [ 1 7 ]   V G G N e t   9 6 . 0 8 %   [ 2 9 ]   3D   C N N   9 3 . 0 0 %   [ 2 1 ]   C N N   9 5 . 2 3 %   [ 2 3 ]   C N N   9 8 %   [ 2 4 ]   I n c e p t i o n   V3   ( F i n e t u n i n g )   9 8 . 6 8 %   P r o p o se d   w o r k   Res - B R N e t   9 9 . 2 2 %       Mo r e   s p ec if ically ,   R es - B R Ne t   in clu d es   a   r esid u al   co n n ec tio n   th at   s o lv es   th e   v an is h in g   g r a d ien t   is s u e  an d   en ab les  th e  au th o r s   to   r ea lize   d ee p er   n etwo r k s .   I n   ad d itio n   to   th is ,   th e  co n s is ten t  in teg r atio n   o f   b atch   n o r m aliza tio n   lay e r s   m ak es   th e   tr ain in g   p r o ce s s   more   s tab le   an d   f aster .   Oth er   im p o r tan t   im p r o v em e n ts   in clu d e   th e   d eter m in atio n   of   a   well - b alan ce d   h y p er p ar a m eter   in clu d i n g   th e   lear n in g   r ate,   th e   b atch   s ize   an d   th e   d r o p o u t   f ac to r s   wh ich   m in im ize  o v er f itti n g   an d   in cr ea s e  th e  g e n er a lity   o f   th e  m o d el.   Fu r th e r m o r e,   m eth o d s   s u ch   as   au g m en tin g   d ata  h elp e d   ac h ie v e  th e  g o al  o f   b ein g   in v ar ia n t  to   v ar iab ilit y   in   th e  MRI  d atas ets,  wh ich   was  also   h ig h ly   ef f ec tiv e.   T h e   f o llo win g   r esu lts   ar e   o b t ain ed   as   in d icate d   in   T ab le   1,   th e   p r o p o s ed   R es - B R Ne t   wh ich   is   a   b r ea k th r o u g h   ac h iev es   an   ac cu r ac y   of   9 9 . 2 2 %   o u t  co m p in g   o th er   m eth o d s .   T h is   r esu lt   s tr en g th en s   th e   m o d el’ s   ab ilit y   to   ex tr ac t   d is cr im in ativ e   f ea tu r es  r elate d   to   MRI   s ca n s   of   AD   as   well   as  am p lifie s   its   ef f ec tiv en ess   as   a  r eliab le  d iag n o s tic  to o l  f o r   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   Fig u r e   3   s h o ws   b r ain   m ag n etic   r eso n an ce   im ag es   th at   ju x tap o s e   th e   a n ticip ated   class es   with   th e   ac tu al  class es  d er iv ed   f r o m   th e  test   d ata.   As  s h o wn   in   Fig u r e   3,   th e   C NN  th at  was  cr ea ted   ex h ib it s   a  s m o o th   a n d   r ap id   c o n v e r g en ce   to war d   its   id ea l  v alu e.   T h e  lik ely   ca u s es  o f   m is d iag n o s is   in clu d e  lo w  co n tr ast,  u n ev en   s am p le   p atter n s ,   an d   v ar iab le   lig h t   f lu ctu atio n s .   C N N   ar e   u s ed   to   en h an ce   th e  g en er aliza tio n   an d   r esil ien ce   o f   test   s am p les.           Fig u r e  3 .   E x am in in g   wh eth er   t h e  p r ed icted   lab el  m atch e d   th e   r ea l la b el  o r   n o t     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   3 5 1 9 - 3 5 2 6   3524   5.   C O N CL US I O N   E ar ly   d etec tio n   of   Alzh eim er ’ s   d is ea s e   is   ess en tia l   f o r   p atien t   r ec o v er y .   C o n s eq u en tly ,   a   n o v el   tailo r ed   d ee p   C NN   m o d el   is   cr ea ted   in   th is   s tu d y   to   ca teg o r ize   b r ain   MRI   d ata   ass o ciate d   with   Alzh eim er ’ s   d is ea s e.   