Machine learning combined with infrared spectroscopy for detection of hypertension pregnancy: towards newborn and pregnant blood analysis.
Documento
Informações
Título
Machine learning combined with infrared spectroscopy for detection of hypertension pregnancy: towards newborn and pregnant blood analysis.
Título (EN)
Machine learning combined with infrared spectroscopy for detection of hypertension pregnancy: towards newborn and pregnant blood analysis.
Autor(es)
Sara Maria Santos Dias da Silva # 1, Marcelo Saito Nogueira # 2, Jaqueline Maria Brandão Rizzato 1, Simone de Lima Silva 1, Sheila Cavalca Cortelli 1, Roger Borges 3 4, Herculano da Silva Martinho 3, Rodrigo Augusto Silva 1 5, Luis Felipe das Chagas E Silva de Carvalho 6 | 1Departamento de Odontologia, Rua Dos Operários, Universidade de Taubaté, N° 9, Centro, Taubaté, SP, 12020-340, Brazil. 2Tyndall National Institute, Dyke Parade, Cork, Lee Maltings Complex, T12R5CP, Ireland. 3Universidade Federal Do ABC (UFABC), CCNH - Centro de Ciências Naturais E Humanas, Campus Santo André - Avenida Dos Estados, 5001 - Bairro Bangu - Santo André, São Paulo, 09210-580, Brazil. 4Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein, Hospital Albert Einstein, Av. Albert Einstein, 627 - Morumbi, São Paulo, SP, 05652-000, Brazil. 5Universidade Paulista - UNIP/SP, Av. Paulista, 900 Bairro Cerqueira César - Distrito Jardim Paulista Zona Oeste, São Paulo, SP, 01310940, Brazil. 6Departamento de Odontologia, Rua Dos Operários, Universidade de Taubaté, N° 9, Centro, Taubaté, SP, 12020-340, Brazil. luisfelipecarvalho@hotmail.com. #Contributed equally.
Instituição
Universidade Paulista
Tipo
Manuscrito
Tipo de Mídia
Revista
Resumo (EN)
Biochemical changes in the cervix during labor are not well understood. This gap in knowledge is significant, as understanding the precise biochemical processes can provide critical insights into the mechanisms of labor and potentially inform better clinical practices for monitoring and managing pregnancy and childbirth. Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy as a non-invasive optical technique, it has the potential sensibility to detect biochemical components. This technology operates by meansuring the vibrational energy of molecular composition and structural changes occurring in the tissue. A total of 30 pregnant participants undergoing either spontaneous or induced labor were recruited. We detected several biochemical changes during labor, including a significant decrease in FT-IR spectral features associated with collagen and other extracellular matrix (ECM) proteins, attributed to collagen dispersion. Specifically, the amide I and amide II bands, which are indicative of protein secondary structure, showed marked reductions. Our results have demonstrated that FT-IR spectroscopy is sensitive to multiple biochemical remodeling changes in the cervix during labor. Traditional methods have limitations, either due to their invasiveness or insufficient sensitivity to detect subtle biochemical alterations, therefore, FT-IR spectroscopy may be a valuable noninvasive tool for objective cervical assessment to potentially guide clinical labor management.
Resumo
As alterações bioquímicas no colo do útero durante o trabalho de parto ainda não são totalmente compreendidas. Essa lacuna no conhecimento é significativa, pois a compreensão precisa dos processos bioquímicos pode fornecer informações cruciais sobre os mecanismos do trabalho de parto e, potencialmente, orientar melhores práticas clínicas para o monitoramento e manejo da gravidez e do parto. A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), como uma técnica óptica não invasiva, possui sensibilidade potencial para detectar componentes bioquímicos. Essa tecnologia opera medindo a energia vibracional da composição molecular e as alterações estruturais que ocorrem no tecido. Um total de 30 gestantes em trabalho de parto espontâneo ou induzido foram recrutadas. Detectamos diversas alterações bioquímicas durante o trabalho de parto, incluindo uma diminuição significativa nas características espectrais de FT-IR associadas ao colágeno e outras proteínas da matriz extracelular (MEC), atribuída à dispersão do colágeno. Especificamente, as bandas amida I e amida II, que são indicativas da estrutura secundária da proteína, apresentaram reduções acentuadas. Nossos resultados demonstraram que a espectroscopia FT-IR é sensível a múltiplas alterações de remodelação bioquímica no colo do útero durante o trabalho de parto. Os métodos tradicionais apresentam limitações, seja devido à sua natureza invasiva ou à sensibilidade insuficiente para detectar alterações bioquímicas sutis; portanto, a espectroscopia FT-IR pode ser uma ferramenta não invasiva valiosa para a avaliação cervical objetiva, com potencial para orientar o manejo clínico do trabalho de parto.
Palavras-chave
Blood pressure; Gestational hypertension; Hypertensive pregnancy; Machine learning; Maternal health; Medical technology; Plasma Newbornblood analysis; Pre-eclampsia; Pregnancy hypertension; Prenatal diagnosis; Principal component analysis.
Publicado em
SILVA, Sara Maria Santos Dias da; NOGUEIRA, Marcelo Saito; RIZZATO, Jaqueline Maria Brandão; SILVA, Simone de Lima; CORTELLI, Sheila Cavalca; BORGES, Roger; MARTINHO, Herculano da Silva; SILVA, Rodrigo Augusto da; CARVALHO, Luis Felipe das Chagas e Silva de. Machine learning combined with infrared spectroscopy for detection of hypertension pregnancy: towards newborn and pregnant blood analysis. BMC Pregnancy and Childbirth, v. 25, n. 1, art. 358, 2025
Direito de Acesso
Acesso Aberto
Financiamento
Vice Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa