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.   39 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 2 5 ,   p p .   1 7 3 6 ~ 1 744   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 39 .i 3 . p p 1 7 3 6 - 1 7 4 4          1736     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Predic tion o Par kinso n's dis ea se u sing  f ea ture  selec t io n and   ensem ble learn in g  t echniqu es       Sh a ra n T .   D .,  Su j a t a   J o s hi   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   N i t t e   M e e n a k sh i   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   B e n g a l u r u ,   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   Dec   13 2 0 2 4   R ev is ed   Ap r   3 2 0 2 5   Acc ep ted   J u l   2 2 0 2 5       P a rk in so n ' d ise a se   (P D)  is  a   p r o g re ss iv e   n e u ro d e g e n e ra ti v e   d is o rd e t h a sig n ifi c a n t ly   imp a c ts  q u a li t y   o f   li fe   a n d   h e a lt h c a re   sy ste m s.  Early   d e tec ti o n   is  c ru c ial  fo ti m e ly   i n terv e n ti o n th a c a n   m it ig a te   d ise a se   p ro g r e ss io n   a n d   imp ro v e   p a ti e n o u tc o m e s.  Th is  s tu d y   le v e ra g e a d v a n c e d   m a c h i n e   lea rn in g   (M L)   tec h n iq u e to   d e tec P D   u sin g   s p e e c h   fe a tu re a n o n - in v a siv e   b io m a rk e rs.  d a tas e c o n tain in g   7 5 4   fe a t u re d e riv e d   fr o m   su sta in e d   v o we p h o n a ti o n o 2 5 2   in d iv i d u a ls   ( 1 8 8   P D   p a ti e n ts,  6 4   h e a lt h y   c o n tro ls)  wa a n a ly z e d .   Th e   d a tas e t,   o rig i n a l ly   c o ll e c ted   b y   Ista n b u U n iv e rsity   a n d   p u b li c ly   h o ste d   v ia t h e   UCI  ML   re p o sito r y ,   wa s a c c e ss e d   th ro u g h   Ka g g le fo r   p re p ro c e ss in g   a n d   a n a ly sis .   To   id e n ti f y   th e   m o st  p re d ictiv e   fe a tu re s,  we   e m p lo y e d   re c u rsiv e   fe a t u re   e li m in a ti o n   (R F E),   ra n d o m   fo re st  i m p o rtan c e ,   las so   re g r e ss io n ,   a n d   th e   Bo ru ta   a lg o rit h m e n su ri n g   ro b u st  fe a tu re   se lec ti o n   wh il e   re d u c in g   d ime n s io n a li t y .   Th e   XG Bo o st  m o d e l,   o p ti m ise d   u sin g   th e   sy n th e ti c   m in o rit y   o v e rsa m p li n g   tec h n i q u e   (S M OTE)   fo c las s   b a lan c in g ,   a c h iev e d   a n   a c c u ra c y   o 9 6 . 6 9 % ,   a   re c a ll   o 9 6 % ,   a n d   a n   F 1 - sc o re   o 9 8 % .   M o d e ro b u st n e ss   wa v a li d a ted   t h ro u g h   5 - f o l d   c ro ss - v a li d a ti o n ,   y ield i n g   a n   a v e ra g e   a c c u ra c y   o f   8 9 . 5 4 % .   Th e se   fi n d i n g e sta b l ish   a   sc a lab le,  c o st - e ffe c ti v e ,   a n d   n o n - i n v a siv e   fra m e wo rk   fo e a rly   P d e tec ti o n ,   d e m o n stra ti n g   th e   p o ten ti a l   o f   sp e e c h   a n a ly sis  a n d   ML   in   n e u ro d e g e n e ra ti v e   d ise a se   m a n a g e m e n t.   K ey w o r d s :   Featu r s elec tio n   Par k in s o n s   d is ea s e   SMOT E   Sp ee ch   b io m ar k er s   XGBo o s t   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 :   Sh ar an   T .   D.   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   Nitte  M ee n ak s h I n s titu te  o f   T ec h n o l o g y   Yela h an k a,   B en g alu r u ,   I n d ia   E m ail:  s h r n 2 8 2 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Par k in s o n ' s   d is ea s ( PD)   is   a   p r o g r ess iv n eu r o d eg e n er ati v d is o r d e r   af f ec tin g   ap p r o x im ately   1 0   m illi o n   in d iv id u als  wo r ld wi d [ 1 ] .   I p r im ar ily   im p air s   th ce n tr al  n er v o u s   s y s tem ,   lead in g   to   m o t o r   d y s f u n ctio n s   s u ch   as tr em o r s ,   s tiff n ess ,   b r ad y k in esia,  an d   p o s tu r al  in s tab ilit y   [ 2 ] - [ 4 ] .   A d d it io n ally ,   n o n - m o to r   s y m p to m s ,   in clu d in g   co g n itiv d ec lin e,   s p ee ch   im p air m en ts ,   s le ep   d is tu r b a n ce s ,   an d   d ep r ess io n ,   s ig n if ican tly   im p ac t p atien ts '   q u ality   o f   life   an d   p o s c h allen g es f o r   ca r eg i v er s   an d   h e alth ca r s y s tem s   [ 5 ] - [ 7 ] .   E ar ly   d iag n o s is   o f   PD  i s   cr u cial  to   in itiate  tim ely   th er ap eu tic  in ter v en tio n s ,   m itig ate   s y m p to m   p r o g r ess io n ,   a n d   p r o lo n g   f u n ctio n al  in d ep e n d en ce   [ 8 ] - [9 ] .   Ho wev er ,   tr ad itio n al  d iag n o s tic  m eth o d s   r ely   h ea v ily   o n   s u b jectiv clin ica ass es s m en ts ,   lead in g   to   in ter - o b s er v e r   v ar iab ilit y   an d   l ate - s tag d etec tio n     [ 1 0 ] - [ 1 2 ] .   T h is   u n d er s co r es   th n ee d   f o r   o b jectiv e ,   s ca lab le,   an d   ea r ly   d ia g n o s tic  m et h o d o lo g ies.   Sp ee ch   an aly s is   h as  em er g e d   as   p r o m is in g   n on - in v asiv e   b io m ar k e r   f o r   PD  d iag n o s is   [ 1 3 ] - [ 1 6 ] .   T h d is ea s af f ec ts   p h o n at o r y   an d   m o to r   co n tr o s y s tem s ,   lead in g   to   s u b tle  alter atio n s   in   j itter ,   s h im m er ,   an d   h ar m o n icity ,   wh ic h   o f ten   p r ec ed o v er m o t o r   s y m p to m s   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   R ec en ad v an ce m en ts   in   m ac h in e   lear n i n g   ( ML )   an d   d ee p   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         P r ed ictio n   o P a r kin s o n 's  d is ea s u s in g   fea tu r s elec tio n   a n d   en s emb le  lea r n in g   tech n iq u es   ( S h a r a n   T.  D. )   1737   lear n in g   ( DL )   e n ab le  au to m at ed   an aly s is   an d   in ter p r etab ilit y   o f   th ese  s p ee ch   f ea tu r es,  o f f er in g   p ath way   f o r   r o b u s t a n d   co n s is ten t PD  p r ed i ctio n   [ 1 9 ] - [ 2 1 ].   T h is   p ap er   p r o p o s es  an   ML - b ased   PD   d etec tio n   f r am ewo r k   u tili zin g   th f u ll  “P ar k i n s o n s   d is ea s s p ee ch   f ea tu r es ”  d ataset,   o r ig in ally   co llected   b y   th Dep a r tm en o f   Neu r o lo g y   at  I s tan b u Un iv er s ity   an d   h o s ted   v ia  th UC I   ML   r ep o s ito r y   [ 2 2 ] .   T h d ataset  in clu d es  7 5 4   ex tr ac ted   f ea tu r es  f r o m   s u s tain ed   v o wel  p h o n atio n   r ec o r d in g s   o f   2 5 2   in d iv id u als  ( 1 8 8   PD  p atie n ts   an d   6 4   h ea lth y   c o n tr o ls ) ,   co v er in g   d iv e r s d em o g r a p h ic   b ac k g r o u n d s .   