Dermatologické faktory ovlivňující snímání otisků prstů

Martin Drahanský (Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií, Brno), Eva Březinová (Masarykova univerzita, Lékařská fakulta), Filip Orság (Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií, Brno), Dana Hejtmánková (Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií, Brno) 

Úvodem

Proces snímání otisků prstů je kritickým bodem zpracování snímku otisku prstu. Pokud je kvalita získaného snímku velmi nízká, pak je velmi vysoká pravděpodobnost toho, že nebude možné zpracovat obraz dále tak, aby bylo docíleno správného rozhodnutí. Tato situace může vést buď ke zvýšení míry chyby snímání (Failure To Acquire – FTA) a registrace (Failure To Enroll – FTE) nebo ke špatnému rozhodnutí, tedy k chybnému přijetí útočníka (FAR – False Accept Rate, FMR – False Match Rate) nebo k chybnému zamítnutí oprávněného uživatele (FRR – False Reject Rate, FNMR – False Non-Match Rate) [1][2]. Výslednou kvalitu snímku může ovlivnit nevhodná technologie snímání nebo jiné faktory silně negativně působící na proces snímání otisků prstů. Jednou ze skupin faktorů ovlivňujících výslednou kvalitu snímku jsou onemocnění kůže dlaně a konečků prstů, která mohou zcela znemožnit samotnou registraci, potažmo pak i verifikaci nebo identifikaci osob postižených některou z chorob.

Vznik struktury papilárních linií na bříšku prstu

Na rozdíl od zbytku kůže celého těla vykazují dlaně rukou (palmae) a chodidla nohou (plantae) zvláštní zvrásnění kůže, kterým říkáme papilární linie (cristae cutis) [11]. Tyto linie mají kromě jiného i význam při určování identity jedince – jednoznačně slouží k jeho určení, neboť průběhy papilárních linií jsou pro každého z nás jedinečné. Navíc na těchto partiích lidského těla zcela schází ochlupení. Mezi papilárními liniemi se nacházejí rýhy (sulci cutanei) [11]. Struktura kůže s papilárními liniemi je znázorněna na obrázku 1.

Nejvýznamnější atributy vzoru papilárních linií jsou nezávislé na přesném vzniku [11]. Vyvíjejí se během nitroděložního života a po celý život vykazují stabilitu vůči narůstajícímu věku i okolnímu prostředí. S přibývajícím věkem se sice mění rozměry plošek prstů, dlaní či chodidel, avšak struktura zůstává stejná.

Již v roce 1927 vznikla teorie norské bioložky Kristine Bonnevie, že vzory na dlaních našich rukou jsou výsledkem napětí, která vznikají rozdílně rychlým růstem různých vrstev kůže [10]. Během nitroděložního života se kůže postupně vyvíjí z ektodermu a mezodermu též na vrcholcích prstů embrya. Vzniká tak horní vrstva kůže (epidermis) a pod ní ležící škára (dermis). Jelikož roste nejspodnější bazální vrstva rychleji než sousední tkáně, dochází díky vzniklému napětí k vlnovitým změnám bazální vrstvy. Z toho se poté formují charakteristické papilární linie dlaně rukou [10]. Ačkoliv tato teorie existuje více jak 80 let, nebyla dosud definitivně prokázána. Pro tuto teorii však hovoří nejen lékařské výzkumy na embryích, ale i počítačové simulace, které prokazují, že rozdíly v napětích mezi sousedními vrstvami kůže jsou zodpovědné za vznik papilárních linií.

Základ papilárních linií je formován na hranici epidermis-korium. Dochází zde k proliferaci a vzájemné interakci spodní epidermální vrstvy a horní vrstvy koria. Na povrchu bříšek prstů se objeví struktura rýh až poté, co dosáhne zvlnění spodní epidermální vrstvy určitého rozsahu [11]. Při vzniku papilárních linií existují tři stádia [11]:

