Глаз характеристика: Строение и функции глаза, анатомия глаза

Содержание

Строение и функции глаза, анатомия глаза

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения — правую и левую — головной мозг соединяет воедино.

Так как каждый глаз воспринимает «свою» картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаз может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.

Основные функции глаза

  • оптическая система, проецирующая изображение;
  • система, воспринимающая и «кодирующая» полученную информацию для головного мозга;
  • «обслуживающая» система жизнеобеспечения.

Строение глаза

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача — «передать» правильное изображение зрительному нерву.

Роговица — прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза — склерой. См. строение роговицы.

Передняя камера глаза — это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка — по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой — значит, в ней мало пигментных клеток, если карий — много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок — отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик — «естественная линза» глаза. Он прозрачен, эластичен — может менять свою форму, почти мгновенно «наводя фокус», за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

Стекловидное тело — гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.

Сетчатка — состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т. е. фотохимическая реакция.

Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Склера — непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.

Сосудистая оболочка — выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.

Зрительный нерв — при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Полезно почитать


Общие вопросы о лечении в клинике

как он формируется и почему изменяется



  1. Как развивается цвет глаз
  2. Изменение цвета глаз

Цвет глаз часто является генетической характеристикой и предметом ожиданий родителей во время внутриутробного развития ребенка. Будут ли глаза ребенка черными, карими, голубыми, серыми, зелеными, болотными или каким-то сочетанием цветов?

То, как ребенок выглядит, зависит от генетического материала, переданного от каждого родителя. Но гены родителей могут смешиваться и сочетаться по-разному. Влияние каждого родителя неизвестно до рождения ребенка.

Как формируется цвет глаз

Цветная часть глаза называется радужной оболочкой глаза, которая содержит пигменты, определяющие цвет глаз.

Цвет глаз человека связывают с тремя генами, два из которых хорошо изучены. Эти гены отвечают за наиболее распространенные цвета: зеленый, карий и голубой. Другие цвета — серый, болотный и множественные комбинации — в настоящее время не до конца изучены или объяснимы.

В свое время карий цвет глаз считался «доминантным», а голубой цвет глаз считался «рецессивным» признаком. Но современная наука показала, что в формировании цвета глаз участвуют более сложные механизмы.

Цвет глаз — это не просто сочетание цветов глаз родителей, как при смешивании красок. Каждый родитель имеет две пары генов на каждой хромосоме, при этом существуют многочисленные возможности того, как эта генетическая информация повлияет на цвет глаз.

Кроме того, в раннем возрасте цвет глаз может измениться.

Большинство детей европеоидной расы рождаются с голубыми глазами, которые могут потемнеть в первые три года жизни. Потемнение происходит в том случае, если с возрастом вырабатывается меланин, коричневый пигмент, который обычно отсутствует при рождении.

Цвет глаз детей может полностью отличаться от цвета глаз каждого из родителей. Но если у обоих родителей карие глаза, то вероятнее всего, что у их детей тоже будут карие глаза.

Темные цвета, как правило, доминируют; в частности, коричневый цвет чаще всего доминирует над зеленым, а зеленый — над голубым.

Однако если у одного из родителей карие глаза, а у другого — голубые, то это не означает, что у их детей глаза автоматически будут карими.

У некоторых детей при рождении радужные оболочки глаз отличаются по цвету. Обычно такое состояние — называемое гетерохромией — вызвано ошибкой транспорта пигмента при развитии ребенка, местной травмой в утробе матери или вскоре после рождения, либо доброкачественным генетическим расстройством.

Другими причинами могут быть воспаление, веснушка (диффузный невус) радужной оболочки и синдром Горнера.

Если ваши глаза имеют необычный цвет, не откладывайте посещение окулиста.

БЕСПОКОИТЕСЬ ПО ПОВОДУ ЦВЕТА ГЛАЗ ИЛИ ЗРЕНИЯ? Найти окулиста поблизости и записаться на прием.

Изменения цвета глаз

Радужная оболочка глаза — это мышца, которая расширяется и сжимается для контроля размера зрачка. Зрачок увеличивается при более тусклом освещении и сужается при более ярком освещении. Зрачок также сужается, когда вы фокусируетесь на объектах вблизи, например, при чтении книги.

Когда размер зрачка изменяется, пигменты в радужной оболочке сближаются или удаляются друг от друга, немного меняя цвет глаз.

Некоторые эмоции также могут изменять как размер зрачка, так и цвет радужной оболочки глаза. Вот почему некоторые люди говорят, что их глаза меняют цвета, когда они сердятся или проявляют любовь.

Цвет глаз также может меняться с возрастом. Это происходит у 10–15 процентов людей европеоидной расы (у людей, у которых обычно глаза светлее).

Например, мои глаза были когда-то карими, теперь же они болотного цвета (сочетание коричневого с зеленым). Хотя у некоторых людей глаза болотного цвета с возрастом темнеют.

Если у вас во взрослом возрасте довольно резко меняется цвет глаз, или если цвет одного глаза меняется с карего на зеленый или с голубого на карий, необходимо проконсультироваться с окулистом.

Изменение цвета глаз может быть предупреждающим признаком некоторых заболеваний, таких как гетерохромный иридоциклит Фукса, синдром Горнера или пигментная глаукома.

БЕСПОКОИТЕСЬ ПО ПОВОДУ ЦВЕТА ГЛАЗ ИЛИ ЗРЕНИЯ? Найти окулиста поблизости.

Страница опубликована в ноябрь 2020

Страница обновлена ​​в ноябрь 2020

Чем определяется болотный цвет глаз?

Болотные глаза обладают некоторой загадочностью.

Прежде всего, люди описывают этот прекрасный цвет глаз по-разному. Некоторые считают, что он похож на цвет лесного ореха, другие же называют его золотистым или коричневато-зеленым.

Одна из причин, по которой так трудно описать глаза болотного цвета, заключается в том, что сам оттенок как будто меняется в зависимости от того, что вы надели и в каком освещении находитесь.

Кроме того, кажется, что болотные глаза содержат оттенки зеленого, янтарного и даже синего цвета, но этих пигментов не существует в человеческом глазу.

Так откуда же берется этот потрясающий цвет?

Что предопределяет цвет глаз?

Большинству из нас в школе рассказывали, что мы наследуем цвет глаз от своих родителей, что карий цвет глаз является доминантным, а голубой — рецессивным. Поэтому у двух родителей с голубыми глазами не может быть ребенка с карими глазами, потому что ни один из родителей не имеет доминантную форму гена карих глаз.

Но на самом деле все сложнее, чем кажется на первый взгляд.

Недавние исследования показали, что до 16 генов (а не просто один или два) могут влиять на цвет глаз, что делает задачу предсказания цвета глаз намного сложнее.

В связи с изменениями во взаимодействии и экспрессией множества генов трудно сказать наверняка, какой цвет глаз будет у ребенка, основываясь только на цвете глаз его родителей. Например, в настоящее время мы знаем, что у двух голубоглазых родителей может родиться ребенок с карими глазами, а согласно прежней модели наследования цвета глаз это считалось невозможным.