B y   ad d r ess in g   ch alle n g es  lik e   h ig h - d im e n s io n ality ,   class   im b alan ce ,   a n d   m o d el   in ter p r etab ilit y ,   th is   wo r k   in teg r ates  m u lti - m eth o d   f ea tu r s el ec tio n ,   en s em b le  lear n in g   tech n iq u es,  an d   in ter p r etab le  AI   to   d eliv er   a   r o b u s t,  s ca lab le,   an d   clin ically   r elev an t so lu tio n   f o r   ea r l y   PD d etec tio n .       2.   RE L AT E WO RK   Go v in d u   a n d   Palwe   [ 2 3 ]   a p p l ied   SVM,   KNN,   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) ,   an d   r an d o m   f o r e s ( R F)  t o   t h MD VP  au d io   d ataset  f o r   PD   class if icatio n .   T h eir   RF   m o d el  ac h ie v ed   9 1 . 8 3 ac cu r ac y ,   b u th e   s m all  d ataset  ( 3 0   p atien ts )   in cr e ased   s u s ce p tib ilit y   to   o v er f itti n g ,   lim itin g   g en er alis ab ilit y .     M a k a r i o u s   e t   a l .   [ 2 4 ]   d e v e l o p e d   a   m u l t i - m o d a l i t y   M L   m o d e l   i n t e g r a t i n g   P PM I   a n d   P D B P   d a t a s et s ,   u t i l is i n g   R F ,   S V M ,   a n d   DL   t ec h n i q u e s .   T h e i r   m o d e l   i n i t i al ly   a c h i e v e d   a n   A U C   o f   8 9 . 7 2 % ,   l a t e r   o p t i m is e d   t o   8 5 . 0 3 % .   H o w e v e r ,   w h il e   t h ei r   a p p r o a c h   i n c o r p o r a t e d   g e n e t i c,   t r a n s c r i p t o m i c ,   a n d   cl i n i c al   m a r k e r s ,   i ts   r el i a n c o n   o m i c s - b a s e d   te s ti n g   a n d   i m a g i n g   d a t a   r e d u c e s   a cc e s s i b il i ty   f o r   r e a l - w o r l d   c l i n i ca l   u s e .   Z h an g   et  a l.   [ 2 5 ]   c o m p ar e d   d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   KNN,   Naïv B ay es,  R F,  SVM,   an d   XGB o o s t   o n   th e   PP MI   d ataset.   T h eir   p en alis ed   LR   m o d el  r ea ch ed   an   AUC  o f   0 . 9 4 ,   wh ile  XGBo o s ac h iev ed   0 . 9 2 .   Alth o u g h   th eir   s tu d y   ca te g o r is ed   PD  r is k   f ac to r s   b ased   o n   co s an d   a cc ess ib ilit y ,   it  lack ed   ex p licit  class   b alan cin g   an d   ex ter n al  v alid atio n   b ey o n d   th e   d ata s et  co n s tr ain ts .     W an g   et  a l.   [ 2 0 ]   d ev elo p ed   d ee p   lear n in g   ( DNN)   an d   ML - b ased   PD c lass if icat io n   s y s tem   u s in g   th PP MI   d ataset  ( 5 8 4   in d iv id u al s 4 0 1   ea r ly   PD,  1 8 3   h ea lth y   co n tr o ls ) .   T h ei r   DNN  m o d el   ac h iev ed   9 6 . 6 8 %   ac cu r ac y .   Ho wev er ,   th lack   o f   ex p licit  f ea tu r s elec tio n   m ad th m o d el  p r o n to   o v er f itti n g   an d   less   in ter p r etab le  f o r   clin ical  ap p licatio n s .     Als h am m r et  a l.   [ 2 6 ]   a p p lied   KNN,   SVM,   DT ,   R F,  an d   m u lti - lay er   p er ce p t r o n   ( ML P)  t o   th UC I   v o ice  d ataset  ( 1 9 5   s p ee ch   s a m p les).   T h eir   ML m o d el  o u tp er f o r m ed   SVM  ( 9 5 %)  with   an   ac cu r ac y   o f   9 8 . 3 1 %.  Ho we v er ,   as  th eir   s tu d y   r elied   s o lely   o n   s p ee c h   f ea tu r es,  it  f ailed   to   co n s id er   n o n - m o to r   PD  s y m p to m s ,   lim itin g   its   r ea l - wo r ld   ap p licab ilit y .     Saee d   et  a l.   [ 2 7 ]   ap p lied   KN N,   SVM,   Naïv B ay es,  R F,  an d   ML o n   UC I   v o ice  d a taset  ( 2 4 0   r ec o r d in g s ,   4 6   f ea t u r es),   u s in g   f ilter - b ased   ( PC A,   I G)   an d   wr ap p e r - b ased   ( PS O,   Gr ee d y   Step wis e)   f ea tu r e   s elec tio n .   T h eir   b est m o d el  ( K NN  with   wr ap p er   s elec tio n )   ac h iev ed   8 8 . 3 3 % a cc u r ac y .   Ho wev er ,   th eir   s m aller   d ataset  an d   f ea tu r s et  lim ited   g en er aliza b ilit y .     Nah ar   et  a l.   [ 2 8 ]   in v esti g ated   f ea tu r s elec tio n - b ased   class if icatio n   f o r   ea r ly   PD  d etec tio n ,   ap p ly in g   B o r u ta,   R FE,   RF ,   XG B o o s t,   B ag g in g ,   an d   E x tr T r ee s   C las s if ier   o n   th UC I   d ataset.   T h eir   b est  m o d el   ( B ag g in g )   ac h ie v ed   8 2 . 3 5 ac cu r ac y ,   b u th s m all  d ata s et  ( 8 0   p ar ticip an ts )   an d   f o c u s   o n   s p ee ch - o n ly   f ea tu r es r ed u ce d   its   b r o a d er   cl in ical  u tili ty .     Ali  et  a l.   [ 2 9 ]   p r o p o s ed   an   e n s em b le  lear n in g   m o d el  ( E O FS C )   in teg r atin g   d ee p   n eu r al   n etwo r k s   ( DNN)   with   f ea tu r s elec tio n .   T h eir   ap p r o ac h ,   f o cu s ed   o n   m u ltip le  v o wel  p h o n atio n s ,   ac h iev ed   9 5 ac cu r ac y .   Ho wev er ,   th eir   r elia n ce   o n   p h o n atio n - s p ec if ic  f ea tu r es  an d   m ajo r ity   v o tin g   lim ited   in ter p r etab ilit y   an d   f ea tu r g en e r aliza tio n .     Var g h ese  et  a l.   [ 3 0 ]   ap p lied   SVM,   DT s ,   l in ea r   r eg r ess io n ,   an d   su p p o r v ec t o r   r eg r ess io n   ( SVR )   o n   th UC I   Par k in s o n s   T elem o n ito r in g   d ataset  to   p r ed ict   m o to r   an d   to tal   UPDR s co r es.  T h eir   m o d el  ac h ie v ed   an   R MSE   o f   7 . 4 9   f o r   T o tal  U PDR an d   6 . 0 6   f o r   Mo to r   UP DR S,  d em o n s tr atin g   ef f ec tiv e   s ev er ity   p r ed ictio n   r ath er   th an   d ir e ct  PD c lass if icatio n .     Srin iv asan   et  a l.   [ 3 1 ]   p r o p o s ed   a   m u lticlas s   class if icatio n   ap p r o ac h   f o r   PD  d etec tio n   u s in g   v o ice   s ig n als,  co m p ar in g   KNN,   KSVM,   DT ,   R F,  an d   f ee d - f o r wa r d   n eu r al  n etwo r k   ( FNN)   o n   th UC I   d ataset  ( 3 1   p atien ts ,   1 9 5   v o ice   s am p les).   T h eir   FNN  m o d el   ac h iev e d   9 9 . 1 1 ac c u r ac y   b u r elied   en ti r ely   o n   DL ,   m ak in g   it c o m p u tatio n ally   e x p en s iv a n d   h ar d er   to   in ter p r et  f o r   clin i ca l d ep lo y m e n t.       3.   P RO P O SE M E T H O D   Ou r   p r o p o s ed   m o d el  in teg r ate s   ad v an ce d   f ea tu r s elec tio n   tech n iq u es,  d ata  b alan cin g   m eth o d s ,   an d   o p tim is ed   ML   alg o r ith m s   to   ac h iev r o b u s PD  d etec tio n .   T h UC I   Par k in s o n s   Sp ee ch   Data s et,   wh ich   in clu d es  2 5 2   p a r ticip an ts   ( 1 8 8   PD,  6 4   h ea lth y   co n tr o ls ) ,   is   u s ed   to   t r ain   th e   m o d el.   Un li k p r e v io u s   s tu d ies   ( T ab le  1 )   t h at  r ely   s o lely   o n   s p ee ch   f ea tu r es,  o u r   a p p r o ac h   in co r p o r ates  co m b in ati o n   o f   s p ee c h   an d   s y m p to m - b ased   f ea t u r es  to   im p r o v ac cu r ac y   an d   r ea l - wo r ld   ap p licab ilit y .   