• Vznik bříška prstu (6. - 12. týden vývoje) – bříška prstů vznikají na základě geneticky podmíněné diferenciace mezenchymových buněk, které vytvářejí specifické makromolekuly (mukopolysacharid-proteinové komplexy), mající víceméně velkou vazebnou kapacitu pro vodu. Kromě toho působí při vzniku bříšek prstů různé okolní mechanické síly.
• Vznik základů potních žláz (3. - 5. měsíc vývoje) – potní žlázy se zakládají jako plné epitelové čepy, postupně vrůstající do subepidermálního mezenchymu. Tím dochází ke změnám mezi koriem a epidermis, a je tak položen základní kámen papilárních linií.
• Vznik papilárních linií na povrchu (6. – 7. měsíc vývoje) – konečná podoba papilárních linií na povrchu bříšek prstů se objevuje během 6. a 7. měsíce fetálního období. Při vzniku definitivní podoby mají vliv v podstatě následující tři síly (obrázek 2) – proliferační tlak působící směrem k povrchu, vývod potní žlázy fungující jako mechanický stabilizátor a síla působící v epitelu díky tonofilamentovému systému.

Vliv onemocnění kůže na snímání otisků prstu

Onemocnění kůže zastupují velmi důležitý, ale často opomíjený faktor ovlivňující proces snímání otisků prstů. Obecně je takřka nemožné říct, kolik lidí trpí onemocněními kůže vzhledem k jejich velkému množství [1][3], avšak je nutné přiznat, že tato onemocnění se ve společnosti vyskytují. Diskutujeme-li o tom, zda je technologie rozpoznávání otisků prstů perfektním řešením bezpečnostních problémů, měli bychom vždy brát v potaz potenciální uživatele, kteří by mohli trpět některým z onemocnění kůže. Příkladem budiž seriózní člověk, který by rád získal vízum do USA, ale zároveň trpí nějakou kožní chorobou postihující konečky prstů. Takový člověk nemůže absolvovat proces snímání otisků prstů, a jeho žádost o vízum nemůže tedy být kladně vyřízena. V takovém případě se k této osobě přistupuje dle článku 11 (Waived Fingerprints) směrnice [13], tj. osoba je podrobena složitějšímu procesu, avšak je možné vydat vízum (výjimku). Nicméně daná osoba trpící onemocněním kůže či vro-zenou vadou, která znemožňuje nasnímání otisku prstu, je silně znevýhodněna. Podobnou otázku si můžeme položit v mnoha dalších případech.

Papilární linie na prstech jsou odvozeny od uspořádání papil koria, které vybíhají proti čepům epidermis. Tyto papilární linie jsou pro každého člověka charakteristické a jsou podmíněny především geneticky. Obor, který se touto problematikou zabývá, daktyloskopie, rozlišuje několik základních typů dermatoglyfů. Pro identifikaci osob jsou však důležité zejména drobné odchylky v dermatoglyfech (např. přerušení linií, ostrůvky, splývání linií…).

Pro proces snímání otisků prstů jsou významná některá onemocnění, která postihují dlaně a distální články prstů. Tato onemocnění se dělí do tří základních podkategorií (z hlediska pou-žitého typu senzoru) podle toho, na co konkrétně mají vliv, takto: onemocnění vykazující a) histopatologické změny v oblasti epidermis a dermis, b) změny zbarvení kůže a c) histopatologické změny v oblasti dermoepidermální junkce, kde je kódován tvar papilárních linií.

Onemocnění kůže, která ovlivňují pouze zbarvení kůže, nemají tak významný vliv na kvalitu snímku otisku prstu. Jedinou technologií, která je víceméně ovlivnitelná tímto typem onemocnění, je technologie optická, ale i tento problém je vcelku snadno řešitelný.

V případě dalších dvou kategorií je tomu již jinak. Pokud dojde k morfologickým abnormalitám kůže v oblasti distálních článků prstů, je často nemožné rozpoznat původní průběh papilárních linií, což může ovlivnit proces rozhodování. Bohužel takových onemocnění existuje velké množství. Téměř u všech typů senzorů, jmenovitě pak u optických, kapacitních, e-field, elektrooptických, tlakových a termálních, hrozí riziko selhání. Výjimkou jsou senzory ultrazvukové, neboť ultrazvukové vlny mohou proniknout k informaci uložené na rozhraní epidermis a dermis, kde je formován tvar papilárních linií, a je tedy možné rekonstruovat tvar otisk prstu, ovšem pouze za předpokladu, že dané onemocnění nepostihlo i tuto kožní strukturu – v tomto případě již není možné získat původní otisk prstu.