Кроме того, цвет глаз может резко меняться в первые годы жизни. Многие дети рождаются с голубыми глазами, которые позже становятся карими, зелеными или болотного цвета. Это явление имеет мало общего с генетикой, но оно помогает объяснить, откуда берется болотный цвет глаз.

Что обуславливает болотный цвет глаз?

Пигментированная структура внутри глаза , которая окружает зрачок и придает окраску, называется радужной оболочкой. Пигмент, отвечающий за цвет глаз, называется меланин, он также влияет на цвет кожи.

Многие дети рождаются с голубыми глазами потому, что у новорожденных очень мало меланина в радужной оболочке глаза. В первые несколько лет жизни в радужной оболочке может накапливаться больше меланина, в результате чего голубые глаза становятся зелеными, карими или болотного цвета.

У детей, чей цвет глаз перешел от голубого к карему, появляется значительное количество меланина. У тех же, кто в конечном итоге остается с зелеными или болотными глазами, он накапливается в немного меньших количествах.

Если дети рождаются с темными глазами, то их глаза остаются такими на протяжении всей жизни. Это происходит потому, что у таких людей от природы больше меланина в глазах.

Поглощение и рассеяние света

В глазах не содержится ни голубого, ни зеленого, ни болотного пигментов. Глаза просто содержат разные количества меланина, который является пигментом темно-коричневого цвета.

Так как же может темно-коричневый пигмент придать глазам голубой, зеленый или болотный цвет? Это становится возможным благодаря двум процессам:

  1. Меланин в радужной оболочке поглощает падающий на поверхность глаза свет различных длин волн.

  2. Свет рассеивается и отражается радужной оболочкой, причем некоторые длины волн (цвета) рассеиваются легче, чем другие.

Глаза с высокой концентрацией меланина поглощают больше света, поступающего в глаз, поэтому меньше света рассеивается и отражается радужной оболочкой. Результатом является темный цвет глаз.

В глазах с более низкой концентрацией меланина поглощается меньше света и больше рассеивается и отражается радужной оболочкой. Так как световые лучи с более короткой длиной волн (голубой и зеленый свет) рассеиваются легче, чем световые лучи с большей длиной волны (красный свет), глаза, содержащие меньшее количество светопоглощающего меланина, приобретают зеленый или болотный цвета, а глаза с еще более низкой концентрацией меланина кажутся голубыми.

Кроме того, распределение меланина может варьироваться в разных частях радужной оболочки, в результате чего карие глаза могут казаться светло-коричневыми возле зрачка и более зеленым на периферии радужной оболочки.

Глаза болотного цвета — это произведение искусства

Одновременно сложный и великолепный, болотный цвет глаз обладает специфическими особенностями, которые определяются многими факторами, в числе которых количество и распределение меланина в радужной оболочке глаза, то, как рассеяние света молекулами радужной оболочки и пигмента влияет на цвет, а также то, как на восприятие цвета глаз влияет освещение, цвет нашей одежды и окружающей среды.

Подобно тому, как для создания шедевра художнику требуется много мазков кисти, для уникального произведения искусства, воплощенного в каждой паре глаз болотного цвета, необходимо динамичное сочетание нескольких элементов.

Если вы носите очки, выбирайте линзы с антибликовым покрытием, чтобы устранить отвлекающие отражения на очках и позволить другим увидеть красоту ваших болотных глаз.

Измените цвет ваших глаз на болотный

Если ваш природный цвет глаз не болотный, но вы всегда хотели именно его, вы можете исполнить ваше желание с помощью цветных контактных линз. Они, конечно, не изменят цвет ваших глаз, но смогут создать его во время ношения.

Цветные контактные линзы доступны во многих цветах, так что у вас будет выбор из нескольких оттенков карего. Однако следует помнить, что речь идет не просто о выборе понравившегося вам цвета линз: ваш естественный цвет играет важную роль в определении того, какие линзы лучше всего подойдут именно для ваших глаз.

СОБИРАЕТЕСЬ ПРИОБРЕСТИ КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ? Найти салон оптики поблизости.

Если у вас очень светлые глаза, «оттеночные контактные линзы», изменяющие и усиливающие цвет, могут быть хорошим выбором. Эти полупрозрачные линзы придают глазам оттенок, который позволяет частично проявиться вашему естественному цвету, например, сделать ваши светло-голубые глаза более насыщенными. Если ваши глаза достаточно светлые, возможно вы сможете добиться желаемого болотного цвета с помощью оттеночных линз.

Однако, скорее всего, вам понадобятся непрозрачные цветные линзы. Эти линзы предназначены для маскировки естественного окраса глаз и придания им желаемого цвета. Данный тип линз прекрасно подойдет, если у вас темно-карие глаза, и вы хотите придать им более светлый цвет, в том числе и болотный.

  Врач-офтальмолог может показать вам различные цвета и помочь сделать правильный выбор.

Помните, что контактные линзы должны назначаться врачом Если вы еще не носите контактные линзы, то перед их приобретением вам необходимо пройти обследование глаз и получить рецепт, даже если у вас идеальное зрение, которое не требует ношения корректирующих линз.

Примечания и ссылки

McDonald, J.H. Myths of Human Genetics. Sparky House Publishing, 2011.

Genotype-phenotype associations and human eye color. Journal of Human Genetics. January 2011.

Characterization of melanins in human irides and cultured uveal melanocytes from eyes of different colors. Experimental Eye Research. September 1998.

Eye color changes past early childhood: the Louisville Twin Study.  JAMA Ophthalmology. May 1997.

Страница опубликована в ноябрь 2020

Страница обновлена ​​в ноябрь 2020

Каковы пределы человеческого зрения? — BBC News Русская служба

  • Адам Хадхази
  • BBC Future

Автор фото, SPL

Корреспондент

BBC Future рассказывает об удивительных свойствах нашего зрения — от способности видеть далекие галактики до возможности улавливать невидимые, казалось бы, световые волны.

Окиньте взглядом комнату, в которой находитесь – что вы видите? Стены, окна, разноцветные предметы – все это кажется таким привычным и само собой разумеющимся. Легко забыть о том, что мы видим окружающий нас мир лишь благодаря фотонам — световым частицам, отражающимся от объектов и попадающим на сетчатку глаза.

В сетчатке каждого из наших глаз расположено примерно 126 млн светочувствительных клеток. Мозг расшифровывает получаемую от этих клеток информацию о направлении и энергии попадающих на них фотонов и превращает ее в разнообразие форм, цветов и интенсивности освещения окружающих предметов.

У человеческого зрения есть свои пределы. Так, мы не способны ни увидеть радиоволны, излучаемые электронными устройствами, ни разглядеть невооруженным глазом мельчайшие бактерии.

Благодаря прогрессу в области физики и биологии можно определить границы естественного зрения. «У любых видимых нами объектов есть определенный «порог», ниже которого мы перестаем их различать», — говорит Майкл Лэнди, профессор психологии и нейробиологии в Нью-Йоркском университете.