T h e   cr ea ted   R es - B R Net’ s   r eg io n al   an d   b o u n d ar y   o p er ato r s   ar e   u s ef u l   f o r   teac h in g   d is cr im in ativ e   ch ar ac ter is tics   to   th e  s u g g ested   m o d el.   T h e  R es - B R Net   th at  wa s   m ad e  al s o   u s es  s p atial   an d   r esid u al  id ea s   to   g et  f ea tu r e  m ap s   with   a  lo t  o f   d if f e r en t  k i n d s   o f   in f o r m atio n .   T h is   m ak es  i t  ea s ier   to   u n d er s tan d   th e   h o m o g en eity ,   tex tu r al   v ar iatio n ,   an d   s tr u ctu r al  p atter n s   th at  ar e  lin k ed   to   Alzh eim e r ’ s   d is ea s e.   Usi n g   th e  cu r r en t d ee p   C NN  m o d els,   th e  b u ild   s y s tem ’ s   p er f o r m a n ce   is   ex am in ed .   T h e  s u g g ested   R es - B R Net  p er f o r m s   b etter   th an   cu r r e n t  C NN  d esig n s ,   ac co r d in g   to   th e   e x p e r im en t   f in d i n g s ,   s u g g esti n g   an   in cr ea s e   in   ac cu r ac y .   T h e   s u g g ested   m eth o d   will   p r o b a b ly   m ak e   it e asier   f o r   m e d ical  p r ac titi o n er s   to   id e n tify   Alzh eim er ’ s   d is ea s e  in   th e  b r a in .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h e  Dea n s h ip   o f   Scien tific   R esear ch   at  Z ar q a  Un i v er s ity ,   J o r d an   f u n d s   th is   r esear ch .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Su h aila  Ab u o waid a   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     Z aid   Mu s taf a     ✓         ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓       Ah m ad   Ab u r o m m a n   ✓     ✓   ✓     ✓       ✓   ✓         ✓   Naw af   Als h d aif at   ✓   ✓       ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓       Mu s ab   I q tait   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     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 e  au t h o r s   d ec lar e   th at  th e y   h av e  n o   k n o wn   c o m p etin g   f in an cial  in ter ests   o r   p er s o n al  r el atio n s h ip s   th at  co u ld   h av e  ap p ea r ed   t o   in f lu en ce   th e  wo r k   r e p o r te d   in   t h is   p ap er .       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e  d ata  t h at  s u p p o r t  t h e  f in d in g s   o f   th is   s tu d y   a r e  o p en ly   av ailab le  f r o m   th e   Alzh eim er ’ s   Dis ea s e   Neu r o im ag in g   I n itiativ e  ( AD NI )   at  h ttp s : //a d n i.lo n i . u s c. ed u ,   th e  OASI S  B r ain   Pro ject  at  h ttp s : //w w w . o a s is - b r a in s . o r g ,   an d   Kag g le  at  h ttp s : //w w w . ka g g le. co m .   T h ese  d atasets   in clu d e  MRI  s ca n s ,   co g n itiv e  ass es s m en ts ,   g en etic  d ata,   an d   r elate d   clin ic al  in f o r m atio n   an d   ar e  ac ce s s ib le  f o r   r esear ch   an d   in s tr u ctio n al  p u r p o s es.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   O d i ma y o ,   C .   C .   O l i sa h ,   a n d   K .   M o h a mm e d ,   “ S t r u c t u r e   f o c u se d   n e u r o d e g e n e r a t i o n   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   mo d e l l i n g   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   A l z h e i mer’ s  d i s e a se, ”   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   Ju l .