Применение биометрических технологий в медико-биологической практике

По данным ВОЗ причиной 80% смертей жителей России является стресс, вызывающий заболевания сердечно-сосудистой системы, онкологию и др. Факторы стресса формируются, как правило, самим человеком, который является активным элементом различных социумов - от семьи до народа, входит в состав системы управления социумами, эксплуатирует технику и Землю. Например, техногенные катастрофы имеют явно антропогенный характер (примерно в 70% случаев) и обусловлены неадекватным функциональным состоянием человека. Поэтому несоответствие функционального состояния человека: его здоровья, уровня профессионального подготовки и волевых качеств, целям различных социумов, системы управления и т.д. обуславливает формирование положительной обратной связи в системе "человек - внешний мир", приводящей к ортогенезу, т.е. к гибели вида.

Под функциональным состоянием человека понимают психофизиологическое явление, закономерности которого заложены в модулирующих системах головного мозга и которое проявляется на биохимическом, физиологическом, фенотипическом и поведенческом уровнях. Как и любое проявление жизнедеятельности, функциональное состояние человека должно быть описано параметрами функционального статуса и функциональной лабильности. Значения параметров функционального статуса характеризуют закономерности строения и функционирования органов, тканей, развития физиологических реакций; значения параметров функциональной лабильности - возможность реагирования системы организма, органов на внешние воздействия. Это подтверждается практикой определения лабильной компоненты функционального стояния человека комплексами физиологических реакций и вегетативных показателей. В тоже время оценка функционального статуса вызывает определенные трудности.

В январе 1999 года в журнале Успехи физиологических наук была опубликована статья В.Г. Солониченко и Н.Л. Делоне, в которой обоснована взаимосвязь особенностей генотипа человека и информативных морфогенетических вариантов головы, шеи, радужной оболочки глаз, гребешковой кожи ладоней и др. Наибольшее практическое применение среди них получили дерматоглифический (ДФ) и иридоглифический фенотипы (ИФ). В медицине и биологии параметры ДФ и ИФ, например, используют для описания особенностей генотипа, физиологических и поведенческих реакций, симптомов наследственных и врожденных болезней, в криминалистике - для идентификации личности, в антропологии - для описания вида и т.д. В настоящее время ДФ и ИФ являются чуть ли не единственными показателями функционального статуса человека. Однако широкое применение методов дерматоглифических и иридоглифических исследований затруднено из-за субъективной оценки типов узоров, плотности стромы радужной оболочки глаз и других параметров ДФ и ИФ.

Поэтому измерение особенности формы и структуры папиллярных узоров и радужной оболочки глаз, безусловно, является актуальной задачей. В этом случае результаты многовековых исследований ДФ и ИФ будут эффективно применены в медицине, генетики, антропологии, криминалистической экспертизе, профотборе и др.

В конце 20-го века сформировалось новое направление создания современных систем защиты от несанкционированного доступа на основе использования в качестве полезной информации статические биометрические характеристики человека (БХЧ)- параметры отпечатков пальцев, изображения радужной оболочки глаза (РОГ), голоса, изображения лица, и динамические БХЧ - параметры манеры работы на клавиатуре компьютера, динамики подписи, походки, потенциально обеспечивающих возможность явной и скрытой идентификации личности.

Первые биометрические системы предназначались для обеспечения доступа к информации в ПЭВМ и банковским счетам по голосу, отпечаткам пальцев, изображениям лица и РОГ. Производители биометрических устройств справедливо полагают, что их продукция надежнее паролей и микропроцессорных карточек. Основная доля доходов приходится на биометрические технологии по отпечаткам пальцев, геометрии рук и лица. Биометрические технологии получили поддержку со стороны Microsoft, объявившей о своем намерении обеспечить поддержку биометрической верификации в различных операционных системах семейства Windows.

Таким образом, и в задачах определения функционального статуса человека, и в задачах идентификации и верификации личности один объект исследования или источник информации - биометрические характеристики человека.

Настоящая статья посвящена потенциальным возможностям применения биометрическим систем в медицине и биологии, расширяющим их возможности и при применении по прямому назначению.