Сперва рассмотрим этот порог с точки зрения нашей способности различать цвета — пожалуй, самой первой способности, которая приходит на ум применительно к зрению.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Колбочки отвечают за цветовосприятие, а палочки помогают нам видеть оттенки серого цвета при низком освещении

Наша способность отличать, например, фиолетовый цвет от пурпурного связана с длиной волны фотонов, попадающих на сетчатку глаза. В сетчатке имеются два типа светочувствительных клеток — палочки и колбочки. Колбочки отвечают за цветовосприятие (так называемое дневное зрение), а палочки позволяют нам видеть оттенки серого цвета при низком освещении — например, ночью (ночное зрение).

Содержащиеся в светочувствительных клетках рецепторы — опсины — поглощают электромагнитную энергию фотонов и производят электрические импульсы. Эти сигналы по оптическому нерву попадают в мозг, который и создает цветную картину происходящего вокруг нас.

В человеческом глазе есть три вида колбочек и соответствующее им число типов опсинов, каждый из которых отличается особой чувствительностью к фотонам с определенным диапазоном длин световых волн.

Колбочки S-типа чувствительны к фиолетово-синей, коротковолновой части видимого спектра; колбочки M-типа отвечают за зелено-желтую (средневолновую), а колбочки L-типа — за желто-красную (длинноволновую).

Все эти волны, а также их комбинации, позволяют нам видеть полный диапазон цветов радуги. «Все источники видимого человеком света, за исключением ряда искусственных (таких, как преломляющая призма или лазер), излучают смесь волн различной длины», — говорит Лэнди.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Не весь спектр полезен для наших глаз…

Из всех существующих в природе фотонов наши колбочки способны фиксировать лишь те, которые характеризуются длиной волн в весьма узком диапазоне (как правило, от 380 до 720 нанометров) – это и называется спектром видимого излучения. Ниже этого диапазона находятся инфракрасный и радиоспектры – длина волн низкоэнергетических фотонов последнего варьируется от миллиметров до нескольких километров.

По другую сторону видимого диапазона волн расположен ультрафиолетовый спектр, за которым следует рентгеновский, а затем — спектр гамма-излучения с фотонами, длина волн которых не превышает триллионные доли метра.

Хотя зрение большинства из нас ограничено видимым спектром, люди с афакией — отсутствием в глазу хрусталика (в результате хирургической операции при катаракте или, реже, вследствие врожденного дефекта) — способны видеть ультрафиолетовые волны.

В здоровом глазе хрусталик блокирует волны ультрафиолетового диапазона, но при его отсутствии человек способен воспринимать волны длиной примерно до 300 нанометров как бело-голубой цвет.

В исследовании 2014 г. отмечается, что в каком-то смысле мы все можем видеть и инфракрасные фотоны. Если два таких фотона практически одновременно попадут на одну и ту же клетку сетчатки, их энергия может суммироваться, превратив невидимые волны длиной, скажем, в 1000 нанометров в видимую волну длиной в 500 нанометров (большинство из нас воспринимает волны этой длины как холодный зеленый цвет).

Сколько цветов мы видим?

В глазе здорового человека три типа колбочек, каждый из которых способен различать около 100 различных цветовых оттенков. По этой причине большинство исследователей оценивает количество различаемых нами цветов примерно в миллион. Однако восприятие цвета очень субъективно и индивидуально.

«Точно подсчитать, сколько мы видим цветов, не представляется возможным, — говорит Кимберли Джемесон, научный сотрудник Калифорнийского университета в Ирвайне. – Некоторые видят больше, некоторые — меньше».

Джемесон знает, о чем говорит. Она изучает зрение тетрахроматов – людей, обладающих поистине сверхчеловеческими способностями к различению цветов. Тетрахроматия встречается редко, в большинстве случаев у женщин. В результате генетической мутации у них имеется дополнительный, четвертый вид колбочек, что позволяет им, по грубым подсчетам, видеть до 100 млн цветов. (У людей, страдающих цветовой слепотой, или дихроматов, всего два типа колбочек — они различают не более 10 000 цветов.)

Сколько нам нужно фотонов, чтобы увидеть источник света?

Как правило, колбочкам для оптимального функционирования требуется гораздо больше света, чем палочкам. По этой причине при низком освещении наша способность различать цвета падает, а за работу принимаются палочки, обеспечивающие черно-белое зрение.

В идеальных лабораторных условиях на тех участках сетчатки, где палочки по большей части отсутствуют, колбочки могут активироваться при попадании на них всего нескольких фотонов. Однако палочки справляются с задачей регистрации даже самого тусклого света еще лучше.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

После операции на глазе некоторые люди приобретают способность видеть ультрафиолетовое излучение

Как показывают эксперименты, впервые проведенные в 1940-х гг., одного кванта света достаточно для того, чтобы наш глаз его увидел. «Человек способен увидеть один-единственный фотон, — говорит Брайан Уонделл, профессор психологии и электротехники в Стэнфордском университете. – В большей чувствительности сетчатки просто нет смысла».

В 1941 г. исследователи из Колумбийского университета провели эксперимент – испытуемых заводили в темную комнату и давали их глазам определенное время на адаптацию. Для достижения полной чувствительности палочкам требуется несколько минут; именно поэтому, когда мы выключаем в помещении свет, то на какое-то время теряем способность что-либо видеть.

Затем в лицо испытуемым направляли мигающий сине-зеленый свет. С вероятностью выше обычной случайности участники эксперимента регистрировали вспышку света при попадании на сетчатку всего 54 фотонов.

Не все фотоны, достигающие сетчатки, регистрируются светочувствительными клетками. Учитывая это обстоятельство, ученые пришли к выводу, что всего пяти фотонов, активирующих пять разных палочек в сетчатке, достаточно, чтобы человек увидел вспышку.

Самый маленький и самый удаленный видимые объекты

Следующий факт может вас удивить: наша способность увидеть объект зависит вовсе не от его физических размеров или удаления, а от того, попадут ли хотя бы несколько излучаемых им фотонов на нашу сетчатку.

«Единственное, что нужно глазу, чтобы что-то увидеть, — это определенное количество света, излученного или отраженного на него объектом, — говорит Лэнди. – Все сводится к числу достигших сетчатки фотонов. Каким бы миниатюрным ни был источник света, пусть даже он просуществует доли секунды, мы все равно способны его увидеть, если он излучает достаточное количество фотонов».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Глазу достаточно небольшого количества фотонов, чтобы увидеть свет

В учебниках по психологии часто встречается утверждение о том, что в безоблачную темную ночь пламя свечи можно заметить с расстояния до 48 км. В реальности же наша сетчатка постоянно бомбардируется фотонами, так что один-единственный квант света, излученный с большого расстояния, просто затеряется на их фоне.

Чтобы представить себе, насколько далеко мы способны видеть, взглянем на ночное небо, усеянное звездами. Размеры звезд огромны; многие из тех, что мы наблюдаем невооруженным взглядом, достигают миллионов км в диаметре.

Однако даже самые близкие к нам звезды расположены на расстоянии свыше 38 триллионов километров от Земли, поэтому их видимые размеры настолько малы, что наш глаз не способен их различить.