Výsledný stav kůže po úspěšném vyléčení uživatele, který trpěl některou z nemocí, je velmi důležitý a závisí na něm další úspěšné používání systému pro rozpoznávání otisků prstů. Pokud došlo k jizvení v oblasti papilárních linií, pak už papilární linie nebudou stejné, jako před nemocí. Takovému uživateli pak hrozí omezení v podobě neschopnosti využívat systém založený na otiscích prstů. Velmi záleží na konkrétním typu poškození a v neposlední řadě i na pružnosti systému při vypořádání se s takovými případy.

Konkrétní onemocnění

Kožních onemocnění, která mohou postihovat palmární stranu ruky a distální články prstů, je mnoho. Ve specializované lékařské literatuře [4] - [9] nalezneme desítky různých onemocnění včetně popisu jejich vlivu na strukturu a zbarvení kůže – odsud jsme čerpali následující popis. V následující kapitole jsou popsány některé z nemocí a spolu s obrázky jasně ukazují, jakým problémem pro automatické biometrické systémy mohou být.

Onemocnění způsobující histopatologické změny v oblasti epidermis a dermis (mohou působit problémy u většiny typu senzorů)

Ekzém/dermatitida ruky [5][8] je neinfekční zánětlivé onemocnění. Dermatitida způsobuje nepohodlí a vzhledem k umístění ovlivňuje každodenní běžné aktivity. Ekzém je nejčastější kožní chorobou. Celosvětově představuje 20 % všech nových pacientů v ordinacích dermatologů. Toto onemocnění je běžné pro zaměstnance v průmyslu. Histologicky nacházíme spongiózu a intraepidermální vezikuly, zánětlivý infiltrát a vazodilataci v horním koriu. U chronických forem nacházíme akantózu a zesílení rohové vrstvy.

Atopický ekzém [5] bříšek prstů bývá velmi suchou, chronickou formou ekzému, která je obvykle způsobena alergickou reakcí. V některých případech je příčina jeho vzniku neznámá. Postiženo může být i více prstů a důsledkem je suchá, popraskaná kůže, která znemožňuje identifikaci podle otisku prstu – viz obr. 3.

Pomfolyx [4] je zánětlivé kožní onemocnění s tvorbou puchýřků na rukou a nohou neznámé etiologie projevující se jako symetrická puchýřkovitá dermatitis rukou a nohou. Této nemoci předchází svědění následované vznikem puchýřků na dlaních a po stranách prstů. Dlaně mo-hou být zarudlé a vlhké. Příčina vzniku této nemoci je neznámá, ale pravděpodobně souvisí se stresem.

Tinea manus [5][8] se velmi podobá plísni trupu a končetin (tinea corporis). Jde o plísňové onemocnění na kůži dlaně způsobené obvykle trichofyciemi. Vytváří na kůži oválná nebo ma-povitá zarudlá ložiska, která jsou někdy velmi velká. Jejich okraj je mírně vyvýšený, s šupinkami, papulkami, případně neštovičkami. Někdy se setkáváme s okrouhlými plochami, které jsou kryty šupinami, někdy se objevuje i obraz soustředných kružnic. Mykóza na ruce je téměř výhradně onemocněním sekundárním, které vzniká při postižení nohou (tinea pedis), přičemž prevalence tinea pedis v Evropě i USA je kolem 10-30 % populace.

Pyodermie [8] jsou projevem bakteriální infekce kůže, vyvolané pyogenními koky, nejčastěji Staphylococcus aureus a beta-hemolytickými streptokoky skupiny A. Pyodermie lze třídit podle lokalizace infekce na pyodermie vázané na folikuly, potní žlázy, na nehty, na povrchní, na hluboké a na syndromy způsobené bakteriálními toxiny. Někteří lidé jsou náchylnější k těmto onemocněním (například diabetici, alkoholici apod.) – viz obr. 4.

Fokální keratolýza [5] je způsobena bakteriální infekcí, která nejčastěji postihuje chodidla, ale i dlaně především u lidí, kteří se hodně potí a nosí gumové boty nebo rukavice v horkém, vlhkém prostředí.

Flegmóna [7] je neohraničený bakteriální zánět šířící se měkkými tkáněmi. Flegmóna konečků prstů [7] se nazývá daktylitida a postihuje i několik prstů zároveň.