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 4 - 6 0 6 1 1 - 8.   [ 2 ]   T.   M .   M o h a me d ,   M .   A .   M .   Y o u s sef,   A .   A .   B a k r y ,   a n d   M .   M .   E l - K e i y ,   “ A l z h e i m e r ’ s  d i se a se  i m p r o v e d   t h r o u g h   t h e   a c t i v i t y   o f   mi t o c h o n d r i a l   c h a i n   c o m p l e x e s   a n d   t h e i r   g e n e   e x p r e ssi o n   i n   r a t s   b y   b o sw e l l i c   a c i d , ”   Me t a b o l i c   Br a i n   D i se a se ,   v o l .   3 6 ,   n o .   2 ,     p p .   2 5 5 – 2 6 4 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 0 1 1 - 020 - 0 0 6 3 9 - 7.   [ 3 ]   B .   A l - N a a mi ,   H .   A b u   O w i d a ,   M .   A b u   M a l l o u h ,   F .   A l - N a i ma t ,   M .   A g h a ,   a n d   A . - R .   A l - H i n n a w i ,   “ A   n e w   p r o t o t y p e   o f   smar t   w e a r a b l e   m o n i t o r i n g   s y st e m  s o l u t i o n   f o r   A l z h e i m e r ’ s  p a t i e n t s , ”   M e d i c a l   D e v i c e s:   Ev i d e n c e   a n d   R e se a rc h ,   v o l .   1 4 ,   p p .   4 2 3 – 4 3 3 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 1 4 7 / M D ER . S 3 3 9 8 5 5 .   [ 4 ]   K .   Ta d o k o r o   e t   a l . ,   “ E a r l y   d e t e c t i o n   o f   c o g n i t i v e   d e c l i n e   i n   mi l d   c o g n i t i v e   i mp a i r m e n t   a n d   A l z h e i m e r ’ s  d i se a se   w i t h   a   n o v e l   e y e   t r a c k i n g   t e st , ”   J o u r n a l   o f   t h e   N e u r o l o g i c a l   S c i e n c e s ,   v o l .   4 2 7 ,   p .   1 1 7 5 2 9 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j n s. 2 0 2 1 . 1 1 7 5 2 9 .   [ 5 ]   T.   Zh a n g   e t   a l . ,   “ P r e d i c t i n g   M C I   t o   A D   c o n v e r sa t i o n   u s i n g   i n t e g r a t e d   s M R I   a n d   r s - f M R I :   M a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   g r a p h   t h e o r y   a p p r o a c h , ”   Fr o n t i e rs  i n   A g i n g   N e u r o s c i e n c e ,   v o l .   1 3 ,   J u l .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f n a g i . 2 0 2 1 . 6 8 8 9 2 6 .   [ 6 ]   F .   S e g o v i a   e t   a l . ,   “ M u l t i v a r i a t e   a n a l y si s  o f   d u a l - p o i n t   a m y l o i d   P E T  i n t e n d e d   t o   a ss i st   t h e   d i a g n o s i s  o f   A l z h e i mer’ s  d i s e a s e , ”   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   4 1 7 ,   p p .   1 – 9 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m. 2 0 2 0 . 0 6 . 0 8 1 .   [ 7 ]   A .   G h a f f a r i - R a f i   e t   a l . ,   “ T h e   r o l e   o f   mag n e t i c   r e s o n a n c e   i ma g i n g   t o   i n f o r m  c l i n i c a l   d e c i s i o n - ma k i n g   i n   a c u t e   s p i n a l   c o r d   i n j u r y :   A   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l c o n vo lu tio n a l n e u r a l  n etw o r k  a r ch itectu r e  fo r   A lz h e imer’s d is ea s e   …   ( S u h a ila   A b u o w a id a )   3525   sy st e ma t i c   r e v i e w   a n d   me t a - a n a l y si s,”   J o u rn a l   o f   C l i n i c a l   Me d i c i n e ,   v o l .   