XGBo o s t,  o p tim is ed   v ia  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.  39 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 1 7 3 6 - 1 7 4 4   1738   R an d o m is ed   Sear ch   C V,   is   e m p lo y ed   as  th p r im ar y   class if icatio n   m o d el,   ac h iev in g   9 6 . 6 9 ac cu r ac y .   T h e   f lo wch ar t o f   th p r o p o s ed   m o d el  is   as in   Fig u r 1 .       T ab le  1 .   Su m m a r y   o f   r elate d   wo r k   A u t h o r s   B e st   me t h o d   Ty p e   o f   m o d a l l i t y   P e r f o r ma n c e   V o l u me   o f   d a t a s e t   G o v i n d u   a n d   P a l w e   [ 2 3 ]   R a n d o m F o r e s t   ( R F )   M D V P   a u d i o   D a t a   9 1 . 8 3 %   3 1   p e o p l e   M a k a r i o u e t   a l .   [ 2 4 ]   D e e p   Le a r n i n g   ( D L)   P P M I ,   P D B P   8 3 . 9 5 %   7 5 6   p e o p l e   Zh a n g   e t   a l .   [ 2 5 ]   P e n a l i z e d   L R     P P M I   A U C   o f   0 . 9 4   7 4 7   p e o p l e   ( mi ss i n g   v a l u e g r e a t e r   t h a n   1 0   e x c l u d e d )   W a n g   e t   a l .   [ 2 0 ]   D e e p   N e u r a l   N e t w o r k   P P M I   9 6 . 6 8 %   5 8 4   i n d i v i d u a l s   A l sh a mm r i   e t   a l .   [ 2 6 ]   M u l t i - La y e r   P e r c e p t r o n   ( M LP)   U C I   d a t a set     9 8 . 3 1 %   1 9 5   r e c o r d o f   v o i c e   s i g n a l   f e a t u r e s   S a e e d   e t   a l .   [2 7 ]   K N N   +   F e a t u r e   S e l e c t i o n   K a g g l e   8 8 . 3 3 %   2 4 0   r e c o r d i n g s fr o 8 0   P D   p a t i e n t s   N a h a r   e t   a l .   [ 2 8 ]   B a g g i n g   C l a ssi f i e r   U C I   d a t a set   8 2 . 3 5 %   8 0   p a r t i c i p a n t s   A l i   e t   a l .   [ 2 9 ]   D e e p   Le a r n i n g   +   F S c o r e   M u l t i - t y p e   v o w e l   p h o n a t i o n s   d a t a se t   9 5 %   1 6 0   s u b j e c t s   V a r g h e se   e t   a l .   [3 0 ]   S u p p o r t   V e c t o r   R e g r e ssi o n   U C I   M r e p o si t o r y   R M S E   7 . 4 9   ( U P D R S )     4 2   c a n d i d a t e s   S r i n i v a s a n   e t   a l .   [ 3 1 ]   F e e d - F o r w a r d   N e u r a l   N e t w o r k   U C I   M R e p o s i t o r y   9 9 . 1 1 %   3 1   p e o p l e           Fig u r 1 .   Flo wch ar o f   th e   p r o p o s ed   m o d el       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         P r ed ictio n   o P a r kin s o n 's  d is ea s u s in g   fea tu r s elec tio n   a n d   en s emb le  lea r n in g   tech n iq u es   ( S h a r a n   T.  D. )   1739   3 . 1 .     Da t a s et   co llect i o n   T h d ataset  u s ed   i n   th is   s tu d y   co m p r is es  7 5 6   s am p les  an d   7 5 4   ex tr ac te d   f ea tu r es,  s o u r ce d   f r o m   s u s tain ed   p h o n ati o n   r ec o r d i n g s   o f   th e   v o wel  s o u n d   “/a/. ”  I co n tain s   d ata  f r o m   2 5 2   in d iv id u als:   1 8 8   PD   p atien ts   ( 1 0 7   m ales,  8 1   f e m ales)   an d   6 4   h ea lth y   co n tr o ls   ( 2 3   m ales,  4 1   f em ales) .   Par ticip an ts   r an g ed   i n   ag e   f r o m   3 3   to   8 7   y ea r s   ( m ea n   a g e:  6 5 . 1   ±   1 0 . 9   f o r   PD,  6 1 . 1   ±   8 . 9   f o r   co n tr o ls ) .   T h d at aset  was  o r ig in ally   co llected   b y   th Dep a r tm en t   o f   Ne u r o lo g y ,   C er r a h p aşa  Facu lty   o f   Me d icin e,   I s tan b u Un iv er s ity ,   u n d er   ph y s ician   s u p er v is io n ,   a n d   m a d p u b licly   a v ailab le  v ia  th UC I   ML   r ep o s ito r y   [ 2 2 ] .   Fo r   an aly s is   p u r p o s es,  it  was  ac ce s s ed   th r o u g h   Kag g le ,   wh ich   m ir r o r s   th e   o r ig in al   d ataset.   Du r in g   d ata  c o llectio n ,   p ar ticip an ts   wer e   in s tr u cted   to   s u s tain   th p h o n atio n   o f   th e   v o wel  “a ”  i n   th r ee   r ep etitio n s ,   r ec o r d e d   u s in g   s tan d ar d   m icr o p h o n at  s am p lin g   r at o f   4 4 . 1   k Hz.   All  d ata  p ar ti cip an ts   in   T ab le  2   is   d e - id e n t if ied   an d   eth ically   clea r ed   f o r   r esear ch   u s e.       T ab le  2 .   Data s et  s u m m ar y   D a t a s e t   a t t r i b u t e   D e scri p t i o n   To t a l   P a r t i c i p a n t s   2 5 2   P D   P a t i e n t s   1 8 8   ( 1 0 7   mal e s,   8 1   f e mal e s)   H e a l t h y   C o n t r o l s   6 4   ( 2 3   m a l e s,  4 1   f e m a l e s)   To t a l   F e a t u r e s   7 5 4   S a mp l i n g   R a t e   4 4 . 1   k H z   D a t a   C o l l e c t i o n   S u st a i n e d   p h o n a t i o n   o f   v o w e l   / a /       3 . 2 .     P re - pro ce s s ing   T h Par k in s o n s   Sp ee ch   Data s et  co n tain s   7 5 4   f ea tu r e s   ex tr ac ted   f r o m   s u s tain ed   p h o n atio n   r ec o r d in g s ,   p r esen tin g   h ig h - d im en s io n al  an d   p o ten tiall y   r ed u n d an f ea tu r s p ac e.   T o   ad d r ess   th is ,   we  ap p lied   f i v f ea tu r s elec tio n   tech n iq u es:  RF   I m p o r ta n c e,   r ec u r s i v e   f ea tu r e   elim in atio n   ( R FE) ,   L ASSO  R eg r ess io n ,   B o r u ta,   an d   p r in cip al  co m p o n en t   an aly s is   ( PC A) .   Ou r   f in al   f ea tu r e   s et  was  d er iv ed   u s in g   a   co n s en s u s - b ased   s tr ateg y ,   wh er f ea tu r es  co n s is ten tly   id en tifie d   b y   at  least  two   o u o f   th f o u r   p r im ar y   tech n iq u es  ( R F,  R FE,   L ASSO,  B o r u ta)   wer r etain ed .   T h i s   ap p r o ac h   b alan ce s   d im en s io n ality   r ed u ctio n   an d   in ter p r etab ilit y   wh ile  r ed u cin g   m eth o d - s p ec if ic  b ias.  PC was  u s ed   s o lely   f o r   co m p a r is o n   an d   n o f o r   f in al   f ea tu r s elec tio n   d u e   to   its   lack   o f   in te r p r etab ilit y .     3 . 2 . 1 .   F ea t ure  s elec t io n t ec h niq ue s   T o   im p r o v m o d el  ef f icien cy   an d   ac cu r ac y ,   s ev er al  f ea tu r s elec tio n   tech n iq u es  wer ap p lied   to   id en tify   th m o s t r elev an t f ea t u r es f o r   PD   class if icatio n .   RF   Featu r I m p o r tan ce   was  u s ed   to   r an k   f ea tu r es  b ased   o n   th eir   co n tr ib u tio n   to   class if icatio n ,   d eter m in ed   th r o u g h   Gin im p u r ity   r ed u ctio n .   R m o d el  with   3 0   esti m ato r s   was  tr ain e d ,   id en tify in g   en er g y   an d   f r e q u en c y - b ased   s p ee c h   m ar k er s   as  k ey   i n d icato r s   o f   Par k in s o n ian   s p ee ch   i m p a i r m e n t s .   T h es e   h i g h - r a n k i n g   f e a t u r e s   p l a y e d   a   c r u c ia l   r o l e   i n   r e f i n i n g   t h e   d at a s e t   f o r   c l a s s i f i ca t i o n   as   s h o w n   i n   T ab l e   3 .       