С другой стороны, мы все равно наблюдаем звезды в виде ярких точечных источников света, поскольку испускаемые ими фотоны преодолевают разделяющие нас гигантские расстояния и попадают на нашу сетчатку.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Острота зрения снижается по мере увеличения расстояния до объекта

Все отдельные видимые звезды на ночном небосклоне находятся в нашей галактике – Млечном Пути. Самый удаленный от нас объект, который человек в состоянии разглядеть невооруженным глазом, расположен за пределами Млечного Пути и сам представляет собой звездное скопление – это Туманность Андромеды, находящаяся на расстоянии в 2,5 млн световых лет, или 37 квинтильонов км, от Солнца. (Некоторые люди утверждают, что особо темными ночами острое зрение позволяет им увидеть Галактику Треугольника, расположенную на удалении около 3 млн световых лет, но пусть это утверждение останется на их совести.)

Туманность Андромеды насчитывает один триллион звезд. Из-за большой удаленности все эти светила сливаются для нас в едва различимое пятнышко света. При этом размеры Туманности Андромеды колоссальны. Даже на таком гигантском расстоянии ее угловой размер в шесть раз превышает диаметр полной Луны. Однако до нас долетает настолько мало фотонов из этой галактики, что она едва различима на ночном небе.

Предел остроты зрения

Почему же мы не способны разглядеть отдельные звезды в Туманности Андромеды? Дело в том, что у разрешающей способности, или остроты, зрения есть свои ограничения. (Под остротой зрения подразумевается способность различать такие элементы, как точка или линия, как отдельные объекты, не сливающиеся с соседними объектами или с фоном.)

Фактически остроту зрения можно описывать так же, как и разрешение компьютерного монитора — в минимальном размере пикселей, которые мы еще способны различать как отдельные точки.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Достаточно яркие объекты можно разглядеть на расстоянии в несколько световых лет

Ограничения остроты зрения зависят от нескольких факторов — таких как расстояние между отдельными колбочками и палочками сетчатки глаза. Не менее важную роль играют и оптические характеристики самого глазного яблока, из-за которых далеко не каждый фотон попадает на светочувствительную клетку.

В теории, как показывают исследования, острота нашего зрения ограничивается способностью различать около 120 пикселей на угловой градус (единицу углового измерения).

Практической иллюстрацией пределов остроты человеческого зрения может являться расположенный на расстоянии вытянутой руки объект площадью с ноготь, с нанесенными на нем 60 горизонтальными и 60 вертикальными линиями попеременно белого и черного цветов, образующими подобие шахматной доски. «По всей видимости, это самый мелкий рисунок, который еще в состоянии различить человеческий глаз», — говорит Лэнди.

На этом принципе основаны таблицы, используемые окулистами для проверки остроты зрения. Наиболее известная в России таблица Сивцева представляет собой ряды черных заглавных букв на белом фоне, размер шрифта которых с каждым рядом становится все меньше.

Острота зрения человека определяется по тому, на каком размере шрифта он перестает четко видеть контуры букв и начинает их путать.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

В таблицах для проверки остроты зрения используются черные буквы на белом фоне

Именно пределом остроты зрения объясняется тот факт, что мы не способны разглядеть невооруженным глазом биологическую клетку, размеры которой составляют всего несколько микрометров.

Но не стоит горевать по этому поводу. Способность различать миллион цветов, улавливать одиночные фотоны и видеть галактики на удалении в несколько квинтильонов километров – весьма неплохой результат, если учесть, что наше зрение обеспечивается парой желеобразных шариков в глазницах, соединенных с полуторакилограммовой пористой массой в черепной коробке.

Аварийный душ для глаз на стойке (арт. 9201)

Презентация

ОПИСАНИЕ

Аварийный душ гля глаз на стойке

Арт.
9201

Аварийный душ для глаз на стойке с ручным и ножным управлением включает:

Морозостойкую систему.

Раковину Ø 250 мм из нержавеющей стали 304 с зеленым покрытием.

Распылительные головки душа для глаз оборудованы защитными колпачками из зеленого противоударного АБС-пластика, автоматически откидывающимися под напором воды.

Быстрое открытие/закрытие при повороте никелированных латунных клапанов на 1/4 оборота.

Для пуска нажать педаль ногой или планку рукой. Вода не перестает течь при отпускании ножной педали или ручной планки.

Для закрытия душа потянуть ручную планку в обратном направлении и поднять педаль ногой.

Расход 20 л/мин. при давлении 3 бара.

Аэраторы с двойным фильтром из нержавеющей стали.

Подвод воды F1″.

— Труба из гальванизированной стали с серым эпоксидным покрытием.

Ручная планка и педаль из оцинкованной стали с зелёным эпоксидным покрытием.

Крепление к полу пластиной из латуни (винты не входят в комплект).

Стандартная сигнальная вывеска «душ для глаз 1-ой помощи».

Гарантия 10 лет.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Защита от замерзания: вода не остается в трубах
Мягкая струя, простое и быстрое открытие
Техническое обслуживание без демонтажа
Быстрый пуск для полного обеззораживания

Спасибо. Техническое описание только что отправлено.

Технические характеристики

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Аварийный душ гля глаз на стойке

Арт.
9201

Высота 1050 мм
Глубина 500 мм
Расход 20 л/мин
Покрытие Эпоксидное покрытие
Нормы и сертификаты
Гарантии

Загрузить

ЗАГРУЗИТЬ

Аварийный душ гля глаз на стойке

Арт.
9201

Чтобы загрузить один или несколько документов, связанных с данным продуктом, пожалуйста, выберите нужные типы файлов :

ВЫБРАТЬ ВСЕ
ОТМЕНИТЬ ВЫБОР

ЗАГРУЗИТЬ ВЫБРАННЫЕ ДОКУМЕНТЫ

магические свойства камня, четки и украшения из камня, как носить львиный, чей по гороскопу

Тигровый глаз используется в ювелирном деле, а также для изготовления сувениров и талисманов. Это кварцевый минерал желто-коричневого цвета с темными, порой черными полосами. Он красив, привлекает и завораживает взгляд. Не смотря на довольно низкую цену, изделия с этим минералом выглядят весьма презентабельно. Кроме того, многие верят в его целительные и защитные свойства.

Глазковый камень

Этот минерал входит в список глазковых камней. Его собратья:

  • кошачий глаз;
  • львиный глаз;
  • совиный глаз;
  • соколиный глаз;
  • рыбий глаз.

Несмотря на то, что у этих материалов разный химический состав, все они являются кварцевыми минералами и обладают особым блеском, который напоминает радужное сияние глаз зверя. В древности люди верили, что камень тигровый глаз содержит энергию Солнца и Земли, этому камню были приписаны особые свойства .

Древние египтяне считали его даром главного из своих богов — Ра, покровителя солнца. На востоке глаз тигра также считался «божественным», поэтому его часто использовали в статуях Шивы.

Индейцы, которые верили не в богов, а в силы природы, использовали минерал как амулет от нападения хищников. Считается что при приближении опасного зверя, украшение с тигровым глазом становится тяжелее.

Сегодня камень не имеет столь высокой ценности и является чаще всего поделочным. В ювелирном деле его используют реже, выбирая образцы с минимальным количеством темных полос.

Его цветовая гамма может быть разной. Наиболее распространены такие оттенки, как:

  • золотисто-желтый;
  • золотисто-коричневый;
  • золотисто-бурый.