Keratóza, porokeratosis punctata palmaris [4] je relativně časté onemocnění, které postihuje také dlaně (viz obr. 4). Jedná se o poruchu rohovění, která může být vrozená i získaná. Pro-blém při snímání otisků může způsobit hyperkeratotické zesílení.

Keratolysis exfoliativa je povrchové, nezánětlivé, chronické onemocnění, charakterizované olupováním kůže, což v případě výskytu na bříškách prstů vede k potížím při snímání otisků prstů.

Lichen planus [8] je relativně častá zánětlivá dermatóza charakterizovaná svědivými plochými červenohnědými papulami. Vyskytuje se v mnoha klinických formách. Na dlaních a ploskách se vyznačuje difúzními žlutohnědočervenými hyperkeratózami, výjimečně provázenými bo-lestivými ulceracemi (lichen palmoplantaris).

Acanthosis nigricans se objevuje ve spojení se zhoubnými nádory [4][6], kterým může předcházet nebo je současně doprovázet – viz obr 5. Acanthosis palmaris je jedním z jejich druhů a je charakteristická zvětšenými dlaněmi a zdůrazněnými dermatoglyfy.

Lobulární kapilární hemangiom [5] je benigní cévní léze kůže nebo sliznice. Léze jsou malé, rychle rostoucí, žluté až světle červené. Často se objevují na hlavě, krku a končetinách, především prstech.

Kožní tuberkulóza [8] je způsobena chronickým specifickým granulomatózním zánětem kůže, který je vyvolán nejčastěji humánním typem Mycobacterium tuberculosis. V současnosti u nás dochází opět k nárůstu počtu nemocných s TBC z důvodu vyššího počtu nemocných migrantů z rozvojových zemí, imunosuprimovaných pacientů, drogově závislých, diabetiků a nemoc-ných AIDS. Z hlediska lokalizace na ruce mají význam především tyto klinické formy: primární inokulační TBC, tuberculosis cutis verrucosa a lupus vulgaris.

Pityriasis rubra pilaris [8] je vzácné, chronické onemocnění neznámé etiologie. Na dlaních a ploskách dochází k tvorbě charakteristických difúzních oranžově červených hyperkeratóz omezujících pohyb prstů s tvorbou prasklin.

Raynaudův fenomén [6][8] se projevuje ischemií prstů, která nastane po vystavení chladu a/nebo jako důsledek stresu a emocí. Je provázen typickými barevnými změnami kůže prstů. Může se také vyskytnout u lidí pracujících s vibračními nástroji, u řezníků, písařů a pianistů. Je-li příznakem určitého onemocnění či známé příčiny, jde o Raynaudův fenomén sekundární, je-li idiopatický, je klasifikován jako primární či Raynaudova nemoc. Odhady prevalence Raynaudova fenoménu se pohybují mezi 4,7- 21% u žen a 3,2-16% u mužů.

Systémová sklerodermie [6][8] je chronická autoimunní nemoc charakterizovaná sklerózou v kůži nebo jiných orgánech. Pro snímání otisků prstů je rozhodující vznik akrosklerózy. V počátku je kůže prosáklá edémem postihujícím hlavně prsty rukou. S ustupujícím edémem se objevuje tuhá kůže a na bříškách prstů se mohou tvořit nekrózy. Vznik tuhé kůže vede ke sklerodaktylii s flekčními kontrakturami prstů. U více než 90 % pacientů je přítomný Raynaudův fenomén (viz výše). Typickým pacientem je žena přes 50 let věku.

Hereditární hemoragická teleangiektazie (HHT) [4][6] také známá jako syndrom Rendu-Osler-Weber je autozomálně dominantně dědičné onemocnění, které je charakterizováno přítomností teleangiektazií – dysplazií pojivové složky stěn drobných cév. Krvácivé projevy vyplývají ze snížené odolnosti stěny cévní a jsou četnější se stoupajícím věkem.

Purpura fulminans [4] je závažné onemocnění. Objevuje se velmi rychle a bývá často reakcí především dětí po prodělané infekci. Charakteristický je náhlý výskyt různě velkých zbarvených ložisek na končetinách.

Kawasakiho syndrom [5] se projevuje horečkami, cervikální lymfadenopatií, polymorfními exantémy. Jedná se o vaskulitidu středně velkých cév nejasné etiologie. Postihuje děti do 5 let věku, většinou v souvislosti s infekcí. Na dlaních a ploskách se objevují erytematózní otoky s následným cárovitým olupováním.