1 0 ,   n o .   2 1 ,   p .   4 9 4 8 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j c m1 0 2 1 4 9 4 8 .   [ 8 ]   S .   A b u o w a i d a   e t   a l . ,   “ E v i d e n c e   d e t e c t i o n   i n   c l o u d   f o r e n s i c s :   c l a ss i f y i n g   c y b e r - a t t a c k s  i n   I a a S   e n v i r o n m e n t s  u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g , ”   D a t a   a n d   M e t a d a t a ,   v o l .   4 ,   p .   6 9 9 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 5 6 2 9 4 / d m2 0 2 5 6 9 9 .   [ 9 ]   B .   A l ‐ n a a mi ,   H .   F r a i h a t ,   H .   A .   O w i d a ,   K .   A l ‐ h a m a d ,   R .   D e   F a z i o ,   a n d   P .   V i sco n t i ,   “ A u t o ma t e d   d e t e c t i o n   o f   l e f t   b u n d l e   b r a n c h   b l o c k   f r o m   E C G   s i g n a l   u t i l i z i n g   t h e   max i ma l   o v e r l a p   d i s c r e t e   w a v e l e t   t r a n sf o r m   w i t h   A N F I S , ”   C o m p u t e rs ,   v o l .   1 1 ,   n o .   6 ,   p .   9 3 ,   Ju n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c o m p u t e r s 1 1 0 6 0 0 9 3 .   [ 1 0 ]   H .   A .   O w i d a ,   A .   A l - G h r a i b a h ,   a n d   M .   A l t a y e b ,   “ C l a ssi f i c a t i o n   o f   c h e st   X - R a y   i ma g e s  u si n g   w a v e l e t   a n d   M F C C   f e a t u r e s  a n d   su p p o r t   v e c t o r   m a c h i n e   c l a ssi f i e r , ”   E n g i n e e r i n g ,   T e c h n o l o g y   a n d   A p p l i e d   S c i e n c e   Re se a r c h ,   v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   p p .   7 2 9 6 – 7 3 0 1 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 4 8 0 8 4 / e t a sr . 4 1 2 3 .   [ 1 1 ]   A .   E h sa n   e t   a l . ,   “ E n h a n c e d   a n o m a l y   d e t e c t i o n   i n   e t h e r e u m :   u n v e i l i n g   a n d   c l a ssi f y i n g   t h r e a t s   w i t h   m a c h i n e   l e a r n i n g , ”   I EE E   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 7 6 4 4 0 – 1 7 6 4 5 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 5 0 4 3 0 0 .   [ 1 2 ]   Z.   S a l a h ,   H .   A b u   O w i d a ,   E.   A b u   El s o u d ,   E.   A l h e n a w i ,   S .   A b u o w a i d a ,   a n d   N .   A l s h d a i f a t ,   “ A n   e f f e c t i v e   e n s e m b l e   a p p r o a c h   f o r   p r e v e n t i n g   a n d   d e t e c t i n g   p h i sh i n g   a t t a c k s  i n   t e x t u a l   f o r m,”   Fu t u r e   I n t e rn e t ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 1 ,   p .   4 1 4 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / f i 1 6 1 1 0 4 1 4 .   [ 1 3 ]   M .   M o ma n i   e t   a l . ,   “ U t i l i z a t i o n   o f   ma c h i n e   l e a r n i n g   i n   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n , ”   i n   2 0 2 4   2 5 t h   I n t e r n a t i o n a l   Ar a b   C o n f e r e n c e   o n   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   ( A C I T ) ,   D e c .   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C I T6 2 8 0 5 . 2 0 2 4 . 1 0 8 7 7 0 5 8 .   [ 1 4 ]   R .   A l a z a i d a h ,   M .   A .   A l mai a h ,   a n d   M .   