Если подвергнуть минерал высоким температурам, он сменит свой цвет на красный. Такой камень называется бычьим глазом. Глазковые кварцы получили свои названия благодаря цвету. Львиный камень наиболее схож с тигриным глазом, по незнанию их можно перепутать. Соколиный глаз обладает сине-голубой расцветкой, а кошачий глаз имеет зеленый цвет.

Месторождения минерала есть в России, Индии, США, Африке, Австралии и на Украине.

Минерал-целитель

Приверженцы нетрадиционной медицины утверждают, что камень обладает такими лечебными свойствами, как:

  • болеутоляющий эффект;
  • нормализация сна;
  • профилактика стресса;
  • снижение артериального давления;
  • нормализация аппетита;
  • общеукрепляющее действие.

Рекомендовано носить бусы из тигрового глаза при любом заболевании. Но, наиболее полезным украшение будет при таких патологиях как:

  • гинекологические заболевания;
  • отит;
  • болезни глаз;
  • ревматизм;
  • псориаз;
  • бронхиальная астма;
  • серьезные нарушения сна;
  • гипертония.

Браслет тигровый глаз поможет восстановиться и после сложной хирургической операции.

Литотерапевты, которые практикуют лечение камнями, утверждать, что украшения из тигрового глаза необходимо носить всем, в качестве профилактики многих заболеваний, от простуды до болезней суставов. А чтобы камень не потерял своих лечебных свойств, его рекомендуют «заряжать» солнечной энергией. Для этого достаточно положить его под солнечные лучи. Но делать это необходимо исключительно во второй половине дня.

Такой амулет улучшает не только физическое, но и эмоциональное состояние. Например, если постоянно носить кольцо, тигровый глаз избавит от хронической усталости, улучшит настроение и даже поможет справиться с депрессией. В мусульманских странах часто изготавливают четки из тигрового глаза.

Талисманы и обереги

Издавна минерал использовался магами для изготовления амулетов и оберегов. Благодаря мощной энергетике, он оберегает хозяина от злых духов, темных сил и недоброжелателей. Магические свойства камня тигровый глаз, проявляются именно в защите хозяина. Он предотвращает болезней, травмы и даже смерть. Не удивительно, что такие талисманы были популярны среди воинов древнего мира.

Сегодня магия минерала используется не столь масштабно. Однако если вам предстоит серьезная встреча, оденьте украшение с камнем, и результат переговоров будет более чем положительным.

Талисман помогает человеку обрести уверенность, придет сил и защищает от необдуманных поступков. Под влиянием амулета человек становится рассудительным и размышляет более здраво.

Не имеет большого значения, как носить минерал, но чем ближе он к телу, тем сильнее воздействие на хозяина. Поэтому рекомендуются бусы и браслеты, не оправленные металлом.

Но, какие бы украшения вы не выбрали, характеристика талисмана не изменится. Амулет поможет сосредоточиться и направит в нужное русло. Камень защищает от сглаза, порчи и даже от проделок конкурентов по работе.

Кроме того, считается, что такой амулет приносит успех в финансовой сфере. Есть поверье, что если поместить его в копилку, то по мере ее наполнения будет повышаться и ваш доход. Но, стоит помнить, что, как и любой талисман тигровый глаз сам выбирает, кому помогать. Минерал предпочитает активных и целеустремленных людей, и проявляет свои способности именно рядом с ними.

Серебряные запонки SL с тигровыми глазами (перейти в каталог SUNLIGHT)

Благодаря его способности делать человека спокойным и рассудительным, такой амулет подойдет людям с педагогическими профессиями. Так же считается, что минерал изгоняет из сердца такие чувства как ревность и зависть, а женщине он помогает стать хорошей хозяйкой.

Минерал и знаки зодиака

Как известно, у каждого знака зодиака есть свой камень, способный в наибольшей мере раскрыть положительные черты характера человека. Но есть и те камни, которые не подходят тому либо иному знаку.

Что же можно сказать о камне тигровый глаз, кому подходит этот минерал, а кому следует избегать его в любой ситуации?

Наиболее благосклонен камень к людям, чей знак зодиака Дева. В этом случае талисман подпитывает оптимизм и жизненную энергию своего обладателя. Кроме того, если человек по гороскопу Близнецы, он помогает раскрыть внутренние таланты и подталкивает к правильному решению в любой ситуации.

Воздействие тигрового глаза на людей, рожденных под знаком Весов, Льва либо Тельца, значительно слабее. Однако камень все же покровительствует этим знакам и может помочь в трудный момент. Что бы усилить влияние амулета, необходимо правильно подобрать цвет камня. Так, огненным Львам стоит выбирать минерал золотисто-желтых оттенков, а вот земным Тельцам подойдет амулет с зелеными вкраплениями.

Овны, Козероги, Стрельцы и Водолеи — это знаки зодиака, которым не следует носить амулеты и украшения с этим камнем. Не рекомендуется даже просто хранить его дома.

Массажер для кожи вокруг глаз WellSkins Eye Massager (WX-MY01): характеристики и инструкция

Массажер для кожи вокруг глаз WellSkin Eye Massager (WX-MY01)

Множество эффектов в одной форме

Вернет взгляду блеск и яркость

Технология EMS возвращает мышцам и коже тонус

Микротоки пробуждают мышцы и возвращают им упругость

Что такое технология EMS?

Потеря коллагена приводит к дряблости кожи, она теряет былую упругость и плохо усваивает питательные вещества. Массаж по технологии EMS (Electrical Muscle Stimulation — электрическая стимуляция мышц) оказывает глубокое, но мягкое воздействие с помощью слабого электрического тока, возвращая коже и мышцам былую упругость и подтянутость.

Умная ионизация

Нездоровые привычки снижают способность кожи поглощать питательные вещества. Вступая в контакт с кожей, массажер WellSkins формирует ионный поток, который запускает процесс ионного обмена. Отрицательные ионы помогают в усвоении питательных веществ, а положительные ионы способствуют выводу загрязнений.

Синий свет — мягкий массаж

Бережная забота о чувствительной области

Красный свет — вибрационный тепловой массаж

Температура в 45°С подарит действенный уход уровня настоящего салона. Частота вибрации составляет 10’000 колебаний в минуту.

Способствует усвоению питательных веществ

Эффективное использование каждой капли крема

Если наносить крем только голыми руками, то он практически не усваивается кожей, а вот с помощью массажера WellSkins можно выжать максимум пользы из каждой капли под действием высокочастотной вибрации.

Мягкость и забота

Эргономичная форма удобна как для рук, так и для кожи вокруг глаз

Исследования в области анатомии и эргономики помогли выработать форму массажной головки с наклоном на 45°, с которой удобно справиться руками, и которая плотно прилегает к коже вокруг глаз.

Всего 5 минут в день

Вернут глазам блеск

Компактный и изящный корпус

Ёмкая батарея

Всего 1.5 часа зарядки обеспечивает до 8 часов в режиме мягкого массажа и до 3 часов в режиме теплового массажа.