Acrokeratosis paraneoplastica (Bazexův syndrom) [5] doprovází primární nádory v oblasti horních cest dýchacích nebo jícnu. Téměř všichni pacienti jsou muži. Na prstech se tvoří erytematoskvamózní až hyperkeratotická ložiska. Kožní projevy obvykle mizí po úspěšném odstranění nádoru.

Cowdenův syndrom [5] je vzácná autosomálně dominantně dědičná choroba, která je spojována s výskytem mnohočetných hamartomů, s vysokým rizikem benigních i maligních tumorů štítné žlázy a prsu. Z kožních projevů je typická akrální keratóza.

Syndrom bazocelulárního névu (Gorlin-Goltzův syndrom) [5] je charakterizován výskytem mnohočetných bazaliomů, cystami čelistí, skeletálními abnormitami, faciálním dysmorfismem s makrocefalií a četnými tečkami na dlaních a chodidlech. Jedná se o autosomálně dominantně dědičné onemocnění.

Polékové kožní reakce [5] patří mezi nejčastější nežádoucí účinky léků. Vyskytují se v mnoha formách a dokážou napodobit prakticky jakoukoliv dermatózu. Vyskytují se u 2 až 3 % hospi-talizovaných pacientů. V diferenciální diagnóze je třeba zvážit lékově indukovanou dermatózu u každé kožní změny, která nastala v průběhu dvou týdnů od zahájení medikace. K vážným projevům dochází u erythema multiforme, toxické epidermální nekrolýzy a Stevens-Johnsonova syndromu. V etiologii se uplatňují nejčastěji sulfonamidy, nesteroidní antiflogis-tika a antikonvulsiva.

Onemocnění způsobující změnu barvy kůže (zaměřeno na optické snímače)

Nemoc rukou, nohou a úst (HFMD) [4] je obvykle mírné onemocnění. Postihuje především děti, ale v některých případech i dospělé. Projevuje se bezpříznakovými zarudlými makulami a papulami na rukách a nohách, které se rychle mění v malé, šedé puchýřky ohraničené červeným okrajem – viz obrázek 6.

Xantomy [6][8] jsou žluto-hnědě, růžově nebo oranžově zbarvené papulonodulární nebo plošné útvary v kůži nebo uzlíky ve šlachách, podmíněné nahromaděním různých lipidů. Jedna ze specifických forem této nemoci postihuje ruku (xanthoma striatum palmare) – viz obrázek 6. Toto onemocnění svědčí pro poruchu metabolismu lipidů zejména familiární dysbetalipoproteinémii, diabetes mellitus, biliární cirhózu.

Akrolentiginózní melanom (ALM) [8] patří mezi velmi agresivní tumory s časným zakládáním metastáz. Postihuje plosky, dlaně a distální články prstů (subungvální partie). Zpočátku se jeví jako plošné, skvrnitě pigmentované nepravidelné ložisko, které roste invazivně do hlubších kožních struktur. ALM je u bílé rasy vzácná varianta melanomu, kde představuje pouze 2-10% všech nádorů, ale je nejčastějším typem melanomu u černochů.

Spála (scarlatina) [5][8] je infekční onemocnění charakterizované horečkou, angínou a makulopapulózním exantémem. Je vyvoláno streptokoky, které produkují erytrogenní toxin zodpovědný za kožní projevy onemocnění. Toxin se váže na stěnu krevních kapilár, způsobuje jejich rozšíření a prosakování krve do kůže. Onemocnění obyčejně končí olupováním kůže, zejména dlaní a plosek. Postihuje hlavně děti mezi 3.-10. rokem věku. V České republice je hlášeno 3-6 tisíc případů ročně.

Svrab (scabies) [7][8] je infekční nemoc způsobená parazitem zákožkou svrabovou projevující se nepříjemným svěděním a kožními změnami v podobě makul, papul, exkoriací ze škrábání, krust a ekzematizací. U závažných forem nemoci může dojít k těžkému stavu, který je charakterizován nadměrnou hyperkeratózou (tzv. svrab norský). Jde o relativně častou dermatózu, která působí menší epidemie zejména v hromadných lůžkových zdravotnických a sociálních zařízeních. Morbidita svrabu v celosvětovém měřítku je odhadována na 300 milionů nemoc-ných. V ČR výskyt počtu hlášených onemocnění po dosaženém maximu v r. 1993 (134 případů/100 000 obyvatel) pozvolna klesá (32/100 000, r. 2005).