A l - L u w a i c i ,   “ A ss o c i a t i v e   c l a ssi f i c a t i o n   i n   mu l t i - l a b e l   c l a ss i f i c a t i o n :   A n   i n v e st i g a t i v e   st u d y , ”   J o rd a n i a n   J o u r n a l   o f   C o m p u t e rs  a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   1 6 6 – 1 7 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 5 4 5 5 / JJCI T. 7 1 - 1 6 1 5 2 9 7 6 3 4 .   [ 1 5 ]   B .   C h e n g ,   M .   Li u ,   D .   Z h a n g ,   B .   C .   M u n s e l l ,   a n d   D .   S h e n ,   “ D o ma i n   t r a n sf e r   l e a r n i n g   f o r   M C I   c o n v e r s i o n   p r e d i c t i o n , ”   I E EE   T ra n s a c t i o n s  o n   B i o m e d i c a l   En g i n e e r i n g ,   v o l .   6 2 ,   n o .   7 ,   p p .   1 8 0 5 – 1 8 1 7 ,   J u l .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TB M E . 2 0 1 5 . 2 4 0 4 8 0 9 .   [ 1 6 ]   F .   Li ,   L.   Tr a n ,   K .   H .   T h u n g ,   S .   J i ,   D .   S h e n ,   a n d   J.  Li ,   “ A   r o b u s t   d e e p   m o d e l   f o r   i m p r o v e d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   A D / M C I   p a t i e n t s , ”   I EEE  J o u rn a l   o f   Bi o m e d i c a l   a n d   H e a l t h   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   1 9 ,   n o .   5 ,   p p .   1 6 1 0 – 1 6 1 6 ,   S e p .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J B H I . 2 0 1 5 . 2 4 2 9 5 5 6 .   [ 1 7 ]   P .   R .   B u v a n e sw a r i   a n d   R .   G a y a t h r i ,   “ D e e p   l e a r n i n g - b a s e d   s e g m e n t a t i o n   i n   c l a ssi f i c a t i o n   o f   A l z h e i m e r ’ s  d i sea s e , ”   Ara b i a n   J o u rn a l   f o r  S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   v o l .   4 6 ,   n o .   6 ,   p p .   5 3 7 3 – 5 3 8 3 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 3 6 9 - 020 - 0 5 1 9 3 - z.   [ 1 8 ]   S .   B .   Ç e l e b i   a n d   B .   G .   Em i r o ğ l u ,   “ A   n o v e l   d e e p   d e n se   b l o c k - b a se d   m o d e l   f o r   d e t e c t i n g   A l z h e i m e r ’ s  d i s e a se , ”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,  v o l .   1 3 ,   n o .   1 5 ,   p .   8 6 8 6 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 5 8 6 8 6 .   [ 1 9 ]   P .   B a g l a t ,   A .   W .   S a l e h i ,   A .   G u p t a ,   a n d   G .   G u p t a ,   “ M u l t i p l e   ma c h i n e   l e a r n i n g   m o d e l s   f o r   d e t e c t i o n   o f   A l z h e i mer ’ s  d i sea se   u s i n g   O A S I S   d a t a se t , ”   i n   I FI P   A d v a n c e s  i n   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   6 1 7 ,   2 0 2 0 ,   p p .   6 1 4 – 6 2 2 .   [ 2 0 ]   Y .   N .   F u ’ a d a h ,   I .   W i j a y a n t o ,   N .   K .   C .   P r a t i w i ,   F .   F .   Ta l i n i n g si h ,   S .   R i z a l ,   a n d   M .   A .   P r a m u d i t o ,   “ A u t o ma t e d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   A l z h e i m e r ’ s  d i s e a s e   b a s e d   o n   M R I   i mag e   p r o c e ss i n g   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   ( C N N )   w i t h   A l e x N e t   a r c h i t e c t u r e , ”   J o u rn a l   o f   Ph y si c s:   C o n f e re n c e   S e ri e s ,   v o l .   