Главные характеристики

Связь

Аккумулятор и Питание

Дополнительно

Главные характеристики

Гарантия

3 месяца

Производитель

WellSkin

Тип

Массажер для глаз

Размеры

33.5 х 33.5 х 126 мм

Материал

Пластик

Связь

Тип подключения

Отсутствует

Взаимодействие с мобильным приложением

Нет

Аккумулятор и Питание

Источник питания

Перезаряжаемый аккумулятор

Объём аккумулятора (mAh)

500

Время зарядки (h)

3

Тип разъема для зарядки

Micro-USB

Дополнительно

Кабель в комплекте

Да (без адаптера)

Особенности

Поддержка режима Magnetocaloric lifting — тепловая терапия (45 градусов)

Технические характеристики и комплектации товара могут
быть изменены без уведомления со стороны производителя

Напиши отзыв — получи MI-бонусы!

Помогать другим покупателям определиться с выбором товара теперь выгодно! Расскажите о товаре, который приобрели у нас, и получите за это MI-бонусы! (Подробную информацию смотрите в разделе MI-бонусы за отзывы о товарах)

Пишите отзывы о каждом товаре, приобретенном в интернет-магазине Румиком. Благодаря этому другие покупатели смогут узнать о качестве, достоинствах и возможных недостатках товара, который они собираются приобрести. А Вы за свои отзывы получите заслуженную награду на ваш бонусный счет.

Еще никто не задал вопрос по данному товару.

Диаграмма

, зрительный нерв, радужная оболочка, роговица, зрачок и др.

  • Возрастная дегенерация желтого пятна: вызывает потерю центрального зрения с возрастом.

  • Амблиопия: это состояние, которое часто называют ленивым глазом, начинается в детстве. Один глаз видит лучше, чем другой, поэтому ваш мозг отдает предпочтение этому глазу. Более слабый глаз, который может блуждать, а может и не блуждать, называется «ленивым глазом».

  • Астигматизм: проблема с изгибом роговицы. Если он у вас есть, ваш глаз не сможет фокусировать свет на сетчатке так, как должен.Очки, контактные линзы или хирургическое вмешательство могут исправить нечеткое зрение, которое оно вызывает.

  • Черный глаз: отек и изменение цвета (синяк) вокруг глаза, вызванные травмой лица.

  • Блефарит: воспаление век около ресниц. Это может вызвать зуд или песок в глазах.

  • Катаракта: помутнение внутреннего хрусталика глаза. Это может вызвать помутнение зрения.

  • Халязион: вырабатывающая масло железа блокируется и раздувается, образуя бугорок.

  • Конъюнктивит. Также известный как конъюнктивит, это инфекция или воспаление конъюнктивы, прозрачного слоя, покрывающего переднюю часть глаза. Это могут быть аллергии, вирусы или бактериальная инфекция.

  • Ссадина роговицы: царапина на прозрачной части передней части глаза (называемой роговицей). Боль, светочувствительность или ощущение песка в глазах — обычные симптомы.

  • Диабетическая ретинопатия: высокий уровень сахара в крови повреждает кровеносные сосуды глаза.В конце концов, они начинают протекать или разрастаться в сетчатке, угрожая вашему зрению.

  • Диплопия (двоение в глазах): двоение в глазах может быть вызвано многими серьезными заболеваниями. Требуется немедленная медицинская помощь.

  • Сухой глаз: Либо ваши глаза не производят достаточно слез, либо слезы низкого качества. Чаще всего из-за старения, но в этом могут быть проблемы со здоровьем, такие как волчанка, склеродермия и синдром Шегрена.

  • Глаукома: Эта прогрессирующая потеря зрения происходит из-за повышенного давления внутри глаза.Сначала будет ваше периферийное зрение (боковое зрение), затем ваше центральное зрение. Это может оставаться незамеченным в течение многих лет.

  • Дальнозоркость (дальнозоркость): вы не можете четко видеть близлежащие объекты. Это может произойти, когда ваш глаз «слишком короткий» для линзы, чтобы фокусировать свет должным образом. Зрение вдаль тоже может быть размытым, а может и не быть.

  • Гифема: кровотечение в передней части глаза, между роговицей и радужкой. Гифема обычно возникает в результате травмы.

  • Кератит: воспаление или инфекция роговицы.Обычно это происходит после того, как микробы попадают в царапину на роговице.

  • Близорукость (близорукость): вы плохо видите на расстоянии. Ваш глаз «слишком длинный» для линзы, поэтому свет не будет правильно фокусироваться на вашей сетчатке.

  • Неврит зрительного нерва: Зрительный нерв воспаляется, обычно из-за сверхактивной иммунной системы. Результат: боль и потеря зрения, обычно в одном глазу.

  • Птеригиум: утолщенная масса, обычно на внутренней части белой части глазного яблока.Он может покрыть часть роговицы и привести к проблемам со зрением.

  • Отслоение сетчатки: сетчатка отделяется от задней части глаза. Травмы и диабет являются наиболее частыми причинами этой проблемы, которая часто требует срочного хирургического вмешательства.

  • Ретинит: воспаление или инфекция сетчатки. Это может быть долгосрочное генетическое заболевание (пигментный ретинит) или инфекция.

  • Скотома: слепое или темное пятно в поле зрения.

  • Косоглазие: когда глаза смотрят в разные стороны. Ваш мозг может отдать предпочтение одному глазу. Если это случится с ребенком, это может ухудшить зрение на другой глаз. Это состояние называется амблиопией.

  • Ячмень: красная болезненная шишка на краю века. Это вызывают бактерии.

  • Увеит (ирит): цветная часть глаза воспаляется или заражается. Его могут вызвать гиперактивная иммунная система, бактерии или вирусы.

  • Анатомия глаза | Схема строения глаза

    Строение глаза

    Строение глаза сбоку

    Детальное изображение макулы

    Чистая передняя часть глаза называется роговицей.Этот прозрачный диск находится над зрачком и радужной оболочкой, защищая их и пропуская свет. Это очень чувствительно. Роговица также является первой частью процесса фокусировки того, на что вы смотрите, на изображение на задней стороне глаза (см. Ниже).

    Цветная часть вашего глаза называется радужной оболочкой. Радужная оболочка состоит из мышечных волокон, которые помогают контролировать размер зрачка. Зрачок — это не настоящая структура, а круглое отверстие в середине радужной оболочки. Зрачок выглядит как темная центральная часть глаза.Зрачок может изменять размер (за счет изменения радужной оболочки), чтобы регулировать количество света, проходящего через него. В темноте ваши зрачки станут больше, чтобы пропускать больше света.

    Сетчатка — это слой на внутренней стороне задней части глазного яблока. Он содержит узкоспециализированные нервные клетки. Они преобразуют сфокусированный там свет в электрические сигналы. Затем они передаются через зрительные нервы к тем частям мозга, которые обрабатывают зрение и создают картину, которую мы видим.

    Рядом с центром сетчатки находится макула. Макула — это небольшая высокочувствительная часть сетчатки. Он отвечает за детальное центральное зрение — ту часть, которую вы используете, когда смотрите прямо на что-то. Он содержит ямку, область вашего глаза, которая дает самые резкие изображения из всех.

    Белок вашего глаза называется склерой. Это твердый защитный слой, который покрывает все глазное яблоко, кроме роговицы. Следующий слой под склерой, между сетчаткой и склерой, называется сосудистой оболочкой.Сосудистая оболочка содержит множество кровеносных сосудов, которые обеспечивают кислород и питательные вещества сетчатке внизу. В передней части глазного яблока сосудистая оболочка соединяется с цилиарным телом.