Биометрические технологии

Биометрия - область знаний, изучающая методы и средства измерения и формализации персональных физических характеристик и поведенческих черт человека, а также и их использование для идентификации или верификации человека.

Биометрической характеристикой человека (БХЧ) называются результаты измерения элемента фенотипа человека или поведенческой черты, в процессе сравнения которых с аналогичными, ранее зарегистрированными БХЧ (эталон, шаблон) реализуется процедура идентификации или верификации личности.

Биометрическая система представляет собой автоматизированную систему, решающую задачи идентификации или верификации личности и реализующую следующие операции: 
- регистрации выборки БХЧ от конкретного пользователя; 
- формирование вектора биометрических данных из выборки БХЧ; 
- формирование биометрического вектора признаков; 
- сравнение биометрических векторов признаков с эталонами (шаблонами); 
- принятие решения о соответствии сравниваемых БХЧ; 
- формирование результата о достижении идентификации (верификации); 
- принятие решения о повторении, окончании или видоизменении процесса идентификации (верификации).

Методы формирования и применения БХЧ в целях идентификации или верификации личности называются биометрическими технологиями (БТ). В БТ используются как статические, так и динамические источники БХЧ. Примеры источников статических БХЧ приведены в табл.1

Таблица 1. Примеры статических биометрических характеристик

	1. Форма лица (овал, форма и размер отдельных деталей лица). 2. Геометрические параметры лица - расстояния между его определенными точками. 3. Узор подкожных кровеносных сосудов на термограмме лица.
	1. Структура РОГ. 2. Узор кровеносных сосудов на сетчатке.
	1. Форма уха (контур и наклон, козелок и противокозелок, форма и прикрепление мочки и т.д.). 2. Геометрические параметры уха - расстояния между определенными точками на ухе.
	1. Геометрия руки - ширина, длина, высота пальцев, расстояния между определенными точками. 2. Неровности складок кожи на сгибах пальцев тыльной стороны кисти руки. 3. Рисунок вен на тыльной стороне кисти руки, получаемый при инфракрасной подсветке. 4. Узор на ладони.
	1. Папиллярный узор как целостный образ. 2. Параметры минуций (координаты, ориентация, тип). 3. Параметры пространственно-частотного спектра папиллярного узора.
	1. Подпись как двумерный бинарный образ. 2. Подпись как функция двух координат. 3. Динамика подписи (сила нажима и координата времени).

Выбор источника БХЧ является основной задачей при создании конкретных БТ. Идеальная БХЧ должны быть универсальной, уникальной, стабильной, собираемой. Универсальность означает наличие биометрической характеристики у каждого человека. Уникальность означает, что не может быть двух человек, имеющих идентичные значения БХЧ. Стабильность - независимость БХЧ от времени. Собираемость - возможность получения биометрической характеристики от каждого индивидуума.

Реальные БХЧ не идеальны и это ограничивает их применение. В результате экспертной оценки указанных свойств таких источников БХЧ, как изображения и термограммы лица, отпечатков пальцев, геометрии руки, РОГ, изображения сетчатки, подписи, голоса, изображения губ, ушей, динамики почерка и походки установлено, что ни одна из характеристик не удовлетворяет требованиям по перечисленным свойствам (см. табл.2). Необходимым условием использование тех или иных БХЧ является их универсальность и уникальность, что косвенно может быть обосновано их взаимосвязью с генотипом или кариотипом человека.

Таблица 2. Экспертная оценка свойств БХЧ

Здесь (+++) - высокая оценка, (++) - средняя, (+) - низкая

Как следует из табл.2, ни одна из БХЧ полностью не удовлетворяет требованиям по перечисленным свойствам. В настоящее время, несмотря на средние показатели по затратам и точности, БТ на основе отпечатков пальцев занимает лидирующее положение по продажам, что в значительной степени определяется созданным методическим, техническим и алгоритмическим заделом, хорошими эксплутационными характеристиками.

В процессе исследований были определены семантические свойства БХЧ. В частности, установлено, что в каждом отпечатке пальца существуют два типа признаков, используемые при идентификации: глобальные и локальные. К глобальным относятся: тип папиллярных узоров: дуга, петля и завиток, центр узора и дельта узора, локальный гребневой счет (ЛГС), который определяется для каждого узора как число гребней на расстоянии "дельта-центр", их ориентация и расположение на пальцах и ладонной поверхности.