1 8 4 4 ,   n o .   1 ,   p .   1 2 0 2 0 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 1 8 4 4 / 1 / 0 1 2 0 2 0 .   [ 2 1 ]   S .   M u r u g a n   e t   a l . ,   “ D E M N ET :   A   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l   f o r   e a r l y   d i a g n o si s o f   A l z h e i m e r   d i se a ses  a n d   d e m e n t i a   f r o m M R   i ma g e s , ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   9 0 3 1 9 – 9 0 3 2 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 9 0 4 7 4 .   [ 2 2 ]   V .   P .   S .   R a l l a b a n d i ,   K .   T u l p u l e ,   a n d   M .   G a t t u ,   “ A u t o m a t i c   c l a ss i f i c a t i o n   o f   c o g n i t i v e l y   n o r ma l ,   mi l d   c o g n i t i v e   i m p a i r me n t   a n d   A l z h e i m e r ’ s  d i se a se   u s i n g   st r u c t u r a l   M R I   a n a l y si s,”   I n f o rm a t i c s   i n   M e d i c i n e   U n l o c k e d ,   v o l .   1 8 ,   p .   1 0 0 3 0 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i m u . 2 0 2 0 . 1 0 0 3 0 5 .   [ 2 3 ]   S .   S .   B a m b e r   a n d   T.   V i s h v a k a r ma,   “ M e d i c a l   i ma g e   c l a ssi f i c a t i o n   f o r   A l z h e i mer’ s  u si n g   a   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h , ”   J o u r n a l   o f   En g i n e e ri n g   a n d   A p p l i e d   S c i e n c e ,   v o l .   7 0 ,   n o .   1 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 4 1 4 7 - 0 2 3 - 0 0 2 1 1 - x.   [ 2 4 ]   F .   M .   J .   M .   S h a mr a t   e t   a l . ,   “ A l z h e i merN e t :   A n   e f f e c t i v e   d e e p   l e a r n i n g   b a s e d   p r o p o s i t i o n   f o r   A l z h e i mer ’ s  d i se a se  s t a g e s   c l a ss i f i c a t i o n   f r o m  f u n c t i o n a l   b r a i n   c h a n g e s  i n   m a g n e t i c   r e s o n a n c e   i ma g e s , ”   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 6 3 7 6 – 1 6 3 9 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 4 4 9 5 2 .   [ 2 5 ]   S .   B .   Ç e l e b i   a n d   B .   G .   E mi r o ğ l u ,   “ L e v e r a g i n g   d e e p   l e a r n i n g   f o r   e n h a n c e d   d e t e c t i o n   o f   A l z h e i m e r ’ s d i s e a s e   t h r o u g h   m o r p h o me t r i c   a n a l y si s   o f   b r a i n   i m a g e s, ”   T r a i t e m e n t   d u   S i g n a l ,   v o l .   4 0 ,   n o .   4 ,   p p .   1 3 5 5 – 1 3 6 5 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 8 2 8 0 / t s. 4 0 0 4 0 5 .   [ 2 6 ]   M .   A r a b i a t   e t   a l . ,   “ En h a n c e d   a c c u r a c y   o f   d e e p   l e a r n i n g   me t h o d   f o r   f r u i t   i mag e s  c l a ss i f i c a t i o n , ”   i n   2 0 2 4   2 5 t h   I n t e rn a t i o n a l   Ara b   C o n f e re n c e   o n   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   ( A C I T ) ,   D e c .   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C I T6 2 8 0 5 . 2 0 2 4 . 1 0 8 7 7 2 3 1 .   [ 2 7 ]   M .   I q t a i t ,   J.  A b a b n e h ,   M .   R a sm i ,   A .   A b u - Jas sar,  a n d   S .   