    Цилиарное тело — это часть глаза, которая включает цилиарную мышцу (которая изменяет форму зрачка, изменяя форму радужной оболочки) и цилиарный эпителий, производящий водянистую влагу. Это жидкость, которая заполняет переднюю часть глаза. Водянистый юмор производится непрерывно. Он циркулирует через переднюю часть глаза, а затем стекает через область, называемую трабекулярной сеткой, рядом с основанием радужной оболочки.

    Чтобы объект был виден, свет, исходящий от объекта, должен попадать на сетчатку. Структуры в глазу изгибают световые лучи, попадающие в глаз, так что, достигая сетчатки, они фокусируются. Роговица и хрусталик помогают в этом. Роговица дает исходный изгиб свету, но линза выполняет точную настройку. Хрусталик может изменять форму с помощью цилиарного тела, которое содержит тонкие мышечные волокна, которые его тянут. В зависимости от угла попадания в нее света линза становится более или менее изогнутой (выпуклой).Это изменяет его силу и позволяет ему правильно фокусировать свет на задней части глаза. Это очень похоже на действие линзы в камере, которая фокусирует свет на пленку.

    Глобус глаза должен сохранять свою форму, чтобы световые лучи точно фокусировались на сетчатке. Поэтому большая часть глаза заполнена желеобразным веществом, называемым стекловидным телом.

    Движение глаз

    Движение каждого глаза контролируется шестью мышцами, которые тянут глазное яблоко в различных направлениях.Они работают вместе синхронно. Например, чтобы смотреть влево, латеральная прямая мышца левого глаза тянет левый глаз наружу, а медиальная прямая мышца правого глаза тянет правый глаз к носу. В то же время levator palpebrae superioris приподнимает верхнее веко.

    Веки

    Верхнее и нижнее веко помогают защитить глаз и сохранить его поверхность влажной. Верхнее веко более подвижно и прикрепляется к специальной мышце, которая называется levator palpebrae superioris.Эта мышца позволяет контролировать верхнее веко. Веки помогают распространять слезную пленку по глазу при моргании. Они также производят специальное масло, которое замедляет испарение слезной пленки.

    Веки состоят из нескольких слоев, включая конъюнктиву. Конъюнктива — это прозрачный слой, который выстилает внутреннюю часть века и покрывает белок глазного яблока. Когда кровеносные сосуды в этой конъюнктиве увеличиваются, они становятся видимыми, что дает вид налитого кровью.

    Ресницы предотвращают попадание мусора и прямых солнечных лучей в глаза.

    Образование слезы

    Чувствительную поверхность глаза необходимо поддерживать влажной. Глаза находятся в постоянном контакте с вашими веками. Без смазки трение между двумя слоями конъюнктивы могло бы вызвать трение. Чтобы предотвратить это и помочь удалить мусор, глаз производит слезную пленку. Слезная пленка состоит из трех слоев — основного среднего водянистого слоя, тонкого внешнего масляного (липидного) слоя и тонкого внутреннего слоя слизи.

    Глаз с деталью века

    Глаз и слезы

    Основной средний водянистый слой — это то, что мы называем слезами. Водянистая жидкость поступает из слезных желез. Чуть выше и с внешней стороны каждого глаза находится слезная железа. Слезные железы постоянно производят небольшое количество водянистой жидкости, которая стекает в верхнюю часть глаз. Когда вы моргаете, веко распределяет слезы по передней части глаза.

    Крошечные железы на веках (мейбомиевые железы) вырабатывают небольшое количество липидной жидкости, которая покрывает внешний слой слезной пленки.Этот слой помогает сохранить гладкую поверхность слезы и уменьшить испарение водянистых слез.

    Клетки конъюнктивы в передней части глаза и внутренней части век также производят небольшое количество слизеподобной жидкости. Это помогает водянистым слезам равномерно растекаться по поверхности глаза.

    Слезы затем стекают по маленьким каналам (canaliculi) на внутренней стороне глаза в слезный мешок. Отсюда они текут по каналу, называемому слезным протоком (также называемым носослезным протоком), в нос.Вы можете увидеть отверстие носослезного протока как крошечное отверстие во внутреннем углу нижнего века.

    Слезы у людей чаще возникают при раздражении глаз. Это также может произойти в ответ на эмоции. Когда это происходит, слезные железы производят больше слезной жидкости, которая разливается по векам.

    Как работает зрительная система?

    Глаза получают свет с разных направлений и расстояний. Чтобы увидеть, весь этот свет должен фокусироваться на сравнительно крошечной области сетчатки.Это означает, что глаза должны отклонять свет под разными углами и направлениями.

    Во-первых, свет проходит через прозрачную роговицу. Здесь происходит наибольшее отклонение света. Затем свет проходит через зрачок и попадает в линзу. Хрусталик также изгибает свет, увеличивая его количество, сфокусированное на узкоспециализированных клетках сетчатки.

    При близорукости (миопии) глаз по ошибке фокусирует лучи света на точке перед сетчаткой. Система фокусировки имеет тенденцию быть слишком мощной для длины глаза.Это особенно влияет на зрение далеких объектов, которые требуют наименее мощной фокусировки со стороны глаза.

    При дальнозоркости (гиперметропии) все наоборот, и свет сходится в точке за сетчаткой. Это особенно влияет на зрение близлежащих объектов, которые требуют максимальной активности фокусировки, и означает, что близлежащие объекты плохо видны.

    Сетчатка состоит из миллионов светочувствительных нервных клеток, называемых фоторецепторами. Фоторецепторы содержат специальные химические вещества, которые изменяются при попадании на них света.Это изменение вызывает электрический сигнал, который отправляется в мозг через зрительный нерв. Различные типы фоторецепторов позволяют нам видеть в огромном диапазоне различных условий, от темноты до света, и все цвета радуги.

    Есть два типа фоторецепторов: стержни очень чувствительны и помогают нам видеть при тусклом свете. Они также очень чувствительны к движениям, особенно на краю нашего зрения, но не чувствительны к цвету. По этой причине при недостаточном освещении частично теряется цветовое восприятие.Колбочки дают нам цветовое зрение; лучше всего они работают при ярком свете. Колбочки больше всего сконцентрированы в нашей области центрального зрения.

    Электрические сигналы от фоторецепторов проходят через зрительный нерв в часть мозга, называемую таламусом. Эта область действует как ретрансляционная станция, объединяя информацию от двух глаз и отправляя полученную информацию в область мозга, называемую зрительной корой. Зрительная кора — это специализированная часть мозга, которая обрабатывает визуальную информацию.Расположенный в задней части головы, он интерпретирует электрические сигналы для получения информации о цвете, форме и глубине объекта. Затем другие части мозга собирают эту информацию, чтобы создать полную картину.

    Некоторые нарушения зрения и зрения

    Ленивый глаз (амблиопия) — симптомы и причины

    Обзор

    Ленивый глаз (амблиопия) — это снижение зрения на один глаз, вызванное аномальным зрительным развитием в раннем возрасте.Более слабый или ленивый взгляд часто блуждает внутрь или наружу.