T ab le  3 .   T o p   f ea tu r es selecte d   b y   RF   F e a t u r e   I mp o r t a n c e   sc o r e   st d _ d e l t a _ d e l t a _ l o g _ e n e r g y   0 . 0 2 8 5   t q w t _ e n t r o p y _ l o g _ d e c _ 1 2   0 . 0 1 6 0   t q w t _ e n e r g y _ d e c _ 2 7   0 . 0 1 3 6   t q w t _ e n t r o p y _ s h a n n o n _ d e c _ 1 2   0 . 0 1 3 0   st d _ 6 t h _ d e l t a _ d e l t a   0 . 0 1 2 7       R FE ,   wi th   LR   a s   th b ase   esti m ato r ,   iter ativ ely   r em o v e d   less   s ig n if ican f ea tu r es  to   r etain   th m o s t   d is cr im in ativ o n es.  T h to p   f iv s elec ted   f ea tu r es  wer e:  tq wt_ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 1 8 ,   tq wt_ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 2 0 ,   t q wt_ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 2 4 ,   tq wt _ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 2 5 ,   tq wt_ e n tr o p y _ lo g _ d ec _ 2 8 .   L ass o   R eg r ess io n   ( L 1   R eg u lar izatio n )   f u r th er   r e d u ce d   d im e n s io n ality   b y   s h r in k i n g   ir r elev a n f ea tu r e   weig h ts   to   ze r o   wh ile  p r eser v in g   cr u cial  p r e d icto r s .   A   L ass o C m o d el  with   f iv e - f o ld   cr o s s - v alid atio n   was  u s ed   to   id e n tify   t h m o s s ig n if ica n f ea tu r es.  No tab ly ,   th e   to p   1 0   s elec ted   f ea tu r es  s h o wed   s tr o n g   o v e r lap   with   th o s id en tifie d   b y   R an d   R FE,   r ein f o r cin g   th e ir   p r ed ictiv e   s tr en g th .   T h ese   f ea tu r es  in cl u d e d   s td _ d elta_ d elta_ lo g _ en er g y ,   tq wt_ k u r to s is Valu e_ d ec _ 3 1 ,   tq wt_ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 2 8 ,   s t d _ 7 th _ d elta_ d elta,   s td _ 6 th _ d elta_ d elta,   tq wt_ en tr o p y _ l o g _ d ec _ 2 6 ,   tq wt_ k u r to s is Valu e_ d ec _ 2 7 ,   tq wt_ k u r t o s is Valu e_ d ec _ 3 3 ,   tq wt_ m ax Valu e_ d ec _ 2 5 ,   tq wt _ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 3 3 .   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.  39 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 1 7 3 6 - 1 7 4 4   1740   B o r u ta  Featu r Selectio n ,   wr ap p er - b ased   tech n iq u u s in g   RF ,   v alid ated   th im p o r tan ce   o f   j itter ,   s h im m er ,   an d   p er io d - b ased   f e atu r es,  wh ich   a r wid ely   r ec o g n ized   i n   Par k in s o n s   s p ee ch   p ath o l o g y .   T h ese   f ea tu r es,  co m m o n ly   lin k ed   t o   p h o n at o r y   an d   ac o u s tic  ch an g es,  in clu d ed   m ea n Per i o d Pu ls es,  lo cPct J itter ,   lo cAb s J itter ,   r ap J itter ,   p p q 5 J itter ,   d d p J itt er ,   ap q 1 1 Sh im m er .   Ad d itio n ally ,   PC A   was  ex p lo r ed   to   tr an s f o r m   th d ataset  in to   5 0   p r in cip al  c o m p o n en ts ,   en ab lin g   f aster   co m p u tatio n .   Ho wev er ,   PC was  n o u s ed   in   th f i n al  s elec tio n ,   as  d ir ec t   f ea tu r s elec tio n   m eth o d s   ( R F,  R FE,   L as s o ,   an d   B o r u ta)   p r o v i d ed   b etter   class if icatio n   p er f o r m an ce   an d   in ter p r etab i lity .   B y   co m b in in g   th ese  f ea tu r s elec tio n   tech n iq u es,  we  m ad s u r th at  o n ly   th m o s r elev an f ea tu r es  wer k ep in   th d ataset,   in cr ea s in g   m o d el  ac cu r ac y   wh ile  lo wer in g   co m p u tatio n a co s an d   r ed u n d a n cy .   T a b l 4   h ig h lig h ts   th co m p ar ativ r esu lts   o f   f ea tu r s elec tio n   tech n iq u es.   T h e   f in al  f ea tu r s u b s et  was  d er iv ed   th r o u g h   co n s en s u s - b ased   ap p r o ac h ,   s elec tin g   f ea tu r es   id en tifie d   b y   at   least  two   o f   t h f o u r   tech n iq u es:  RF ,   R FE,   L ASSO,  an d   B o r u ta.   T h is   m eth o d   e n s u r ed   th at   o n ly   th m o s co n s is ten tly   r an k ed   an d   b io lo g ically   r ele v an f ea t u r es  wer r etain ed ,   im p r o v in g   m o d el  r o b u s tn ess   an d   i n ter p r etab ilit y .   T ab le  4   ex p licitly   h ig h lig h ts   th ese  s elec ted   f ea tu r es,  wh ich   in clu d e   k ey   b io m ar k e r s   lik s td _ d elta_ d el ta_ lo g _ en e r g y ,   s td _ 6 th _ d elta_ d elta,   an d   tq wt_ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 2 8 ,   co m m o n ly   ass o ciate d   with   Par k in s o n ian   v o ca l im p air m e n ts .       T ab le  4 .   C o m p a r ativ f ea tu r s elec tio n   r esu lts   F e a t u r e   R a n d o f o r e st   r a n k   R F sel e c t e d   La sso   c o e f f i c i e n t   B o r u t a   sel e c t e d   S e l e c t e d   i n   f i n a l   su b s e t   st d _ d e l t a _ d e l t a _ l o g _ e n e r g y   1   Y e s   0 . 0 2 8 5   Y e s   Y e s   t q w t _ e n t r o p y _ l o g _ d e c _ 1 2   2   No   0 . 0 1 6 0   No   No   t q w t _ e n e r g y _ d e c _ 2 7   3   No   0 . 0 1 3 6   No   No   t q w t _ e n t r o p y _ s h a n n o n _ d e c _ 1 2   4   No   0 . 0 1 3 0   No   No   st d _ 6 t h _ d e l t a _ d e l t a   5   Y e s   0 . 0 1 2 7   Y e s   Y e s       3 . 2 . 2 .   M o del t ra ini ng   a nd   o ptim iza t io n   Af ter   s elec tin g   th m o s r elev an f ea tu r es,  th n e x s tep   i n v o lv es  tr ain i n g   an d   o p tim izin g   th ML   m o d el  f o r   PD   class if icatio n .   W em p lo y ed   XGBo o s as  th p r im ar y   class if icatio n   al g o r i th m   d u to   its   h ig h   ac cu r ac y ,   r o b u s tn ess   ag ain s im b alan ce d   d atasets ,   an d   ef f icien cy   in   h an d lin g   h ig h - d i m en s io n al  d ata.   T o   o p tim ize  th XGBo o s m o d el,   R an d o m ized   Sear ch   C r o s s - Valid atio n   ( C V)   wa s   u s e d   to   f in e - tu n k ey   h y p er p ar am eter s ,   im p r o v in g   g en er ali za tio n   an d   r ed u ci n g   o v er f itti n g .   Af ter   5 0   iter atio n s ,   th b est  h y p er p ar am eter s   wer d eter m i n ed   an d   wer t h en   u s ed   in   t h e   f in al  XGB o o s m o d el  tr ain in g .   T ab le  5   c o n tain s   th b est h y p e r p ar am eter s   af ter   5 0   iter atio n s .   On ce   th b est  h y p er p a r am eter s   wer s elec ted ,   th f in al  XG B o o s m o d el  was  tr ain ed   o n   th b alan ce d   d ataset  ( af ter   SMOT E   was  a p p lied ) .   T o   e n s u r t h r o b u s tn ess   an d   r eliab ilit y   o f   th p r o p o s ed   m o d el,   5 - f o l d   s tr atif ied   cr o s s - v alid atio n   wa s   p er f o r m e d ,   allo win g   f o r   a n   u n b iased   ev al u atio n   ac r o s s   d if f er en d ata  s p lits .   