A b u o w a i d a ,   “ E n h a n c i n g   f a c i a l   f e a t u r e   d e t e c t i o n :   h y b r i d   a c t i v e   s h a p e   a n d   a c t i v e   a p p e a r a n c e   m o d e l   ( H A S A A M ) , ”   I EE E  A c c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 8 9 5 9 0 – 1 8 9 6 1 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 5 0 5 5 3 6 .   [ 2 8 ]   S .   H .   K h a n ,   A .   S o h a i l ,   M .   M .   Za f a r ,   a n d   A .   K h a n ,   “ C o r o n a v i r u s  d i sea se   a n a l y si s  u si n g   c h e s t   X - r a y   i ma g e s  a n d   a   n o v e l   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k , ”   P h o t o d i a g n o si s   a n d   P h o t o d y n a m i c   T h e r a p y ,   v o l .   3 5 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p d p d t . 2 0 2 1 . 1 0 2 4 7 3 .   [ 2 9 ]   H .   P a r mar,  B .   N u t t e r ,   R .   L o n g ,   S .   A n t a n i ,   a n d   S .   M i t r a ,   “ S p a t i o t e m p o r a l   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   A l z h e i mer’ s   d i s e a se  u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   3 D - C N N   f o r   f M R I   d a t a , ”   J o u r n a l   o f   Me d i c a l   I m a g i n g ,   v o l .   7 ,   n o .   0 5 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 7 / 1 . j m i . 7 . 5 . 0 5 6 0 0 1 .       B I O G RAP H I E S   OF   A UT H O R S       S u h a il a   Abu o wa i d a           re c e iv e d   th e   B. S c .   d e g re e s  in   c o m p u ter   in f o rm a ti o n   sy ste m ,   M . S c .   d e g re e s  in   c o m p u ter  sc ien c e   fro m   Al  A l - Ba y t  Un iv e rsity ,   Jo rd a n ,   in   2 0 1 2   a n d   2 0 1 5 ,   re sp e c ti v e ly ,   a n d   t h e   P h . D.   d e g re e   in   c o m p u ter  sc ien c e   fr o m   Un iv e rsiti   S a in s   M a lay sia ,   M a lay sia ,   in   2 0 2 3 .   Dr.  A b u o wa id a   is  c u rre n tl y   w o rk i n g   a s  a n   a ss istan t  p ro fe ss o r  i n   th e   Co m p u ter  S c ien c e   De p a rtme n t,   a t  Zarq a   Un i v e rsity ,   Jo rd a n .   He r  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   d e e p   lea rn in g ,   d e p t h   e stim a ti o n ,   p o in t  c lo u d ,   a n d   c o m p u ter  v isi o n .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :  su h il a o wi d a @g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   3 5 1 9 - 3 5 2 6   3526     Za id   Mu sta f a           re c e iv e d   h is  P h . D.  d e g re e   in   c o m p u ter  in f o rm a ti o n   s y ste m s  a n d   c o m p u ter  g ra p h ics   fro m   S a n ti a g o   d e   C o m p o ste la  U n iv e rsit y   -   S p a in   ( 2 0 1 4 – 2 0 1 9 ).   P re v i o u sl y   M . S c .   i n   c o m p u ter  in f o rm a ti o n   s y ste m s  (2 0 1 2 )   fro m   M id d le  Eas t  Un i v e rsity ,   a n d   a   B. S c .   i n   so ftwa re   e n g i n e e rin g   ( 2 0 0 7 )   fro m   Al - Ba lq a   A p p li e d   U n iv e rsit y ,   Al - S a lt ,   Ha sh e m it e   Ki n g d o m   o f  Jo rd a n .   Cu rre n t ly ,   h e   se rv e s a s  a n   a ss istan t  p ro fe ss o r  a t  Al - Ba lq a   Ap p li e d   Un iv e rsity ,   P rin c e   Ab d u l lah   b in   G h a z i  F a c u lt y   o f  I n fo rm a ti o n   a n d   Co m m u n ica ti o n   Tec h n o l o g y ,   Jo rd a n   ( 2 0 1 9 – p re se n t).   He   is  a lso   h e a d   o f  th e   Co m p u ter  In f o rm a ti o n   S y ste m s  D e p a rtme n t  (2 0 2 2 – p re se n t).   