0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
HEALTH: Hyperbolic Embedding and Acoustic-based Learning for Topological Hierarchies in Parkinson’s Disease
Authors :
Saghar Shafaati
1
S. Hossein Erfani
2
1- Department of Computer Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2- Department of Computer Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
Keywords :
Parkinson’s disease،Hyperbolic embedding،Acoustic biomarkers،Explainable AI،Disease progression modeling
Abstract :
Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disorder characterized by heterogeneous motor and non-motor features complicating early diagnosis and individualized monitoring. Recent reports have identified acoustic biomarkers to be non-invasive prodromal PD predictors, but classical modeling approaches often fail to capture the complex, hierarchical nature of disease progression. This study introduces HEALTH (Hyperbolic Embedding and Acoustic-based Learning for Topological Hierarchies), a novel computational framework that integrates graph-based similarity modeling, hyperbolic geometry, unsupervised clustering, and explainable supervised classification to characterize dysarthric speech patterns in PD. Sustained phonation recordings from participants were preprocessed and embedded in a two-dimensional Poincaré disk, wherein hyperbolic distances reflected latent acoustic dissimilarities. The embedding optimization achieved a ~95% reduction in reconstruction loss, with silhouette coefficients stabilizing near 0.44, indicating robust cluster separation. SHAP analysis identified pitch entropy, amplitude variability, and frequency-related measures as principal determinants of classification outcomes, supporting the clinical interpretability of the model. Comparative evaluation demonstrated that HEALTH outperforms traditional Euclidean approaches in both stratification and explainability. This work underscores the potential of hyperbolic embeddings as scalable, interpretable tools for precision monitoring of neurodegenerative disease and contributes a reproducible methodology to advance non-invasive, data-driven diagnostics in PD.
Papers List
List of archived papers
Goniometry and Electromyography Data Analysis for Knee Health Diagnosis using Machine Learning
Mohammad-Reza Sayyed Noorani - Zahra Mahmoudi Anzabi - Sara Sharifi
Synthesis and Characterization of an Injectable Magnetic Scaffold Based on Alginate/Chitosan and Zero-Valent Iron for Hyperthermia
Mohammad Jafari Fashtami - Bahareh Khalilivavdareh - Delaram Dezfoulian - Maryam Tajabadi
کاربردهای پیشرفته هوش مصنوعی در تحول تجارت الکترونیک: از شخصیسازی تا تصمیمگیری شناختی
علی غلامنتاج - محمد عرفان رحمانیان کوشککی - امیدرضا حمیدی نیا - عباسعلی میرزایی فرد
رابطه سیاست پولی و ورشکستگی شرکت با فرار مالیاتی
صفیه سلیمان نژاد - امید پایدار خیابانی - احمد شاهی - محمد هاشم نژاد سراجه لو
Multi-Level Driver Fatigue Detection Using EEG Signals with CNN–LSTM Models in a Compressed Sensing Framework
Sobhan Sheykhivand - Nastaran Khaleghi
مدلسازی عددی اندرکنش آکوستیک - سیال برای بهبود کیفیت اختلاط در میکروکانال سامانههای زیستی
رسول عدلی بیله سوار - فرهاد صادق مغانلو - محمد وجدی حکم آباد
خطرات احتمالی در طراحی و تجزیه و تحلیل سیستمهای حسابداری و راهکارهای مقابله با آن
علی نمازیان - آرزو رضایی حومدینی
بررسی آمارههای توصیفی فواصل بین ژنی ژنوم و پاتوژنی در دو سویه K12 و O157:H7 باکتری E. Coli با رویکرد بیوانفورماتیکی
علی دژبرد - مرتضی علیزاده - محمد حاجی تبار - رحمان خدادادی گله
ارزیابی تأثیر حسابداری مدیریت بر افزایش سرمایه فکری سازمانهای دولتی کشور
حسین بوذری
یادگیری عمیق برای ادراک رباتیک مقاوم در محیط های غیرساختارمند
سجاد یوسفی - مریم پورنجف - سمیرا حسینی - سوسن نصرتی - سمیه باقری
more
Samin Hamayesh - Version 44.4.0