原来是梁辉站了起来,他甚至都来不及等工作人员把话筒递过去,直接扯著嗓子喊了一句。
这个动作在满是正襟危坐的学者中间显得格外突兀,旁边的几个数学教授都被他这一嗓子惊了一跳,纷纷侧目。
但梁辉顾不上这些了。
他在台下听了一上午,一个字都没听懂,刚刚的提问他也听不明白,脑子里转来转去想的都是那张湍流几何动態图,每一次回想都让他更加確信,他看到的是一个足以改变肿瘤治疗史的可能,他早就迫不及待想要问问肖宿,可惜肖宿一直没点他。
话筒终於递到了他手里,他已经顾不上是不是失態了,生怕肖宿跑掉,连忙开口道:
“肖教授您好,我是京城协和医院肿瘤內科的梁辉,今天您讲座的內容我个人不敢说完全理解,但是您在第三节展示的那张湍流几何动態图,让我非常震撼。”
他顿了顿,深吸了一口气,缓了缓心跳。
“我在临床上研究胶质母细胞瘤的侵袭路径已经很多年了,有那么点经验,刚刚听您的讲座,我发现脑白质束对肿瘤细胞的约束模式,和您那张图里和乐群对涡量涨落的约束模式在视觉上是高度一致的。
我刚才初步分析了一下,胶质母细胞瘤在白质束中的侵袭扩散,从拓扑结构上看,很可能可以转化为您这套框架下的一个受约束流形上的极小能量路径问题。
您觉得,从数学的角度出发,这种同构性能不能为肿瘤侵袭路径的精確预测提供一个全新的理论模型呢?”
这个问题一出来,前排的数学家们面面相覷。
胶质母细胞瘤?
脑白质束?
他们刚刚还在和乐群和辛流形里挣扎,这会儿忽然冒出来一个医学问题,所有人都愣了一下。
但是愣完之后,有几个脑子转得快的学者眼里已经开始放光了。
如果梁辉说的是真的,那意味著肖宿这套和乐框架的应用范围,可能比所有人想像的还要广得多啊。
范围广了,研究的方向也就更多了,最后的成果和应用前景,那……所有人都不由自主的將目光转向了肖宿。
肖宿转过头看了梁辉一眼,这个问题倒是比较有新意,他还从来没往医学上联想过。
他敛眉,往梁辉说的方向上想了想。
之前他研究达文西的时候,他顺带看过一些医学方面的资料。
脑白质束的扩散张量成像,本质上是对水分子沿神经纤维束弥散的各向异性进行空间编码。
每一个体素內的弥散主方向,构成了一个局部切空间中的优先方向场,这从数学上看的话就是一个天然带有联络的纤维丛结构,白质束本身是底流形,弥散张量的主特徵向量场定义了纤维上的平行输运规则,而各向异性程度则给出了这个联络的曲率。
肿瘤细胞沿白质束的侵袭,表面上是一个隨机的生物学过程,但如果剥掉趋化因子浓度梯度、细胞外基质的粘弹性、基质金属蛋白酶对基底膜的降解那些分子层面的细节,剩下的核心骨架其实极其简单,就是肿瘤细胞在寻找一条阻力最小的路径。
而白质束的各向异性恰好提供了这样一个优先方向场,把三维空间中原本各向同性的隨机游走变成了一个受约束的定向迁移。
这和他的和乐框架里处理的东西没什么本质区別。
在ns方程中,涡量在速度梯度场中会被拉伸和摺叠,看起来像是在隨机涨落,但是和乐群的约束把这种涨落锁死在一条极小能量轨道上,涡量不能想去哪就去哪,它只能沿著和乐等价类规定的方向演化。
这里其实也是同理的,肿瘤细胞不能想去哪就去哪,它只能沿著白质束扩散张量场所规定的低阻力方向迁移。
白质束的几何结构,就相当於在脑实质这个三维流形上施加了一个约束,把所有可能的侵袭路径商掉,只留下那些和纤维丛的联络结构相容的轨道。
如果用他的加权度量框架来重新表述的话,做一个全新的框架是很简单的。
他甚至不需要构造任何新的不等式。
曲率正则化定理在这个模型里自动保证了极小能量轨跡的存在性和唯一性,和乐约束算子的正定性同样由加权范数的紧嵌入性质直接给出来了。
连gribov拷贝都不用担心,因为这里的约束不是规范场的冗余自由度,而是扩散张量场这个真实的物理约束,商空间天然就是良定义的。
从数学上讲,这个东西几乎就是直接把ns方程的证明框架翻译过去,做一套完完全全的移植手术就行。
白质束的解剖结构提供了天然的截断尺度,科尔莫戈罗夫耗散尺度对应的就是单个体素的尺度,数值稳定性天然就满足。
他在心里飞快地估了一下工作量。
一周把纤维丛模型搭出来,一周把能量泛函的极小值条件推导清楚,再一周把边界条件的数值格式写出来。
三周,顶多一个月。
一个月之后,这套模型就能输入真实的患者dti数据跑出肿瘤侵袭前缘的精確预测。
比质量间隙那个问题还简单。
质量间隙至少还需要处理非阿贝尔和乐群的上同调障碍,这里白质束的纤维丛联络形式完全可以近似为交换群,连那一步都省了。
这个方向理论上没什么难度,属於成熟工具的移植应用,不需要新思路,只是需要时间而已。
想到这里,他已经把这个研究归纳为了不需要继续深入的研究行列了,他重新看向梁辉,说道:
“你观察到的那个同构性,在数学上是存在的,脑白质束的各向异性扩散张量场,本质上是一个带有约束的纤维丛。
如果把这个纤维丛的联络结构用我定义的加权度量和乐算子来刻画,那么肿瘤细胞沿白质束的侵袭路径,就是这个纤维丛上的极小能量轨跡,它在给定边界条件下是唯一的。”
他转身在白板空白处写了一个简洁的表达式,然后標了一个箭头指向肿瘤侵袭路径。
“理论上,只要输入患者的个体化白质束扩散张量成像数据和肿瘤初始位置,就可以精確计算出肿瘤的侵袭前缘了。”
报告厅里响起了一片倒吸凉气的声音。
这种跨界太狠了。
从一个流体力学问题里长出来的数学框架,居然可以直接用来描述肿瘤侵袭?
这简直就像是造了一台万能翻译机,什么学科的语言扔进去,都能直接翻译成数学啊。
第363章 万能翻译机
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