T h m o d el   ac h iev ed   m ea n   a cc u r ac y   o f   8 9 . 5 4 %,  d em o n s tr atin g   co n s is ten p er f o r m an ce   an d   g e n er aliza b ilit y   in   d is tin g u is h in g   PD   f r o m   h ea lth y   co n tr o ls .   B y   in teg r atin g   R an d o m ized   Sear ch   C f o r   h y p er p a r am et er   tu n in g ,   SMOT E   f o r   class   b alan cin g ,   an d   r ef i n ed   f ea tu r s elec tio n   p r o ce s s ,   th f in al   XGBo o s m o d el  ac h iev ed   an   o v er all  ac c u r ac y   o f   9 6 . 6 9 %,   r ei n f o r ci n g   its   ef f ec tiv en ess   as  h ig h ly   r eliab l an d   in ter p r etab le   s o lu tio n   f o r   PD   class if icatio n .       T ab le  5 .   Fin al  o p tim ized   m o d el  p ar am eter s   H y p e r p a r a me t e r   O p t i mi s e d   v a l u e s   n _ e st i ma t o r s   3 0 0   max _ d e p t h   7   l e a r n i n g _ r a t e   0 . 1   su b s a m p l e   0 . 8   c o l sam p l e _ b y t r e e   0 . 8   mi n _ c h i l d _ w e i g h t   1   g a mm a   0 . 1       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T o   ev alu ate  th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   XGBo o s m o d el,   its   p er f o r m an ce   was  co m p ar ed   with   RF ,   L ig h tGB M   ( L GB M) ,   an d   Vo tin g   C lass if ier .   R w as  u s ed   as  a   b aselin f o r   f ea tu r s elec tio n   b u t   s tr u g g led   with   o v er f itti n g   an d   in ef f icien c y   in   h i g h - d im en s io n al  d ata.   L GB M,   g r ad ie n t - b o o s tin g   m o d el,   was  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         P r ed ictio n   o P a r kin s o n 's  d is ea s u s in g   fea tu r s elec tio n   a n d   en s emb le  lea r n in g   tech n iq u es   ( S h a r a n   T.  D. )   1741   o p tim ized   f o r   s p ee d   an d   m em o r y   ef f icien cy ,   m a k in g   it  s u it ab le  f o r   lar g d atasets .   T o   e n h an ce   r o b u s tn ess ,   Vo tin g   c lass if ier   co m b in in g   X GB o o s an d   L GB was  im p lem en ted   to   im p r o v p r ed ictiv ac cu r ac y .   T ab le  6   s h o ws th m o d els p er f o r m an c co m p ar is o n .       T ab le  6 .   Mo d el  p er f o r m a n ce   c o m p ar is o n   M o d e l   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   ( P D   -   1)   R e c a l l   ( H e a l t h y   -   0)   F 1   S c o r e   R a n d o m F o r e s t   8 4 . 1 %   8 2 %   9 6 %   5 2 %   8 3 %   Li g h t G B M   8 8 . 9 %   8 5 %   9 7 %   6 7 %   8 8 %   V o t i n g   C l a ssi f i e r   9 0 . 7 %   9 5 %   9 9 %   6 9 %   9 0 %   X G   B o o st   ( O p t i m i se d )   9 6 . 6 9 %   9 9 %   9 6 %   9 7 %   9 8 %       T h r esu lts   clea r ly   d em o n s tr ate  th at  th XGBo o s m o d el  a ch iev es  s u p er io r   p er f o r m an ce   ac r o s s   all  ev alu atio n   m etr ics,  with   an   a cc u r ac y   o f   9 6 . 6 9 %,  p r ec is io n   o f   9 9 %,   an d   an   F1 - s co r o f   9 8 %.  U n lik th e   b aselin m o d els,  XGBo o s m ain tain s   h ig h   r ec all  ac r o s s   b o th   class es  ( PD:  9 6 %,  Hea lth y 9 7 %),   in d icatin g   ex ce llen s en s itiv ity   an d   s p ec i f icity .   I n   co n tr ast,  RF   ex h i b ited   s ig n if ican t   class   im b alan ce   b ias,  as  r ef lecte d   in   its   r ec all  d is p ar ity   ( 9 6 v s .   5 2 %).   L ig h tGB an d   th Vo tin g   C lass if ier   s h o wed   im p r o v e d   b alan ce   b u f ailed   to   m atch   th o v er all  d is cr im in ativ p o wer   o f   XGBo o s t.  T h ese  m etr ics   ( Fig u r 2 )   u n d e r s co r XGBo o s t’ s   r o b u s tn ess ,   p ar ticu lar ly   in   h an d lin g   h i g h - d im e n s io n al,   i m b alan ce d   d ata  s ce n ar i o s   co m m o n   i n   clin ical  ap p licatio n s .           Fig u r 2 .   T o p - r a n k ed   f ea tu r es  b y   XGBo o s t’ s   b u ilt - in   im p o r tan ce   m etr ic,   h ig h lig h tin g   th k ey   ac o u s tic  m ar k er s   u s ed   in   Par k in s o n s   cl ass if icatio n       SHap ley   Ad d itiv ex Plan atio n s   ( SHA P )   an aly s is   was  co n d u cted   to   en h an ce   m o d el  tr an s p a r en cy   an d   in ter p r etab ilit y .   Fig u r 3   illu s t r ates  h o in d iv id u al  f ea tu r es  co n tr ib u te  t o   class if icatio n   o u t co m es,  q u an tif y in g   ea ch   f ea tu r e’ s   im p ac o n   th f in al  p r ed ictio n .   No tab l y ,   s td _ d elta_ lo g _ en er g y   an d   tq wt_ en tr o p y _ lo g _ d ec _ 1 2   ex h ib ited   t h h ig h est  SHAP  v alu es,  r ein f o r cin g   th eir   s tatu s   as  d o m in a n p r ed icto r s .   T h ese  f ea tu r es  co r r esp o n d   to   v ar iab ilit y   an d   e n tr o p y   in   f r eq u en c y - m o d u lated   s p ee ch   p atter n s ,   wh ich   ar k n o wn   to   d eter io r ate  ea r ly   in   PD  p atien ts   d u e   to   p h o n ato r y   m u s cle   co n tr o lo s s .   B y   elu cid atin g   th m o d el’ s   d ec is io n   p r o ce s s ,   SHAP   en ab les  clin ician s   to   tr ac p r ed ictio n s   b ac k   to   e x p lain ab le   ac o u s tic  b io m ar k er s ,   th er eb y   b r id g in g   th e   g a p   b etwe en   AI   o u tp u an d   clin ic al  in tu itio n .   T h is   in ter p r eta b ilit y   is   ess en tial  f o r   clin ical  tr u s an d   r eg u lato r y   v alid atio n   o f   AI - ass is ted   d iag n o s tic  s y s tem s .   s y s tem s .   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.  39 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 1 7 3 6 - 1 7 4 4   1742       Fig u r 3 .   SHAP su m m ar y   p lo t   s h o win g   th m a r g in al  c o n tr ib u tio n   o f   ea ch   f ea t u r to war d   m o d el  p r e d ictio n s .   Featu r es with   h ig h er   SHAP v a lu es c o n tr ib u te  m o r s ig n if ica n tly   to   class if icatio n   d ec is io n s       5.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r esen ts   ML - b a s ed   ap p r o ac h   f o r   PD   d etec tio n ,   u tili zin g   s p ee ch   b io m a r k er s   ex tr ac ted   f r o m   th UC I   Par k in s o n s   Sp ee ch   Data s et.   B y   in te g r atin g   f ea tu r s elec tio n   tec h n iq u es,   d ata  b alan cin g   u s in g   SMOT E ,   an d   h y p e r p ar am e ter   o p tim izatio n   th r o u g h   R an d o m ized   Sear ch   C V,   an   XGBo o s t - b ased   class if icatio n   m o d el  was  d ev e lo p ed ,   ac h iev in g   9 6 . 6 9 ac cu r ac y   with   h ig h   r ec all  an d   p r ec is io n   ac r o s s   b o th   PD  an d   h ea lth y   class e s .   co m p ar ativ an aly s is   ag ain s RF ,   L ig h tGB M,   an d   an   en s em b le  Vo tin g   C las s if ier   d em o n s tr ated   th at  XGBo o s o u tp er f o r m s   tr ad itio n al  class if ier s ,   m ak in g   it  th m o s ef f ec tiv m o d el  f o r   PD   class if icatio n .   