Masarykova univerzita V brně Lékařská fakulta

4BIOMETRIE OKA

4.1Biometrie obecně

V naučném slovníku lze pod heslem „biometrie“ nalézt stručnou definici: „obor zabývající se použitím matematické statistiky pro zkoumání proměnlivosti živých organismů“.

V poslední době na sebe poutají pozornost biometrické metody jednoznačně umožňující rychle a s dostupnou technikou určovat jedinečné znaky člověka, a to opakovaně při dlouhodobě zaručené přesnosti a s velkou citlivostí. Tyto znaky jed-notlivce jednoznačně identifikují.

Biometrické metody se stávají aktuálními při bezpečném zjišťování identity osob legálně překračujících hranice států, vstupujících do významných střežených objektů (banky, letiště, vojenské a státní budovy apod.) a při vyhledávání osob se záznamem v databázi např. mezi diváky na sportovních střetnutích, v zábavních podnicích atp. V každodenním životě, osobním i pracovním, se v současné době otevírá pro bio-metrické metody široká oblast aplikací na nespočetně mnoha rozhraních mezi člově-kem a počítači i výpočetními systémy, např. zajištujícími uskutečňování nejrůzněj-ších finančních transakcí, fungujícími ve spotřební elektronice a v neposlední řadě také při řízení správních a technologických procesů v průmyslu.

Biometrické metody

I když se biometrické metody již využívají, jsou, s výjimkou tlakových „otisků prstů“, z hlediska masového a bezpečného použití v praxi zkoumány teprve velmi krátkou dobu.

Mezi nejpoužívanější metody patří: otisky prstů - využíváno je množství moder-ních principů (např. optický, teplotní, kapacitní stejnosměrný a střídavý, ultra-zvukový a radiofrekvenční),

: sken oční duhovky - oko je snímáno speciální černobílou kamerou ze vzdálenosti několika decimetrů,

: sken oční sítnice - sítnice oka je vyšetřena přímým měřením laserovým pa-prskem,

: rozpoznávání obličeje - fotografováním barevnou kamerou s velkou rozlišovací schopností,

: rozpoznávání hlasu - frekvenční analýzou hlasového spektra, klasifikací into-nace hlasu a jejího rytmu.

: DNA (zkratka pro deoxyribonukleovou kyselinu) - naprosto spolehlivá, avšak velmi komplikovaná genetická informace se nachází ve všech buňkách lidského těla; pro masové využití v praxi není analýza DNA jako biometrická metoda vhodná (vy-užívá se však s úspěchem v jednotlivých případech biometrie) [www.odborneca-sopisy.cz].
Biometrie oka, nebo-li měření axiální délky oka, patří mezi nejčastěji prováděná vyšetření v oftalmologii, nutná pro výpočet hodnoty optické mohutnosti nitrooční čočky. Axiání délka oka je vzdálenost mezi centrem povrchu rohovky a místem nej-ostřejšího vidění na sítnici (fovea centralis), spojených tzv. osou vidění (linea visus). Osa vidění je definována jako spojnice fovea centralis v makule a bodu fixace v prostoru. Prochází uzlovým bodem redukovaného oka. Osa vidění je od optické osy odkloněna temporálně dozadu o 4-7°. Optická osa oka je definována jako přímka spojující bod maximálního zakřivení rohovky a obou ploch čočky. Leží na ní uzlový bod redukovaného oka. Je prakticky shodná s anatomickou osou oka, která spojuje přední a zadní pól očního bulbu 5].

Pokrok v určení optické mohutnosti implantované čočky umožňují jak přesnější vzorce pro výpočet, tak přesnější přístroje na měření hodnot, které se do vzorců dosa-zují. Základní parametry, které se měří, jsou axiální délka oka a optická mohutnost rohovky. Délka oka se měří ultrazvukem nebo opticky 10].

4.2Akustická biometrie

Akustická biometrie využívá odrazu ultrazvukového signálu od echogenních roz-hraní. Ultrazvuk jsou mechanické kmity částic prostředí kolem rovnovážné klidové polohy s frekvencemi vyššími než 20kHz. V očním lékařství se používá ultrazvuk nejčastěji o frekvenci mezi 8 až 20MHz. Rychlost šíření ultrazvuku závisí na frek-venci ultrazvukových vln a akustické impedanci prostředí. V oku rozlišujeme celkem pět akusticky definovaných rozhraní.

Jsou to:

• 
  rohovka-komorová voda,
  
• 
  komorová voda-čočka,
  
• 
  čočka-sklivec,
  
• 
  sklivec-sítnice,
  
• 
  skléra-retrobulbární tkáň.
  

V různých strukturách oka se ultrazvuk šíří rozdílnou rychlostí. Hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce (Tab. č. 6).

Tab. č. 6: Rychlost šíření ultrazvuku v jednotlivých očních prostředích

Oční struktura	Rychlost šíření ultrazvuku (m/s)
Rohovka	1620
Komorová voda, sklivec	1532
Čočka	1641
Nukleární katarakta	1610
Kapsulární opacity	1670
Intumescentní katarakta	1590
Silikonový olej	1040
IOL silikonová	980-1090
IOL PMMA	2780
IOL akrylátová	2180

Zdroj: Kuchynka, str. 398

Pro biometrická měření axiální délky oka používáme A-scan (A = amplitude modulated). Jde o jednorozměrný, lineární způsob zobrazení ve směru vyslaných ultrazvukových vln. Při tomto vyšetření je sonda přiložena na jedno místo, přímo na bulbus (kontaktní metoda) nebo pomocí sklerální předsádky vyplněné tekutinou (imerzní metoda). Impulzy od jednotlivých tkáňových rozhraní jsou na obrazovce registrovány jako vertikální odchylky, které se nazývají echo. Na časové základně lze odečíst dobu průchodu impulzu.Vzdálenost výchylek odpovídá poměru skutečných vzdáleností jednotlivých tkáňových rozhraní. Ultrazvukové přístroje určené pro mě-ření axiální délky oka používají v současné době digitalizovaný A-scan a obsahují programy pro výpočet nitrooční čočky. Předpokladem přesného změření délky oka je znalost rychlosti ultrazvuku v měřeném prostředí. Starší typy přístrojů užívají pro přepočet průměrnou rychlost šíření pro celé oko, nové užívají počítačové před-zpracování signálu určující celkovou délku oka na základě výpočtu jednotlivých vzdáleností s užitím daných rychlostí pro jednotlivá oční média.

Na echogramu normálního oka je patrné echo odpovídající přední ploše rohovky, zadní ploše rohovky, přední ploše čočky, zadní ploše čočky, retině a echo od skléry a sestupně klesající echa od orbitálních struktur 10].

Obr. č. 23: Echogram normálního oka



Legenda:

C₁ ……………přední plocha rohovky (cornea)

C₂…………….zadní plocha rohovky

L₁…………….přední plocha čočky (lens)

L₂…………….zadní plocha čočky

R……………...sítnice (retina)

S………………skléra (bělima)

O……………...retrobulbární tkáň (odstup zrakového nervu)

Zdroj: CD-ROM Kuchynka, obr. 11.21