Skvrnitá horečka Skalistých hor [5] patří mezi rikettsiózy přenášené klíšťaty. Začíná bolestmi hlavy, horečkou, únavou, myalgiemi. Za 2 až 4 dny se objeví makulopapulózní vyrážka kolem kotníků a na zápěstí, šíří se na dlaně a chodidla, generalizuje se a dostává petechiální charakter. Neléčená infekce může být fatální.

Sekundární syfilis [6][8] se objevuje zpravidla několik týdnů po primární infekci a způsobuje makulopapulózní projevy. Později dochází k deskvamaci. Při postižení dlaní a plosek se tvoří až hyperkeratózy. Incidence syfilis se pohybuje v České republice kolem 13,4/100 000 obyvatel/rok. Nejčastěji postihuje osoby mezi 15-30 lety věku.

Ichthyosis lamellosa [8] je autosomálně recesivní porucha, která se projevuje hned po narození a je přítomna po celý zbytek života, s věkem se nezlepšuje. Po celém těle se tvoří šedohnědé polygonální šupiny s nadzvednutými okraji. Dochází k odlupování a zarudnutí kůže a bývá přirovnávaná k mozaikovité rybí kůži. Časté jsou hyperkeratózy dlaní. Tato porucha není životu nebezpečná.

Onemocnění způsobující histopatologické změny v oblasti dermoepidermální junkce (zaměřeno na ultrazvukové snímače, diagnózy zároveň náleží do první skupiny)

Ekzém/dermatitida ruky – zejména chronické formy se změnami typu psoriaziformní dermatitidy (viz výše).

Verruca vulgaris [8] patří mezi běžná onemocnění způsobená papilomaviry. Bradavice se vyskytují převážně u dětí jako ohraničené, tuhé vyvýšené hrbolky s drsným povrchem. Histologicky vykazuje léze změny typu akantózy, papilomatózy, hyperkeratózy.

Psoriasis vulgaris [6][7][8] je kožní onemocnění vznikající na vrozeném podkladě s akutním nebo chronickým průběhem – viz obrázky 7 a 8. Jde o jednu z nejčastějších kožních chorob. Vyskytuje se stejně u obou pohlaví. Nejčastěji se objevuje u bílé rasy, méně u asijské a africké populace. Prevalence se v Evropě pohybuje kolem 2% populace, která tvoří asi 6-8% nemocných navštěvujících dermatologickou ambulanci. Průběh této nemoci je nevyzpytatelný. Akutní forma se objevuje nejčastěji po infekcích a stresech, predilekce nemusejí být vůbec postiženy. Chorobnými změnami jsou zde psoriatické papuly, velmi drobné jako tečky nebo kapky. Jednou z chronických forem je lupénka palmoplantární. V tomto případě se na dlaních a chodidlech tvoří stříbřitě bílé šupiny, které jsou přilnavější než na jiných částech těla. Jejich odstraněním se odhalí zarudlé, zanícené ložisko. Charakteristickými histologickými znaky jsou bazaloidní hyperplazie interpapilárních epidermálních čepů, ztenčení epidermis nad papilami, povrchová hyperkeratóza s parakeratózou. Horní korium je edematózní, papily jsou kyjovitě ztluštělé.

Lupus erythematodes (LE) [5] je autoimunitní zánětlivé onemocnění neznámé etiologie. Má řadu klinických forem. Rozlišují se tři hlavní formy – chronický kožní LE postihující pouze kůži, systémový LE postihuje kromě kůže řadu vnitřních orgánů a subakutní LE představuje přechodnou formu. Epidermis je atrofická s povrchovou hyperkeratózou, korium je edematózně prosáklé s destrukcí elastických vláken.

Bulózní pemfigoid [5] je vzácné autoimunitní puchýřnaté onemocnění, postihující starší lidi ve věku nad 60 let. Puchýře vznikají subepidermálně na povrchu erytematózních nebo urtikariálních ložisek. Jsou napjaté, čiré nebo hemoragické. Mění se v krustami kryté eroze. Po zhojení zůstávají pigmentace. Bývá postiženo symetricky celé tělo včetně rukou.