К локальным признакам относят минуции (см. рис. 1), определяемые как точки изменения структуры папиллярных линий (разрыв, окончание, раздвоение и т.п.). На отпечатке пальца насчитывают до 50-70 минуций. Принято считать, что в отпечатках пальцев разных людей могут встретиться идентичные глобальные признаки, а картина минуций является уникальной.

Рис. 1 Типы минуций, используемых при дактилоскопических исследованиях

1 - фрагмент папиллярной линии, 2 - начало папиллярной линии, 3 - глазок,4 - бифуркация-разветвление, 5 - крючок, 6 - мостик, 7 - островок, 8 - точка, 9 - окончание папиллярной линии, 10 - бифуркация-слияние, 11 - включения

В биометрических системах на основе РОГ сформировались два основных подхода, отличающиеся способами представления образов и эталонов. В первом подходе используются непосредственно изображения РОГ, выделенные с помощью колец или развернутые в виде прямоугольника. Во втором подходе формируется матрица штрих-кодов РОГ. Процедура получения матрицы содержит этапы выделения лица, локализацией глаз и зрачка. Значение каждого пикселя изображения сравнивается с некоторым порогом и в зависимости от результатов сравнения записывается как "0" или "1" в определенное место матрицы штрих-кодов.

Информативные морфогенетические варианты

В практике медико-генетического консультирования используются понятия информативных морфогенетических вариантов (ИМВ) или малых аномалий развития. Это аномальные варианты морфологии отдельных органов или тканей, не имеющих медицинского значения, то есть не требующих лечения. Возникновение этих вариантов связывают с эмбриональным или, что реже, с плодным периодом морфогенеза человека. В клинической генетике и синдромологии малые аномалии развития, особенно когда их насчитывается у человека более трех, важный диагностический признак, свидетельствующий о высокой вероятности серьезных нарушений морфогенеза в виде врожденных пороков развития, требующих специальной диагностики и последующих хирургических вмешательств. У человека описаны более 200 информативных морфогенетических вариантов, хотя и в клинической практике обычно используется не более 80 малых аномалий развития.

Более 70% всех ИМВ располагаются в области головы, шеи и кисти, что подтверждает возможность использования изображений лица, головы, ее элементов, изображений рук для идентификации личности. Именно ИМВ Чарльз Дарвин использовал в качестве одного из доказательств эволюционного происхождения человека, называя эти признаки "зачаточными органами". Но еще более значимым является представление Чарльза Дарвина о том, что "признаки небольшого жизненного значения для вида наиболее важны для систематика" и "…такое значение несущественных признаков для классификации зависит преимущественно от их корреляции с другими более или менее существенными признаками. Значение же комплекса признаков в естественной истории совершенно очевидно".

Особое значение среди информативных морфогенетических вариантов занимает дерматоглифика, так как узоры гребневой кожи человека характеризуются двумя, казалось бы, взаимоисключающими особенностями: с одной стороны, они уникальны для каждого человека, что используется в криминалистике, а с другой - поддаются четкой качественной и количественно типизации, что отражено в международной классификации дерматоглифики. Кроме того, генетическая детерминация узоров дермальной кожи не вызывает сомнений. К настоящему времени известно о большом количестве врожденных и наследственных заболеваний, характеризующихся изменениями дерматоглифики, а при ряде хромосомных и моногенных синдромов дерматоглифика является диагностическим методом.

Общность эмбрионального происхождения дермальной кожи и центральной нервной системы позволило предположить связь признаков дерматоглифики не только с неврологической и психиатрической патологией, но и с особенностями нормальной ЦНС. Так была обнаружена корреляция некоторых узоров дерматоглифики с определенными параметрами электроэнцефалограммы. Дерматоглифика служит и надежным маркером морфогенетических асимметрий, что, в частности, можно использовать в изучении межполушарной асимметрии мозга человека. Другие признаки дерматоглифики - минуции, применяемые в настоящее время в дактилоскопии и в биометрике для идентификации человека в медико-генетическом консультировании пока не применяются, в первую очередь из-за отсутствия возможности измерения их параметров.

Исследователи отмечают отражение на РОГ генетических особенностей. "...Радужка является непревзойденным отражателем врожденных недостаточностей, закрепленных в генотипе" Вельховер Е.С. "Радужка - единственная структура, отображающая врожденные дефекты, передаваемые по наследству до 4-го поколения" Jensen B.

Таким образом, элементы фенотипа, имеющие генетическую детерминированность: голова, лицо, уши, нос, область рта, шея, узоры гребешковой кожи ладонной поверхности, структура и цвет РОГ, туловище, стопы и др. могут быть использованы как для решения биометрических, так и для диагностических задач.. Поэтому электроэнцефалограмма, электрокардиограмма, фотоплетизмограмма и другие физиологические реакции, имеющие выраженные признаки индивидуальности, также могут быть использованы в качестве источников БХЧ. Аналогичные соображения могут быть положены в основу использования для идентификации человека параметров походки, почерка и др.

Однако в медико-биологической практике наиболее широкое применение нашли результаты дерматоглифических исследований, что во многом было обусловлено возможностью регистрации красковым способом дерматоглифических изображений и созданного на этой базе существенного научного задела. К сожалению, из-за отсутствия возможности качественной регистрации других фенотипических изображений человека: РОГ, лица, головы и т.д., не удалось создать адекватный по уровню задел, обеспечивающий эффективное применение результатов иридоглифических, антропометрических и др видов исследования в медико-биологической практике.

Применение дерматоглифических исследований в медико-биологической практике

Под дерматоглифическими исследованиями понимают изучение особенностей гребешковой кожи ладоней и подошв. Наиболее доступные в распознавании и информативные параметры пальцевой дерматоглифики рук - узоры на дистальных фалангах пальцев. Различают 3 группы узоров: дуги, петли, завитки и S-узоры (см. рис.2). Интенсивность узоров (дельтовый индекс - ДИ) оценивается по наличию дельт: дуга (А) - бездельтовый узор (оценка 0), петля (L) - однодельтовый узор (оценка 1), завиток(W) и S-узор - двудельтовые узоры (оценка 2), т.е. максимальная оценка интенсивности узоров - 20, а минимальная - 0 (сумма дельт на 10 пальцах), самый простой узор - дуга, самый сложный - завиток и S-узор. Тип узора является качественной характеристикой, а гребневой счет (ГС) на каждом пальце (количество кожных гребешков внутри узора) и на 10 пальцах рук (суммарный гребневой счет - СГС) - количественной характеристикой. Фенотип пальцевой дерматоглифики определяется комбинацией узоров на 10 пальцах:A, AL, LA, ALW, L, LW, WL, W.

Рис. 2. Типы папиллярных узоров. Определение локального гребневого счета

Дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности одновременно и в связи с развитием нервной и эндокринной системами и не изменяются в онтогенезе. Морфогенетическая природа позволяет считать комплекс пальцевой дерматоглифики морфогенетическим маркером.

В процессе исследований была установлена диагностическая значимость дерматоглифических признаков при прогнозе: заболеваний, связанных с врожденными патологиями и пороками развития; нарушений психомоторной и психоличностной сферы, выявлена связь пальцевой дерматоглифики с физическими способностями человека, особенностями телосложения, профессиональными возможностями, темпами пренатального роста производных эктодермы, отдельными показателями нейро-миодинамического комплекса.

В простейшем случае результатом исследования дерматоглифического фенотипа человека является таблица, в которой указаны тип узоров, значения визуально определенных гребневых счетов узоров, ориентация узоров по отношению к ребру ладони (из методики).

Спортивная медицина

Прогноз уровня и характера физических возможностей человека чрезвычайно важен для решения вопросов профессиональной ориентации и подбора лиц, отличающихся адекватным виду спортивной деятельности генотипом, включающим наследственно детерминированные признаки и адаптационный диапазон.

Абрамова Т.Ф. с коллегами, используя в качестве генетических маркеров дерматоглифические признаки (ДП), при обследовании более 2000 испытуемых разного пола и уровня физических способностей, среди которых 1559 спортсменов в возрасте 14 - 36 лет разной квалификации (представители 25 видов спорта), 69 детей и взрослых в возрасте от 2 до 40 лет с врожденно ограниченным уровнем физических способностей (детский церебральный паралич - ДЦП) и контрольной группы из 202 студента московских вузов в возрасте 18-24 лет и 291 детей и подростков 4-16 лет Москвы и Московской области установили: 

- закономерности изменения пальцевой дерматоглифики у представителей определенных групп видов спорта и их отдельных дисциплин в зависимости от различий биомеханики двигательных действий, доминанты основного физического качества и ведущего механизма энергообеспечения; 
- взаимосвязь различия в амплуа спортсменов по времени соревновательной дистанции, специфике двигательных действий и приоритетным механизмам энергообеспечения и направления изменчивости пальцевой дерматоглифики.

Изучение дерматоглифики 299 бразильских баскетболистов и волейболистов выявило те же тенденции в уровне и соотношении основных признаков ДП в зависимости от ролевой функции у спортсменов национальной команды страны. Полученные данные были подтверждены различиями изменений ДП в квалификационной динамике: клубный уровень 1-ая лига национальная команда. Принимая во внимание неоднородность расового и этнического представительства в составе бразильских команд (негры, индейцы, португальцы, испанцы и др.), а также их высокий соревновательный рейтинг на международной арене, данные указывают на приоритет требований деятельности, перекрывающей этнические и расовые влияния.

На примере представителей академической гребли (вида спорта с широким спектром показателей физических возможностей) установлено, что фенотипы с минимальными значениями тотальных признаков пальцевой дерматоглифики и преобладанием дуговых узоров при практической элиминации завитковых узоров соотносятся с низким статусом развития физических качеств и размеров тела. Преобладание петлевых при высокой частоте дуговых узоров и низкой доли завитков маркирует предрасположенность к развитию скоростно-силовых качеств. Напротив, интегральное усложнение при полной элиминации простых узоров является указателем врожденного приоритета развития нервно-мышечной координации. Фенотипы с промежуточными значениями признаков пальцевой дерматоглифики, близкими к известным данным представителей русской популяции, отражают общую предрасположенность к развитию качества выносливости.

Изменения физических возможностей от явной скоростно-силовой доминанты к приоритету выносливости и с их завершением в виде превалирующей значимости механизмов управления координацией движений на уровне частных признаков пальцевой дерматоглифики определяются первичными изменениями характеристик первых пальцев обеих рук с начальным усложнением узоров при последующем возрастании гребневого счета. Изменения на других пальцах носят вторичный характер.

Сопоставление частот фенотипов ДП в спортивной "субпопуляции" и общепопуляционном контингенте показали, что наличие дуговых узоров является маркером низкого физического статуса, включая как основные физические качества, так и размеры тела.

При изучении особенностей ДП в случае врожденного ограничения развития двигательных возможностей также показана прямая связь снижения СГС/ДИ с низким уровнем развития физических возможностей. При сходстве значений ДИ величина СГС убывает в зависимости от тяжести заболевания, что проявляется в последовательном снижении пропорции СГС/ДИ от 10/1 - в контроле до 8/1 - в случае частичных врожденных нарушений и 7/1 в случае - тяжелых врожденных нарушений двигательных возможностей.

Обнаруженные параллели указанных признаков ДП со сниженным физическим потенциалом находят косвенное объяснение в установленных другими исследователями фактах преобладания дуговых узоров на фоне часто сниженного гребневого счета при врожденных нарушениях развития различной этиологии.

Профессиональный отбор

В настоящее время накоплено немало данных о связи узора гребневой кожи на дистальных подушечках пальцев человека (дерматоглифика) с морфо-функциональной организацией его ЦНС. Учитывая общий генетический источник развития кожи и нервной системы можно предположить, что узоры на концевых фалангах пальцев могут служить информационным маркером врожденных индивидуальных психологических особенностей личности человека, определяющих его поведение.

В результате исследований взаимосвязи расположения и ориентации пальцевых узоров и значений средней гребневой частоты (аналог ГС) на аппаратно-программном комплексе для дерматоглифических исследований "Малахит" удалось установить, что параметры дерматоглифики большого, указательного и триады других пальцев образуют систему статистически независимых признаков. При сравнении типа узоров на большом, указательном и безымянном пальцах с индивидуальными способностями обследуемых лиц оказалось, что чем сложнее тип узора, тем более развита функция системы, проекционная зона которой расположена на пальце. То есть, существует взаимосвязь ДП и особенностей строения модулирующих систем головного мозга, выполняющих основную функцию при формировании условных рефлексов (например, обучении) и при реализации безусловных рефлексов (поведении), что обуславливает возможность обоснованного профессионального отбора.

Анализ корреляционных отношений между кожными пальцевыми узорами и мотивационным состоянием человека позволяет не только спрогнозировать алгоритм поведения, но и определить оптимальную сферу его дальнейшей профессиональной деятельности. Перспективность подобного подхода была показана в исследованиях личностных характеристик студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана (далее МГТУ) и ММА им. И.М. Сеченова (далее ММА) при оценки их профессиональных способностей. Анализ распределений значений ДИ у студентов ММА, студентов МГТУ и юношей со средним образованием (СО) позволил сделать заключение, что значения ДИ, равные 10-12 и 16-18 отражают "технические " склонности, значения ДИ: 10-16 - "гуманитарные" склонности представителей контингента.

Для оценки информативности ДП для профессионального отбора были исследованы комбинации типов пальцевых узоров у юношей - студентов ММА (57), студентов МГТУ (44) и юношей СО (118). В составе студентов также были выделены студенты (отличники), у которых средний балл успеваемости выше либо равен 4,7, предполагая, что успеваемость студентов характеризует не только их способность к обучению, но и наличие других высоких профессиональных качеств. В результате обработки полученных данных была выявлена тенденция, что сложность папиллярных узоров на 1, 6 и 7 пальцах является индикатором мотивации к получению знаний.

В качестве примера, на рис. 3 представлены три диаграммы типов узоров на десяти пальцах успевающих студентов МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Рис. 3. Диаграммы типов узоров успевающих студентов

Первый студент легко усваивает учебный материал, быстро реагирует на вопросы, инициативен, любознателен, выполняет большой объем факультативных работ, хорошо излагает мысли. Потенциальный инженер-разработчик высокого класса.

Для второго студента усвоение учебного материала требует определенных усилий и самостоятельной работы. При наличии личной мотивации к обучению или мотивации к изучению дисциплин в минисоциуме (студенческой группе) успехи в учебе будут высокими и стабильными. Максимальная сложность узора на безымянном пальце проявляется в притягательности для него практической работы, требующей координированных движений. Потенциальный инженер-испытатель, доводящий до практического применения новую разработку.

Третьему студенту для качественного усвоения учебного материала требуется большой объем самостоятельной работы. Его успехи зависят от мотивации и обусловлены огромной работоспособностью в любом виде деятельности, в том числе и умственной. Вид инженерной профессиональной ориентации - инженер-проектировщик.

Диагностика наследственных и врожденных болезней

Информация о расположении, ориентации, типа узора и значению его ЛГС позволяет установить наличие наследственных и врожденных заболеваний. Результат интерпретации зависит от выраженности дерматоглифических проявлений заболеваний. В ряде случаев, например при таких психосоматических заболеваниях, как синдром Шершевского - Тернера, синдром Клайнфельтера в пространстве ДП можно даже поставить диагноз.

Врач-генетик В.Г. Солониченко и нейрофизиолог Н.Н. Богданов установили близость узоров на одноименных пальцах у родителей и ребенка, причем возможность появления ребенка с психосоматическими заболеваниями также может быть установлена по выраженности ИМВ у родителей - практически здоровых индивидуумов. Сравнительно недавно установлено еще одно важное достоинство метода дерматоглифической диагностики - возможность выявления носительства мутантных генов у практически здоровых индивидуумов. Это было, в частности, показано на примере врожденных расщелин губы и врожденных расщелин нёба. Семейный анализ папиллярных узоров и линий показал наследственную тенденцию по всем ладонным признакам кожного покрова.

Аппаратно-программный комплекс для дерматоглифических исследований "Малахит"

Разработанный аппаратно-программный комплекс для дерматоглифических исследований "МАЛАХИТ" включает в свой состав дактилосканер, компьютер, программное обеспечение (ПО) "Дерматоглифика", включающее в себя программу измерения и расчета комплекса дерматоглифических характеристик и базу данных, содержащую информацию о людях, исходные дактилоскопические изображения, результаты расчета и их интерпретацию, расходные материалы.

Помимо КДХ определяется еще около 40 расчетных параметров дерматоглифики, обеспечивающих возможность интерпретации ИМВ. В простейшем случае результатом исследования дерматоглифического фенотипа человека является таблица, в которой указаны тип узоров, значения визуально определенных гребневых счетов узоров, ориентация узоров по отношению к ребру ладони. По расположению, ориентации, типу узора и значению ЛГС можно установить наличие наследственных и врожденных заболеваний. Результат интерпретации зависит от выраженности дерматоглифических проявлений.

Применение биометрических технологий для иридоглифических исследований

Иридоглифическим признакам (ИП), как и дерматоглифическим, свойственна чрезвычайно высокая индивидуальная и групповая изменчивость наряду с высоким уровнем наследуемости по отдельным признакам. В то же время ИП весьма лабильны и отражают не только генетические, но и текущие изменения в организме.

Иридоглифику отличают раннее обнаружение патологического процесса, быстрота получения результатов; возможность осмотра в одном поле зрения органных и системных взаимоотношений в организме (интегральный анализ), простота и безвредность обследования. В противоположность клинической медицине, ставящей целью определение болезни, иридоглифика позволяет осуществлять широкий поиск наследственных и врожденных особенностей, а также оценить характер, условия и возможность возникновения и развития заболеваний.

Однако результаты иридоглифического исследования использовались, как правило, для дифференциальной диагностики болезней, и поэтому в определенном смысле дискредитировали метод.

РОГ - передняя часть сосудистого тракта, расположенная между роговицей и хрусталиком, имеет вид пластинки слегка эллиптической формы. Ее периферический край заходит за роговично-склеральный лимб, переходя в циллиарное тело. Горизонтальный диаметр РОГ человека в среднем составляет 12,5 мм, вертикальный - 12 мм, и имеет вид усеченного и очень уплощеного конуса. Толщина РОГ неодинакова и в среднем составляет 300 мкм.

РОГ, как и кожа ладонной поверхности и биологически активных точек (БАТ), имеет развитую архитектонику сосудов кровеносной системы и волокон нервной системы, обеспечивающих рефлекторную функцию.

Гипотетически отображение патогенных изменений проявляется на РОГ следующим образом. Пока человек здоров и его иридоневральные пути функционируют нормально, РОГ выглядит однородной, равномерно окрашенной и рельефной. В острой стадии болезни, наряду с просветлением РОГ, происходит набухание и расщепление радиальных волокон радужки и нарушается линейность трабекул. Они становятся волнистыми, спиралевидными, расслоенными задолго до появления клинических признаков заболевания. Эти процессы свидетельствуют об ослаблении сопротивляемости организма. Если острое воспаление за короткий срок заканчивается выздоровлением, то изменения на РОГ регрессируют.

Несмотря на значительное число информационных признаков РОГ (не менее 19), контролируемых параметров, значениями которых в той или иной комбинации можно описать каждый из них, всего шесть. Наиболее характерными параметрами ИП являются: цвет, форма, локализация и структура признака, которые в дальнейшем будем называть комплексом иридоглифических параметров (КИП).

Цвет характеризует адаптационные возможности организма, например, чувствительность к внешним воздействия у светлоглазых в 2 раза выше чем у лиц со светлокарими глазами и в 4 раза выше, чем у лиц с темнокарими глазами. Для достижения лечебного эффекта доза лекарств у последних должна быть большей, чем для пациентов со светлыми глазами. Как показали исследования, можно выделить четыре цвета РОГ: карие, светлокарие, серые и серые с гетерохромией.

Чем выше плотность РОГ, тем лучше способность организма сопротивляться заболеваниям, переносить изменения условий окружающей среды. Оценка этих способностей важна не только в клинической практике, при выборе тактики реабилитации конкретного пациента, но и в работе различного рода медицинских комиссий при направлении на работу в отдаленные районы, оценке усредненных репаративных особенностей социума, проживающего в загрязненном районе. В качестве примера, можно привести результаты врача. Гамиуллина Ф.З, который снизил количество нетрудоспособных дней у работающих в неблагоприятных климатических условиях в двадцать раз, используя при отборе значения иридогенетических симптомов и направляя на работу только лиц с высоким иридогенетическим статусом. 