T h f ea tu r i m p o r tan ce   an aly s is   em p h asized   th e   s ig n if ican ce   o f   en er g y - b ased   an d   tim e - f r eq u e n cy   s p ee ch   f ea tu r es,  r ei n f o r cin g   th r o le  o f   ac o u s tic  b io m a r k e r s   in   PD  s cr ee n in g .   T h ap p licatio n   o f   SHAP  ex p lain ab ilit y   tech n iq u es  f u r th er   en h an ce d   t h m o d el’ s   in ter p r etab ilit y ,   in cr ea s i n g   its   p o ten tial  f o r   clin ical  d ep lo y m e n an d   in te g r atio n   in to   d e cisi o n - s u p p o r s y s tem s .   Desp ite  th p r o m is in g   r esu lts ,   th er ar e   s ev er al  ar ea s   f o r   f u tu r im p r o v em en t.  On k ey   lim itatio n   is   th d ataset  s ize,   wh ich ,   wh ile  s u f f icien f o r   in itial  v alid atio n ,   r eq u ir es  f u r th er   e x p an s io n   an d   ex ter n al  v alid a tio n   o n   lar g er ,   m o r d iv e r s e,   an d   m u lti - ce n te r   d atasets .   Fu tu r s tu d ies  s h o u ld   f o c u s   o n   in teg r atin g   m u ltimo d al  b io m ar k e r s ,   in co r p o r atin g   m o to r - b ase d   f ea tu r es  ( e. g . ,   h a n d wr itin g   p at ter n s ,   g ait  an aly s is ) ,   clin ical  s y m p to m s ,   an d   wea r a b le  s en s o r   d ata  to   d ev elo p   a   m o r c o m p r e h en s iv d iag n o s tic  m o d el.   Ad d itio n ally ,   d ee p   lear n in g   a r ch itectu r es,   s u c h   as  co n v o lu tio n al   n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  o r   T r an s f o r m e r - b ased   m o d els,  c o u ld   b e   ex p l o r ed   t o   ca p tu r co m p lex   p atter n s   in   v o ice  d ata  m o r ef f ec tiv ely .   T o   f ac ilit ate  r ea l - wo r ld   clin ic al  d ep lo y m e n t,  f u tu r r esear c h   s h o u ld   f o cu s   o n   d ev elo p in g   r ea l - tim e   Par k in s o n s   d etec tio n   s y s tem s ,   in teg r atin g   th e   m o d el  in to   m o b ile  ap p licatio n s   o r   telem ed icin p latf o r m s .   Su c h   ad v an ce m e n ts   co u ld   e n ab le  r e m o te  p atien m o n ito r in g ,   ea r l y   in ter v en tio n ,   a n d   co n tin u o u s   d is ea s p r o g r ess io n   tr ac k in g ,   en h a n cin g   th m a n ag em en t   o f   PD Fu r th e r m o r e ,   im p r o v in g   m o d el   g en er aliza tio n   an d   r o b u s tn ess   th r o u g h   f ed e r ated   lear n in g   c o u ld   allo w   s ec u r c o llab o r ati o n   ac r o s s   d if f er e n h ea lth ca r in s titu tio n s   wh ile  p r eser v in g   p atien p r iv ac y .   Ov er all,   th is   s tu d y   d em o n s tr at es  th p o ten tial  o f   AI - d r i v en ,   n on - in v asiv PD   s cr ee n in g   to o ls ,   p av in g   th way   f o r   f u tu r a d v an ce m e n ts   in   ML - b ased   n e u r o d e g en e r ativ d is ea s d iag n o s tics .   B y   ex p a n d in g   d ataset   d iv er s ity ,   in teg r atin g   m u ltimo d al  f ea tu r es,  a n d   d ep lo y in g   r e al - tim d etec tio n   s y s tem s ,   AI - b ased   Par k in s o n s   d etec tio n   ca n   b ec o m m o r r eliab le,   ac ce s s ib le,   an d   clin ically   u s ef u to o f o r   ea r ly   d iag n o s is   an d   im p r o v e d   p atien t .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .     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         P r ed ictio n   o P a r kin s o n 's  d is ea s u s in g   fea tu r s elec tio n   a n d   en s emb le  lea r n in g   tech n iq u es   ( S h a r a n   T.  D. )   1743   AUTHO 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 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 o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Sh ar an   T .   D.                               Su jata  J o s h i                                 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   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   av ailab ilit y   is   n o ap p li ca b le  to   th is   p ap er   as  n o   n e d ata  wer cr ea ted   o r   an aly ze d   in   th is   s tu d y .         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   H a a h r ,   H .   G r o o s,   a n d   D .   S ø r e n s e n ,   S t r i v i n g   f o r   n o r mal i t y   w h e n   c o p i n g   w i t h   P a r k i n so n d i sea se   i n   e v e r y d a y   l i f e :   A   met a s y n t h e s i s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   N u rs i n g   S t u d i e s ,   v o l .   1 1 8 ,   p .   1 0 3 9 2 3 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j n u r st u . 2 0 2 1 . 1 0 3 9 2 3 .   [ 2 ]   J.  M o i n i ,   A .   L o g a l b o ,   a n d   J.   G .   S c h n e l l m a n n ,   P h a r m a c o l o g y   o f   P a r k i n s o n s   d i s e a se ,   i n   N e u r o p sy c h o p h a rm a c o l o g y ,   E l se v i e r ,   2 0 2 3 ,   p p .   2 5 7 2 7 4 .   [ 3 ]   G .   S ö d e r b o m,   S t a t u s   a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n s   o f   c l i n i c a l   t r i a l s   i n   P a r k i n s o n s   d i sea s e ,   i n   I n t e r n a t i o n a l   R e v i e w   o f   N e u ro b i o l o g y ,   v o l .   1 5 4 ,   El s e v i e r ,   2 0 2 0 ,   p p .   1 5 3 1 8 8 .   [ 4 ]   S .   Y .   K i m ,   T.   M .   Je i t n e r ,   a n d   P .   M .   S t e i n e r t ,   Tr a n s g l u t a m i n a ses  i n   d i se a se ,   N e u r o c h e m i st r y   I n t e r n a t i o n a l ,   v o l .   4 0 ,   n o .   1 ,   p p .   8 5 1 0 3 ,   Ja n .   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / S 0 1 9 7 - 0 1 8 6 ( 0 1 ) 0 0 0 6 4 - X.   [ 5 ]   P .   A .   Le W i t t   a n d   K .   R .   C h a u d h u r i ,   U n m e t   n e e d i n   P a r k i n s o n   d i se a se :   M o t o r   a n d   n o n - mo t o r ,   Pa r k i n s o n i sm   a n d   Re l a t e d   D i so r d e rs ,   v o l .   8 0 ,   p p .   S 7 S 1 2 ,   N o v .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p a r k r e l d i s. 2 0 2 0 . 0 9 . 0 2 4 .   [ 6 ]   A .   To d o r o v a ,   P .   Je n n e r ,   a n d   K .   R a y   C h a u d h u r i ,   N o n - m o t o r   p a r k i n so n s :   I n t e g r a l   t o   m o t o r   p a r k i n s o n s ,   y e t   o f t e n   n e g l e c t e d ,   Pra c t i c a l   N e u r o l o g y ,   v o l .   1 4 ,   n o .   5 ,   p p .   3 1 0 3 2 2 ,   A p r .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 3 6 / p r a c t n e u r o l - 2 0 1 3 - 0 0 0 7 4 1 .   [ 7 ]   L.   A .   U e b e l a c k e r ,   G .   E p s t e i n - L u b o w ,   T.   Le w i s,   M .   K .   B r o u g h t o n ,   a n d   J .   H .   F r i e d m a n ,   A   s u r v e y   o f   P a r k i n s o n s   d i se a se   p a t i e n t s :   M o s t   b o t h e r s o me   s y mp t o ms  a n d   c o p i n g   p r e f e r e n c e s ,   J o u r n a l   o f   Pa r k i n s o n s   D i s e a s e ,   v o l .   4 ,   n o .   4 ,   p p .   7 1 7 7 2 3 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 3 2 3 3 / JP D - 1 4 0 4 4 6 .   [ 8 ]   M .   O .   O y o v w i ,   K .   H .   B a b a w a l e ,   E .   Jer o h ,   a n d   B .   B e n - A z u ,   E x p l o r i n g   t h e   r o l e   o f   n e u r o m o d u l a t i o n   i n   n e u r o d e g e n e r a t i v e   d i s o r d e r s:   I n si g h t s   f r o m   A l z h e i m e r a n d   P a r k i n so n d i sea s e s,   B ra i n   D i so r d e rs ,   v o l .   1 7 ,   p .   1 0 0 1 8 7 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d s c b . 2 0 2 5 . 1 0 0 1 8 7 .   [ 9 ]   X .   Li ,   Z.   Y .   D o n g ,   M .   D o n g ,   a n d   L.   C h e n ,   E a r l y   d o p a m i n e r g i c   r e p l a c e men t   t r e a t m e n t   i n i t i a t i o n   b e n e f i t m o t o r   s y mp t o ms  i n   p a t i e n t s wi t h   P a r k i n so n d i s e a s e ,   Fr o n t i e rs  i n   H u m a n   N e u r o sc i e n c e ,   v o l .   1 8 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f n h u m. 2 0 2 4 . 1 3 2 5 3 2 4 .   [ 1 0 ]   R .   P r a t i h a r   a n d   R .   S a n k a r ,   A d v a n c e men t i n   P a r k i n s o n d i se a se  d i a g n o s i s:   a   c o m p r e h e n si v e   s u r v e y   o n   b i o m a r k e r   i n t e g r a t i o n   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   C o m p u t e rs ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 1 ,   p .   2 9 3 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c o m p u t e r s 1 3 1 1 0 2 9 3 .   [ 1 1 ]   A .   J.   Es p a y   e t   a l . ,   T e c h n o l o g y   i n   P a r k i n s o n s   d i s e a se :   C h a l l e n g e s   a n d   o p p o r t u n i t i e s ,   M o v e m e n t   D i s o r d e rs ,   v o l .   3 1 ,   n o .   9 ,   p p .   1 2 7 2 1 2 8 2 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / md s. 2 6 6 4 2 .   [ 1 2 ]   L.   S i g c h a   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   a n d   w e a r a b l e   se n so r s   f o r   t h e   d i a g n o s i a n d   m o n i t o r i n g   o f   P a r k i n so n d i sea se:   A   s y st e ma t i c   r e v i e w ,   Ex p e r t   S y s t e m s   w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 2 9 ,   p .   1 2 0 5 4 1 ,   N o v .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 3 . 1 2 0 5 4 1 .   [ 1 3 ]   S .   M o r a d i ,   L.   T a p a k ,   a n d   S .   A f s h a r ,   I d e n t i f i c a t i o n   o f   n o v e l   n o n i n v a s i v e   d i a g n o st i c b i o mar k e r i n   t h e   p a r k i n s o n d i s e a s e a nd  i mp r o v i n g   t h e   d i se a se  c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   s u p p o r t   v e c t o r   mac h i n e ,   B i o Me d   R e se a rc h   I n t e rn a t i o n a l ,   v o l .   2 0 2 2 ,   n o .   1 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 2 / 5 0 0 9 8 9 2 .   [ 1 4 ]   A .   R a t n a k a r ,   E v a l u a t i n g   s p e e c h   a n a l y si t e c h n i q u e s fo r   P a r k i n s o n d i s e a s e   d e t e c t i o n :   a   c o m p a r i so n   o f   mac h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A d v a n c e d   Re s e a rc h ,   v o l .   1 2 ,   n o .   0 5 ,   p p .   1 1 1 8 1 1 3 7 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 1 4 7 4 / i j a r 0 1 / 1 8 8 2 7 .   [ 1 5 ]   K .   P .   S w a i n   e t   a l . ,   T o w a r d e a r l y   i n t e r v e n t i o n :   d e t e c t i n g   P a r k i n so n s d i s e a se  t h r o u g h   v o i c e   a n a l y s i w i t h   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   T h e   O p e n   B i o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 1 7 4 / 0 1 1 8 7 4 1 2 0 7 2 9 4 0 5 6 2 4 0 3 2 2 0 7 5 6 0 2 .   [ 1 6 ]   J .   R u s z ,   P .   K r a c k ,   a n d   E.   Tr i p o l i t i ,   F r o m   p r o d r o ma l   st a g e t o   c l i n i c a l   t r i a l s :   T h e   p r o m i se   o f   d i g i t a l   sp e e c h   b i o mar k e r s   i n   P a r k i n s o n s   d i se a se ,   N e u r o sc i e n c e   a n d   B i o b e h a v i o r a l   Re v i e w s ,   v o l .   1 6 7 ,   p .   1 0 5 9 2 2 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u b i o r e v . 2 0 2 4 . 1 0 5 9 2 2 .   [ 17 ]   A .   F a v a r o   e t   a l . ,   M u l t i l i n g u a l   e v a l u a t i o n   o f   i n t e r p r e t a b l e   b i o mar k e r t o   r e p r e s e n t   l a n g u a g e   a n d   sp e e c h   p a t t e r n i n   P a r k i n s o n s   d i s e a se ,   Fr o n t i e rs i n   N e u r o l o g y ,   v o l .   1 4 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f n e u r . 2 0 2 3 . 1 1 4 2 6 4 2 .   [ 1 8 ]   Q .   C .   N g o ,   M .   A .   M o t i n ,   N .   D .   P a h ,   P .   D r o t á r ,   P .   K e m p st e r ,   a n d   D .   K u mar,  C o mp u t e r i z e d   a n a l y s i o f   s p e e c h   a n d   v o i c e   f o r   P a r k i n s o n d i s e a s e :   A   sy s t e m a t i c   r e v i e w ,   C o m p u t e Me t h o d a n d   Pro g ra m i n   Bi o m e d i c i n e ,   v o l .   2 2 6 ,   p .   1 0 7 1 3 3 ,   N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c mp b . 2 0 2 2 . 1 0 7 1 3 3 .     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.  39 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 1 7 3 6 - 1 7 4 4   1744   [ 1 9 ]   M .   A .   I sl a m,  M .   Z.   H a sa n   M a j u md e r ,   M .   A .   H u ss e i n ,   K .   M .   H o ssa i n ,   a n d   M .   S .   M i a h ,   A   r e v i e w   o f   m a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms   f o r   P a r k i n s o n s   d i sea s e   d e t e c t i o n   u si n g   h a n d w r i t i n g   a n d   v o i c e   d a t a se t s,   H e l i y o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   p .   e 2 5 4 6 9 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 2 5 4 6 9 .   [ 2 0 ]   W .   W a n g ,   J.  Le e ,   F .   H a r r o u ,   a n d   Y .   S u n ,   Ea r l y   d e t e c t i o n   o f   P a r k i n s o n d i s e a s e   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 4 7 6 3 5 1 4 7 6 4 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 1 6 0 6 2 .   [ 2 1 ]   C .   D .   P r i t h v i   A c h a r ,   M .   P .   A n v e s h ,   A .   K o d i p a l l i ,   a n d   T.   R a o ,   E x p l o r i n g   c o mp u t a t i o n a l   m o d e l f o r   P a r k i n s o n s d i sea s e   d i a g n o s i s :   u n v e i l i n g   i n s i g h t s wit h   LI M a n d   S H A P   e x p l a i n a b i l i t y   t e c h n i q u e s,   i n   2 0 2 4   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   K n o w l e d g e   E n g i n e e ri n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s,  I C K E C S   2 0 2 4 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C K EC S 6 1 4 9 2 . 