Bulózní epidermolýza [6][7] je charakteristická odlučováním epidermis jako následek i minimálního mechanického podnětu s tvorbou lokalizovaných nebo generalizovaných puchýřů. Jedná se o heterogenní skupinu vzácných hereditárních chorob.

Závěr

Na závěr je nutné zamyslet se nad rozsahem, vlivem a celkově významem kožních onemocnění v oblasti biometrických systémů (IT). Je zřejmé, že kožní nemoci ovlivní barvu kůže, morfologii epidermis a dermis nebo obojí. Pouhá změna barvy kůže není tak kritická, protože touto změnou jsou negativně ovlivněny pouze některé optické snímače. Naproti tomu strukturální změny kůže, především pak v místě papilárních linií, má významný vliv na celý proces biometrické autentizace. Důvodem je především poškození papilárních linií, což znemožňuje nalezení markantů a tím rozpoznání osoby. Pokud není možné osobu zaregistrovat nebo rozpoznat, pak dotyčný nemůže používat biometrický systém založený na technologii rozpoznávání otisků prstů, čímž vzniká problém, protože takový jedinec musí být veden jako výjimka, má-li mít přístup k chráněným zdrojům, a každá taková výjimka je potenciálně slabým místem.

Některá onemocnění jsou pouze přechodná, tj. po vyléčení takového onemocnění je barva nebo struktura papilárních linií obnovena a uživatel opět může použít svůj prst jako prostředek autentizace v biometrickém bezpečnostním systému. Naproti tomu některá onemocnění zanechávají nezvratné změny a zamezují obnovení struktury papilárních linií, což takto postiženému člověku znemožní použití bezpečnostního systému s technologií otisků prstů.

Další problém s papilárními liniemi byl publikován v [11], kde je diskutován vliv léku Xeloda®(proti rakovině), který má mít destruktivní účinky na papilární linie. Pacienti užívající tento lék nejsou schopni být zaregistrováni či verifikováni do biometrického systému, založeného na zpracování otisků prstů. Nicméně existují léky, které mají obdobné účinky (u nichž byl popsán výskyt syndromu rukou a nohou), např. Cytosar-U®, FUDR®, Idamycin® či Doxil®.

Uživatelé i vývojáři biometrických bezpečnostních systémů by měli zvažovat všechny možnosti a možné problémy při nasazení těchto systémů a při jejich vývoji, aby tyto nepřinesly více problémů – především bezpečnostních rizik – než jich vyřeší. Každý biometrický systém by měl umožňovat dodatečný způsob autorizace uživatelů určený pro tyto specifické případy, protože i malé zranění kůže na konečku prstu může vést k zamítnutí přístupu oprávněného uživatele k systému. Jednou z možností je například implementace multimodálního biometrického systému.

Literatura

1. Evaluation of Fingerprint Recognition Technologies - BioFinger, Public Final Report, version 1.1, Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, s. 122, 2004.
2. Jain, A.K., Flynn, P., Ross, A.A.: Handbook of Biometrics, Springer-Verlag, 2008, s. 556, ISBN 978-0-387-71040-2.
3. Bolle, R.M., Connell, J.H., Pankanti, S., Ratha, N.K., Senior, A.W.: Guide to Biomet-rics, Springer-Verlag, 2004, s. 364, ISBN 0-387-40089-3.
4. James, W.D., Berger, T.G., Elston, D.M.: Andrew’s Diseases of the Skin – Clinical Dermatology, 10th Edition, Saunders Elsevier, Canada, 2006, s. 961, ISBN 0-8089-2351-X.
5. Habif, T.P.: Clinical Dermatology, 4th Edition, Mosby, China, 2004, s. 1004, ISBN 978-0-323-01319-2.
6. Wolff, K., Johnson, R.A., Suurmond, D.: Color Atlas and Synopsis of Clinical Derma-tology, 5th Edition, McGraw-Hill, USA, 2005, s. 1085, ISBN 0-07-144019-4.
7. Weston, W.L., Lane, A.T., Morelli, J.G.: Color Textbook of Pediatric Dermatology, Mosby Elsevier, China, 2007, s. 446, ISBN 978-03-23049-09-2.
8. Štork, J., et al.: Dermatovenerologie, Galén, Praha, 2008, s. 502, ISBN 978-80-7262-371-6.
9. Niedner, R., Adler, Y.: Kožní choroby - kapesní obrazový atlas, Triton, Praha, 2005, s. 359, ISBN 80-7254-734-8.
10. Frey, P.: Was der Fingerabdruck über die Gesundheit verrät, Welt Online, http://www.welt.de/wissenschaft/article1720659/Was_der_Fingerabdruck_ueber_die_Gesundheit_verraet.html.
11. Tomica, S.I.: Umweltresistenz und histo-morphologisches Korrelat der Zwischenleisten, eine weitgehend unbekannte Struktur der menschlichen Leistenhaut, disertační práce, Klinik für Dermatologie und Allergologie, St. Josef-Hospital Bochum, Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum, Dortmund, 2003, s. 89.
12. Collins, C.G.: Fingerprint Science, Custom Publishing Company, USA, 1985, ISBN 0-942728-18-1. Obrázek dostupný na http://www.edcampbell.com/PalmD-History.htg/fbi-adob.jpg.
13. Affirmative Asylum Procedures Manual, Office of International Affairs, Asylum Divi-son, U.S. Citizenship and Immigration Services, USA, 2003, s. 165.

