Investigación
O futuro xa está en marcha
Imaxinemos unha persoa que sofre unha síndrome coronaria aguda mentres está soa na casa e leva un dispositivo que monitoriza continuamente as súas constantes vitais. Ao detectar cambios críticos, como un electrocardiograma anómalo ou unha caída do nivel de osíxeno, o dispositivo activa automaticamente unha resposta de emerxencia. En cuestión de segundos, o sistema localiza e mobiliza a ambulancia dispoñible máis próxima, adaptándose en tempo real ao tráfico e á capacidade dos hospitais.
Durante o traslado, o dispositivo transmite continuamente información vital do paciente, o que permite axustar de forma dinámica as decisións clínicas e loxísticas. Se o estado do paciente empeora, avísase o hospital para que prepare unha unidade de coidados críticos. Á súa chegada, os modelos preditivos orientan as decisións para acadar o mellor resultado posible e utilizar os recursos sanitarios coa máxima eficiencia.
A nosa misión e visión
O noso obxectivo a longo prazo é construír un marco de toma de decisións sanitarias que mellore as decisións clínicas e de saúde pública, tanto individuais como poboacionais, combinando bioestatística, tecnoloxías de saúde dixital e investigación operativa.
Actualmente desenvolvemos métodos estatísticos e de intelixencia artificial para problemas clínicos complexos que implican datos de saúde continuos, de alta frecuencia e en tempo real. Queremos que estes métodos respondan ás preguntas médicas actuais e axuden a identificar as máis importantes. Que dieta é a mellor para unha persoa concreta? Canta actividade física precisa para favorecer un envellecemento saudable e a lonxevidade? Como deben cambiar estas recomendacións segundo o seu perfil clínico, a súa bioloxía, o seu contorno e o seu estilo de vida?
Para responder a estas preguntas, a nosa investigación combina métodos modernos de IA estatística para inferencia causal, análise de supervivencia, cuantificación da incerteza e modelización xerativa con efectos aleatorios, co fin de avanzar na aprendizaxe estatística para obxectos aleatorios non euclidianos. O deseño coidadoso dos estudos e a escalabilidade computacional son esenciais. Buscamos métodos matematicamente rigorosos e eficientes a escala poboacional, orientados a recursos biomédicos como UK Biobank, All of Us Research Program, Human Phenotype Project e NHANES.
Aínda que moitos métodos publicados en revistas metodolóxicas de primeiro nivel son matematicamente rigorosos e tecnicamente sólidos, non sempre se deseñan tendo en conta a complexidade dos datos clínicos reais e os supostos necesarios para analizalos. Por iso, partimos de preguntas biomédicas concretas e desafíos prácticos. Desenvolvemos métodos que reflictan a estrutura dos datos, a realidade da práctica clínica e as decisións críticas de pacientes, profesionais e sistemas sanitarios para facer avanzar o campo.
Sete piares do noso programa de investigación en saúde dixital
Os nosos sete artigos representan un avance metodolóxico e conceptual substancial para a saúde dixital.
A introdución da glucodensidade constitúe un primeiro paso cara a fenotipos dixitais máis complexos mediante a análise de datos funcionais e distribucionais. Este marco abre novas vías de descubrimento biolóxico e permite aproveitar con maior eficiencia a información continua dos novos dispositivos médicos, no canto de reducila a unhas poucas medidas escalares.
A glucodensidade multivariante supón un novo avance conceptual na análise da fisioloxía humana. Os datos clínicos deixan de analizarse unicamente como números individuais e pasan a tratarse como obxectos complexos, máis próximos ás imaxes médicas. Agora podemos integrar a dinámica dos procesos fisiolóxicos subxacentes nun marco distribucional unificado de glucodensidade.
O traballo conxunto con Ciprian Crainiceanu sobre modelos de efectos aleatorios para datos de glucodensidade estende estas ideas a estudos lonxitudinais de semanas, meses ou anos. Este traballo crea un novo marco para utilizar información dixital en ensaios clínicos, coa posibilidade de aumentar a potencia estatística e descubrir biomarcadores lonxitudinais novos e máis relevantes.
Xunto con Mateo Cámara, propoñemos o primeiro marco de modelización con efectos aleatorios en espazos métricos xerais, que ofrece un enfoque unificado para analizar distintos tipos de obxectos estatísticos en estudos clínicos. A maior parte da información de saúde dixital é case continua no tempo, mídese en múltiples escalas temporais e presenta unha estrutura multinivel. O noso marco ofrece, por primeira vez, unha vía analítica xeral para modelar estas fontes complexas de variación cunha maior xeneralidade matemática.
O marco de cuantificación da incerteza en espazos métricos, desenvolvido xunto con Gábor Lugosi, é metodoloxicamente importante porque permite calibrar e avaliar formalmente a cobertura condicional sen condicións restritivas de suavidade. Tamén abre un marco máis xeral para cuantificar a incerteza dos biomarcadores do futuro, que se representarán cada vez máis mediante distribucións, funcións, imaxes, redes ou outros obxectos aleatorios non euclidianos complexos.
O traballo cos meus colegas chineses, Mingyang Yi, Zhiming Ma, e Ruoyu Wang, sobre modelos de difusión e erro de medición permite incorporar a incerteza das medicións ás decisións biomédicas. A idea principal é integrar métodos xerais de IA xerativa nos procedementos estatísticos clásicos de erro de medición, para que os erros de sensores, medicións clínicas e outras tecnoloxías biomédicas se incorporen directamente á análise.
Por último, o éxito da nova era dos datos tamén dependerá de novos deseños experimentais e de mostraxe. En colaboración con Yating Zou e Michael Kosorok, propoñemos unha nova metodoloxía de bosques aleatorios para datos de enquisas complexas. O método ten implicacións relevantes para a inferencia, xa que aplica o procedemento bootstrap a nivel de nodo. Isto abre oportunidades teóricas para mellorar a aprendizaxe automática en deseños de mostraxe complexos e, á vez, ofrece unha forma fundamentada de utilizar grandes bases de datos de saúde preservando unha inferencia válida para a poboación obxectivo.
En conxunto, estes traballos definen os piares do noso programa: novas representacións de datos de saúde dixital, modelización lonxitudinal e multinivel, cuantificación da incerteza, corrección do erro de medición mediante IA xerativa e inferencia estatisticamente válida en estudos biomédicos complexos.
Publicacións de anos anteriores
2026
2025
2024
2021