Заключение

В основе формирования неадекватных психофизиологических реакций и патологий человека лежат наследственные особенности и нарушения механизмов адаптации к повышенным физическим, психоэмоциональным и интеллектуальным нагрузкам. В психофизиологическом состоянии человека можно выделить эндогенные компоненты, определяющие текущее состояние, потенциальные профессиональные способности, резистентность к неспецифическим внешним воздействиям и возможность реабилитации человека неспецифическими методами.

Параметры комбинации папиллярных узоров на пальцах рук позволяют охарактеризовать функциональный статус, отражающий аналитические и умственные способности, координированность и коммуникабельность, выносливость и реактивность личности. Знание функционального статуса позволит также определять способы коррекции стресса, выбор профессии, методы обучения, прогнозировать поведение в стрессовых ситуациях, комплиментарность социумов и др.

Пальцевая дерматоглифика в качестве морфогенетического маркера физических способностей человека вне зависимости от этнической и расовой принадлежности. С учетом широкого спектра факторов влияния на фенотипическую изменчивость (конституциональная вариативность, половой диморфизм и др.) особенности пальцевой дерматоглифики позволяют установить специфику реализации генетически детерминированного развития физических способностей человека.

В системе дактилоскопической идентификации, решающей задачу установления личности преступника, дерматоглифические исследования не нашли широкого применения. Это обусловлено, в первую очередь, правовыми аспектами этой процедуры и отсутствием специальных методов и средств в МВД. Предлагаемая система дополнительных дерматоглифических исследований не нарушает существующей системы дактилоскопирования, расширяет возможности и повышает эффективность систем профессиональной подготовки и реабилитации военнослужащих за счет индвидуального подбора методов обучения и коррекции состояний.

Разработанность дерматоглифического комплекса как морфогенетического маркера к настоящему времени достигла уровня, обеспечивающего научно обоснованное их использование в практике самых различных отраслей жизнедеятельности человека, в том числе и в биометрических системах.

РОГ имеет развитую архитектонику сосудов кровеносной системы и волокон НС, высокую концентрацию меланоцитов, изменения парамеров которых обеспечивает адаптационную и индикаторную функции РОГ и обуславливает морфологические и цветовые особенности. Изменения на РОГ определяются состоянием экстерорецептивной цепи, связывающей рецепторы внутренних органов с рецепторами (меланоцитами) ПЗ РОГ.

Свойства ИП, в основном, определяются цветом, формой, локализацией и структрурой признака. Исследования иридологических показателей ФС позволяют охарактеризовать действие генетических и внешних факторов на адаптационные возможности, репаративные способности, наличие наследственных и врожденных особенностей органов и систем, состояние иридоневральных экстерорецептивных связей и оценить особенности психоэмоционального состояния.

Для эффективного использования дерматоглифических и иридологических показателей ФС человека в системах медико-генетического консультирования, дошкольного, школьного воспитания, профориентации, в задачах клинической диагностики, медицинских комиссиях и др. необходима использовать методы измерения цвета, параметров структуры и формы для количественной оценки КДП и КИП.

Сложность технической реализации датчиков БХЧ, алгоритмов распознавания зависит от требований к репрезентативности исходных данных. Поддержание длительное время относительно стабильными условий регистрации БХЧ возможно в настоящее время для биометрических систем непосредственно контактирующих с пользователем.

С учетом результатов применения биометрической техники необходимым требованием к технических средствам устройств освещения и датчиков является выбор такой физической природы и характеристик (интенсивность, монохроматичность, поляризация и пр.) зондирующего излучения, которые могли бы обеспечить максимальный контраст и разрешение параметров аксиологической информации на БИ.

Разработанность дерматоглифического комплекса как морфогенетического маркера к настоящему времени достигла уровня, обеспечивающего научно обоснованное использование его в практике самых различных отраслей жизнедеятельности человека, в том числе и для идентификации личности.