His  re se a rc h   in tere sts  i n c lu d e   m a c h in e   lea rn in g ,   h u m a n - c o m p u ter  i n tera c ti o n ,   d e v e lo p i n g   g e o g ra p h ic  in f o rm a ti o n   s y ste m   (G IS )  to o ls,  v irt u a l  re a li t y ,   a u g m e n ted   re a li ty ,   t h e   in tern e t  o f   th in g s (Io T),   a n d   sm a rt  c it ies .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  z   lam i@b a u . e d u . jo .         Ahm a d   Abu r o m m a n           is  c u rr e n tl y   a n   a ss istan t   p r o fe ss o r  o f  a rt ifi c ial  in tel li g e n c e   in   th e   De p a rtme n t   o f  Da ta  S c ien c e   a n d   Artifi c ial   In telli g e n c e   i n   t h e   Zar q a   Un iv e rsity .   He   re c e iv e d   a   B. S c .   d e g re e   in   i n fo r m a ti o n   tec h n o lo g y   fro m   Al - Ba l q a   Ap p li e d   U n iv e rsit y   (BAU ),   Jo rd a n ,   i n   2 0 0 5 ,   a n d   a n   M . S c .   d e g re e   in   in f o rm a ti o n   tec h n o lo g y   (e - se rv ice s)  fro m   G riff it h   Un iv e rsity ,   Au stra li a ,   i n   2 0 0 9 .   H e   g o t  a   P h . D.  d e g re e   in   i n telli g e n c e   sy ste m s  a t  th e   Re se a rc h   Ce n ter  in   I n telli g e n t  Tec h n o l o g ies   (CiT IUS),   Un i v e rsity   o f  S a n ti a g o   d e   C o m p o ste la.  His   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   m a c h in e   lea rn in g ,   d e e p   lea rn in g .   H e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   a h m a d . a b u r o m a n @g m a il . c o m .         Na wa f  Alshd a ifa t          re c e iv e d   th e   B. S c .   in   c o m p u ter  sc ien c e   fro m   Al  a l - Ba y t   Un iv e rsity ,   Jo rd a n ,   M . S c .   d e g re e   o f  c o m p u ter  sc ien c e   fro m   Un iv e rsity   o f  Jo rd a n ,   Jo rd a n ,   in   2 0 0 2   a n d   2 0 1 1 ,   re sp e c ti v e l y   a n d   th e   P h . D.  d e g re e   in   c o m p u ter  sc i e n c e s  fro m   Un iv e rsiti   S a in s   M a lay sia ,   M a lay sia ,   in   2 0 2 3 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   d e e p   lea rn in g   a n d   trac k i n g   o b jec ts.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  n   a l sh d a ifat@a su . e d u . jo .         Mu sa b   Iqt a it            is  a n   a ss istan t  p r o fe ss o r  a t  th e   F a c u l ty   o f   In fo rm a ti o n   a n d   Tec h n o l o g y ,   Zarq a   U n iv e rsit y ,   J o rd a n .   He   h o l d s  a   P h . D.   d e g re e   in   c o m p u ter  sc ien c e   wit h   a   sp e c ializa ti o n   i n   a rti ficia l  in telli g e n c e   fro m   t h e   F a c u lt y   o f  I n fo rm a ti c s  a n d   Co m p u ti n g   a t   Un iv e rsiti   S u lt a n   Zain a l   Ab i d in   in   Tere n g g a n u ,   M a lay sia .   He   is  a   re c ip ien t  o f  d iffere n t   n a ti o n a l  a n d   i n tern a ti o n a l  a wa r d s,  su c h   a s  th e   IP RC  2 0 1 9   o v e ra ll   b e st  p a p e r   a wa rd .   His  re se a rc h   in tere sts in c lu d e   ima g e /s ig n a l  p ro c e ss in g ,   b io m e tri c s,  a n d   p a tt e rn   re c o g n it i o n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.