【港產數學家】「貼地」開發簡易工具助診斷腦病奪獎 難忘恩師陳繁昌昔日陪伴鼓勵:我同你一齊學

社會 06:00 2021/06/07

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港產年輕數學家雷樂銘將數學理論應用到醫學3D圖像,包括透過海馬體圖像及早診斷阿茲海默症。(梁偉榮攝)

數學往往被視為難以應用的「離地」科目,基層出身的港產年輕數學家雷樂銘,早年開發「計算擬共形幾何學(CQC)」應用研究,成功搬出書本中的純數理論,將平面的腦部掃描圖像,再「數」描為3D圖像,有助及早診斷阿茲海默症等腦疾病,近年獲頒被譽為「華人菲爾茲獎」的「晨興數學銀獎」等多個獎項肯定。

雷樂銘早年赴美深造先後遇到兩名伯樂,港產國際知名數學家陳繁昌及丘成桐啟蒙,放手讓他做研究,教他「唔試就一定唔得」、「要搵啱問題」等科學探究精神。他在中大任教,也以二人為榜樣。

大學選科跟數學系擦身而過 入讀精算後毅然轉系

雷樂銘生於1981年,在香港土生土長,自幼熱愛數學,但受經濟掛帥的社會影響,升大學選科一度與數學系擦身而過。當年他在中學高考憑「3條A」考入了港大精算,才發現所讀的精算,根本就不是他從小喜歡的數學研究,故開學一個學期便毅然轉到科大讀數學系,才大開眼界,發現大學的數學比中小學「更好玩」,從此立志投身數學研究。

雷樂銘踏上數學科研之路前,昔日亦曾因家人患腦疾病而想過從醫,詳情即看:【下一頁】

2003年完成學士學位後,他便負笈美國加州大學洛杉磯分校(UCLA),花5年攻讀碩士與博士學位,其後轉到哈佛大學進行博士後研究,2010年完成研究後,隨即加入中大至今。

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遇兩伯樂 師承陳繁昌丘成桐

雷樂銘憶述,兒時受中學教師耳濡目染,以國際知名數學家丘成桐為「偶像」,故最初在UCLA,希望循「偶像」腳蹤,一心想做較抽象、屬純數學科的微分幾何研究,但當時在應用數學大師陳繁昌引導,涉足應用數學,進行涉及「保角幾可學」的腦部掃描圖像研究,將磁力共振(MRI)的平面圖像,化為3D立體圖像。

「你試唔代表一定得,唔試就一定唔得。」雷樂銘坦言,當時在UCLA「完全唔識」相關應用數學研究,故十分難忘師傅陳繁昌這句提醒,「佢(陳繁昌)直頭微分幾何都唔識(非專長),只擅長計算數學,但佢話︰『我同你一齊學啦』,俾咗我好大鼓勵。」

及後雷樂銘在哈佛大學隨「偶像」丘成桐,再鑽研CQC的純數學理論,惟雷坦言,該套純數理論仍「無方法計出嚟」,而且人在美國發現「自己唔係咁叻」,研究壓力相當大,幸獲純數學大師丘成桐替他預視研究的Big Picture(大方向),強調「要搵啱嘅問題、啱嘅數學工具」,令他在科研路上不用走太多「冤枉路」。約兩年終略有成果,2010年成功開發一套可應用到醫學圖像分析的簡易工具,約半小時便可重建大腦3D圖像,到現時重建時間已可縮短至0.03秒。

雷樂銘的研究致力將CQC應用於醫學成像,特別是大腦。了解腦部結構對醫學分析很重要,他就用數學算法重建這些立體結構,「CQC圖像由多個三角形組成。透過提取每張分散圖像中的物件邊界,然後將邊界緊貼邊界,無縫合併成一張完整的3D圖像。」對邊界的捕捉要準確,否則對醫生來說圖像得出的分析便沒有意義。

CQC數學研究 無縫併成3D圖

雷的CQC數學研究已應用到多個醫學甚至考古學範疇,包括今年與中大醫學院合作研究針對阿茲海默症,將海馬體MRI圖像轉為3D圖,初期測試結果反映有助及早診斷懷疑輕度認知障礙症者,準確度約9成。

他早年亦曾利用這套工具,繪製耳窩結構3D圖,以分析兒童平衡力引致脊椎變形,並與考古學科合作透過牙齒數據辦識歐洲人祖先源頭等。雷樂銘憑其CQC研究,已獲多項國際及本地獎項,包括在2016年獲得被譽為「華人菲爾茲獎」的「晨興數學獎」銀獎。

雷樂銘曾在美國進行研究多年,他認為本港學術自由度不比外國差,未來冀繼續留港發展,詳情即看:【下一頁】

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記者:馮琪雅