Dermatologické faktory ovlivňující snímání otisků prstů
Drahanský, M. – Hejtmánková, D. – Orság, F. – Březinová, E.

SOUHRN

Článek se zabývá vlivy onemocnění kůže rukou na proces rozpoznávání otisků prstů z daktyloskopického pohledu, ale především z pohledu přístupových systémů v oblasti IT. Dermatologické problémy ovlivňující rozpoznávání otisků prstů lze rozdělit do tří kategorií z pohledu problematičnosti pro automatizované zpracování otisků prstů. Podle změn, které nastanou, buď dojde u papilárních linií ke změně barvy, struktury, anebo obou zároveň. Současně diskutujeme otázku návratu papilárních linií do původní podoby po úspěšné léčbě onemocnění. V případě destruktivních onemocnění, majících vliv na strukturu papilárních linií, je zřejmá definitivní ztráta papilární struktury na bříšku prstu bez možnosti vyléčení.

Drahanský, M. – Hejtmánková, D. – Orság, F. – Březinová, E.
Dermatological factors that influence the taking of finger-prints for biometric purposes

SUMMARY

The article aims at impacts of skin diseases of human hands to the process of fingerprint recognition from dactyloscopic field of view and, mainly, from the point of view of access systems in the IT. The dermatologic problems influencing the fingerprint recognition can be divided into three categories based on dubiousness which is caused by them in the process of the automatic fingerprint recognition. Based on changes which can occur we can observe changes of either color of the skin or structure of the papillary lines or both of them. We discuss recovery of papillary lines to their original form after a successful treatment. In case of destructive skin diseases influencing structure of the papillary lines the structure of the fingertip is completely damaged and cannot be recovered.

Drahanský, M. – Březinová, E. –Orság, F. –Hejtmánková, D.
Die dermatologischen Fingerabdrucknahme beeinflussenden Faktoren

ZUSAMMENFASSUNG

Der vorliegende Artikel befasst sich mit den Einflüssen der Handhauterkrankungen auf den Prozess der Erkennung der Fingerabdrücke aus der daktyloskopischen Sicht, aber vor allem aus der Sicht der Zugriffssysteme im IT-Bereich. Die dermatologichen die Erkennung der Fingerabdrücke beeinflussenden Probleme können aus der Sicht des für die automatisierte Fingerabdruckverarbeitung Problematischen in drei Kategorien aufgeteilt werden. Nach den Änderungen, die zustande kommen, kommt es bei den papillaren Linien entweder zur Veränderung der Farbe, der Struktur oder von beiden auf einmal. Gleichzeitig wird über die Frage der Rückkehr der papillaren Linien in die ursprüngliche Form nach einer erfolgreichen Behandlung diskutiert. Im Falle von destruktiven Erkrankungen, die auf die Struktur der papillaren Linien Einfluss haben, ist der endgültige Verlust der papillaren Struktur am Fingerballen ohne Heilmöglichkeit deutlich.

vytisknout  e-mailem  X Corp.   Facebook