2 0 2 4 . 1 0 6 1 6 8 3 1 .   [ 2 2 ]   P a r k i n s o n d i sea s e   c l a ssi f i c a t i o n   -   U C I   ma c h i n e   l e a r n i n g   r e p o s i t o r y .   h t t p s : / / a r c h i v e . i c s. u c i . e d u / d a t a s e t / 4 7 0 /   p a r k i n so n + s+ d i s e a se + c l a ss i f i c a t i o n   ( a c c e ss e d   A p r .   0 2 ,   2 0 2 5 ) .   [ 2 3 ]   A .   G o v i n d u   a n d   S .   P a l w e ,   E a r l y   d e t e c t i o n   o f   P a r k i n s o n d i s e a s e   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   Pr o c e d i a   C o m p u t e r S c i e n c e ,   v o l .   2 1 8 ,   p p .   2 4 9 2 6 1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s.2 0 2 3 . 0 1 . 0 0 7 .   [2 4 ]   M .   B .   M a k a r i o u e t   a l . ,   M u l t i - m o d a l i t y   ma c h i n e   l e a r n i n g   p r e d i c t i n g   P a r k i n so n s d i s e a s e ,   n p j   Pa r k i n s o n D i se a se ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p .   3 5 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 3 1 - 0 2 2 - 0 0 2 8 8 - w.   [ 2 5 ]   J.  Zh a n g   e t   a l . ,   P r e d i c t i o n   o f   P a r k i n s o n d i s e a s e   u si n g   mac h i n e   l e a r n i n g   met h o d s,   B i o m o l e c u l e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 2 ,   p .   1 7 6 1 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / b i o m1 3 1 2 1 7 6 1 .   [ 2 6 ]   R .   A l s h a mm r i ,   G .   A l h a r b i ,   E .   A l h a r b i ,   a n d   I .   A l mu b a r k ,   M a c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e t o   i d e n t i f y   P a r k i n so n d i s e a se   u s i n g   v o i c e   si g n a l   f e a t u r e s,   Fr o n t i e rs   i n   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   6 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f r a i . 2 0 2 3 . 1 0 8 4 0 0 1 .   [ 2 7 ]   F .   S a e e d   e t   a l . ,   E n h a n c i n g   P a r k i n s o n d i se a se  p r e d i c t i o n   u si n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n d   f e a t u r e   se l e c t i o n   m e t h o d s,”   C o m p u t e rs,   Ma t e r i a l a n d   C o n t i n u a ,   v o l .   7 1 ,   n o .   2 ,   p p .   5 6 3 9 5 6 5 7 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 2 6 0 4 / c mc. 2 0 2 2 . 0 2 3 1 2 4 .   [ 2 8 ]   N .   N a h a r ,   F .   A r a ,   M .   A .   I .   N e l o y ,   A .   B i sw a s,   M .   S .   H o ss a i n ,   a n d   K .   A n d e r ss o n ,   F e a t u r e   se l e c t i o n   b a s e d   ma c h i n e   l e a r n i n g   t o   i mp r o v e   p r e d i c t i o n   o f   P a r k i n s o n   d i se a se,   i n   L e c t u r e   N o t e i n   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( i n c l u d i n g   s u b ser i e L e c t u r e   N o t e i n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   L e c t u re   N o t e i n   Bi o i n f o rm a t i c s) ,   v o l .   1 2 9 6 0   LN A I ,   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i sh i n g ,   2 0 2 1 ,   p p .   4 9 6 5 0 8 .   [ 2 9 ]   L.   A l i ,   C .   C h a k r a b o r t y ,   Z.   H e ,   W .   C a o ,   Y .   I mr a n a ,   a n d   J.  J .   P .   C .   R o d r i g u e s,   A   n o v e l   s a mp l e   a n d   f e a t u r e   d e p e n d e n t   e n s e mb l e   a p p r o a c h   f o r   P a r k i n s o n d i se a se  d e t e c t i o n ,   N e u ra l   C o m p u t i n g   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   2 2 ,   p p .   1 5 9 9 7 1 6 0 1 0 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 5 2 1 - 022 - 0 7 0 4 6 - 2.   [ 3 0 ]   B .   K .   V a r g h e se,   D .   G .   B .   A ma l i ,   a n d   K .   S .   U .   D e v i ,   P r e d i c t i o n   o f   P a r k i n s o n d i s e a s e   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e o n   sp e e c h   d a t a se t ,   Re se a rc h   J o u rn a l   o f   P h a rm a c y   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 5 9 5 8 / 0 9 7 4 - 3 6 0 X . 2 0 1 9 . 0 0 1 1 4 . 8 .   [ 3 1 ]   S .   S r i n i v a sa n ,   P .   R a ma d a ss,  S .   K .   M a t h i v a n a n ,   K .   P .   S e l v a m,  B .   D .   S h i v a h a r e ,   a n d   M .   A .   S h a h ,   D e t e c t i o n   o f   P a r k i n s o n   d i s e a s e   u si n g   m u l t i c l a ss   ma c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h ,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   Ju n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 024 - 6 4 0 0 4 - 9.       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         S h a r a n   T .   D .           is  a n   u n d e r g ra d u a te  stu d e n a t   Nitt e   M e e n a k sh In sti tu te  o f   Tec h n o l o g y ,   c u rre n tl y   p u rsu i n g   a   Ba c h e lo o f   En g in e e ri n g   (B. E. in   C o m p u ter   S c ien c e .   His   a c a d e m ic  in tere sts  li e   in   th e   d o m a in o m a c h i n e   lea rn in g ,   a rti ficia in telli g e n c e ,   a n d   c o m p u tati o n a h e a lt h c a re .   P a ss io n a te  a b o u le v e ra g in g   d a ta - d riv e n   a p p ro a c h e fo r   m e d ica l   d iag n o stics ,   h e   is  p a rti c u larly   f o c u se d   o n   p re d ictiv e   m o d e li n g   a n d   fe a tu re   se lec ti o n   tec h n i q u e s   to   e n h a n c e   d ise a se   d e tec ti o n   a c c u ra c y .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   sh rn 2 8 2 @g m a il . c o m .         Dr .   S u ja t a   J o sh i           is  c u rre n t ly   wo r k i n g   a P ro fe ss o r   in   t h e   De p a rtme n t   o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g ,   Nit te  M e e n a k sh In st it u te  o Tec h n o lo g y ,   Ba n g a lo re ,   In d ia.  S h e   h a c o m p lete d   Ph . D .   fro m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o lo g ica Un iv e rsit y ,   Ba n g a lo re .   S h e   h a a u th o re d   a n d   c o - a u th o re d   se v e ra jo u rn a a n d   c o n fe re n c e   p a p e rs  a n d   b o o k   c h a p ters .   S h e   h a g u id e d   m a n y   stu d e n ts  f o th e ir  p ro jec wo r k   a n d   stu d e n re se a rc h   p u b li c a ti o n s.  He r   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p re d ict iv e   m o d e ll i n g ,   m a c h in e   lea rn i n g ,   a n d   a rti ficia i n telli g e n c e ,   p a rti c u larly   in   t h e   m e d ica d o m a in .   S h e   h a b e e n   a   m e m b e o th e   o rg a n izin g   c o m m it tee   fo r   m a n y   c o n fe re n c e a n d   a lso   on   th e   re v iew   c o m m it tee   o c o n fe re n c e a n d   jo u rn a ls.   Sh e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   s u jata . j o sh i@ n m it . a c . in .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.