    Амблиопия обычно развивается от рождения до 7 лет. Это основная причина ухудшения зрения у детей. Редко ленивый глаз поражает оба глаза.

    Ранняя диагностика и лечение могут помочь предотвратить долгосрочные проблемы со зрением вашего ребенка. Глаз с плохим зрением обычно можно исправить с помощью очков, контактных линз или пластыря.

    Симптомы

    Признаки и симптомы ленивого глаза включают:

    • Глаз, который блуждает внутрь или наружу
    • Глаза, которые кажутся несовместимыми
    • Плохое восприятие глубины
    • Прищуривание или закрытие глаза
    • Наклон головы
    • Отклонения от нормы результатов проверки зрения

    Иногда ленивый глаз не проявляется без осмотра глаз.

    Когда обращаться к врачу

    Обратитесь к врачу вашего ребенка, если вы заметили, что его или ее глаза блуждают после первых нескольких недель жизни. Проверка зрения особенно важна, если в семейном анамнезе есть косоглазие, детская катаракта или другие заболевания глаз.

    Всем детям рекомендуется пройти полное обследование зрения в возрасте от 3 до 5 лет.

    Причины

    Ленивый глаз развивается из-за ненормального зрительного восприятия в раннем возрасте, которое изменяет нервные пути между тонким слоем ткани (сетчаткой) в задней части глаза и мозгом.Более слабый глаз получает меньше визуальных сигналов. В конце концов, способность глаз работать вместе снижается, и мозг подавляет или игнорирует информацию, поступающую от более слабого глаза.

    Все, что размывает зрение ребенка или заставляет глаза перекрещиваться или отворачиваться, может привести к ленивому взгляду. Общие причины состояния включают:

    • Мышечный дисбаланс (амблиопия косоглазия). Самая частая причина ленивого глаза — дисбаланс в мышцах, которые позиционируют глаза. Этот дисбаланс может привести к перекрещиванию или отворачиванию глаз и мешает им работать вместе.
    • Разница в резкости зрения между глазами (рефракционная амблиопия). Значительная разница между рецептами для каждого глаза — часто из-за дальнозоркости, но иногда из-за близорукости или неровного изгиба поверхности глаза (астигматизм) — может привести к ленивому глазу.

      Очки или контактные линзы обычно используются для исправления этих проблем с рефракцией. У некоторых детей «ленивый глаз» возникает из-за сочетания косоглазия и проблем с рефракцией.

    • Лишение. Проблема с одним глазом, например, помутнение хрусталика (катаракта), может помешать четкому зрению в этом глазу. Депривационная амблиопия в младенчестве требует срочного лечения для предотвращения необратимой потери зрения. Часто это самый тяжелый тип амблиопии.

    Факторы риска

    Факторы, связанные с повышенным риском ленивого глаза, включают:

    • Преждевременные роды
    • Малый размер при рождении
    • Семейная история ленивого глаза
    • Нарушения развития

    Осложнения

    Ленивый глаз без лечения может вызвать необратимую потерю зрения.

    14 августа 2021 г.

    Показать ссылки

    1. Coats DK, et al. Амблиопия у детей: классификация, скрининг и оценка. https://www.uptodate.com/contents/search. По состоянию на 8 июня 2021 г.
    2. AskMayoExpert. Амблиопия. Клиника Майо; 2021.
    3. Амблиопия. Национальный глазной институт. https://www.nei.nih.gov/learn-about-eye-health/eye-conditions-and-diseases/amblyopia-lazy-eye.По состоянию на 8 июня 2021 г.
    4. Предпочтительный образец практики амблиопии. Американская академия офтальмологии. https://www.aao.org/preferred-practice-pattern/amblyopia-ppp-2017. По состоянию на 8 июня 2021 г.
    5. Coats DK, et al. Амблиопия у детей: лечение и исход. https://www.uptodate.com/contents/search. По состоянию на 8 июня 2021 г.

    Глазные признаки дефицита витамина А

    Общественное здоровье глаз.2013; 26 (84): 66–67.

    Клэр Гилберт

    Со-директор: Международный центр здоровья глаз, группа инвалидов, Лондонская школа гигиены и тропической медицины, Лондон, Великобритания.

    Клэр Гилберт, содиректор: Международный центр здоровья глаз, группа инвалидов, Лондонская школа гигиены и тропической медицины, Лондон, Великобритания.

    Это статья в открытом доступе, распространяемая под некоммерческой лицензией Creative Commons Attribution.

    Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

    Жизненно важно понимать, что у многих детей с дефицитом витамина А будут , а не глазные симптомы, известные как ксерофтальмия (сухой глаз). Это означает, что дети с глазными признаками — это только «верхушка айсберга»: в нашем сообществе будет много других детей с дефицитом витамина А, но с совершенно нормальными глазами и зрением. Вот почему так жизненно важны общественные подходы к контролю (стр. 69–70).

    Различные глазные признаки дефицита витамина A (VAD) у детей по классификации ВОЗ:

    • Ночная слепота (XN)

    • Ксероз конъюнктивы (X1A)

    • Пятна Бито (X1B )

    • Ксероз роговицы (X2)

    • Язва роговицы, покрывающая менее 1/3 роговицы (X3A)

    • Язва роговицы, покрывающая не менее 1/3 роговицы, определяемая как кератомаляция (X3B)

    • Рубцы роговицы (XS)

    Очень важно понимать, что у детей сначала развивается не куриная слепота, затем пятна Бито, а затем язвы роговицы.Некоторые глазные признаки отражают давнюю ДВР, тогда как другие глазные признаки отражают тяжелую, острую, внезапно возникшую ДВП. У ребенка с дефицитом витамина А, но без каких-либо глазных признаков длительного дефицита, в результате инфекции или диареи может развиться один из серьезных глазных признаков, например язвы роговицы.

    Дети с любыми глазными признаками VAD подвержены высокому риску смерти. Одно из первых исследований в Индонезии показало, что у детей с куриной слепотой почти в три раза больше шансов умереть, чем у детей из того же сообщества без куриной слепоты, а у детей с куриной слепотой и пятнами Бито вероятность смерти почти в девять раз выше. 1 Исследование, проведенное в Бангладеш, показало, что почти две трети детей с наиболее тяжелой формой ксерофтальмии, известной как кератомаляция (язва роговицы, поражающая более трети роговицы), умерли в течение нескольких месяцев. 2

    Рисунок, нарисованный ребенком для иллюстрации куриной слепоты

    Давний ДВР наиболее распространен у детей в возрасте 3–6 лет (куриной слепотой могут быть подвержены дети в возрасте 2 лет). Острый ДВА наиболее распространен среди детей в возрасте 1–4 лет (см. Таблицу).Следовательно, чтобы предотвратить слепоту и детскую смертность от ДВП, вмешательства должны быть нацелены на детей дошкольного возраста.

    Признаки хронического, длительного VAD

    ПРИМЕЧАНИЕ: Для исследования глаза используйте яркий фонарик при естественном освещении.

    Куриная слепота

    Это может поражать детей, а также беременных и кормящих женщин и является одним из наиболее распространенных проявлений недостаточности. Если VAD широко распространен в сообществе, то для него часто есть местные названия.Полезно узнать, что это за термины, чтобы их можно было использовать, задавая вопросы о куриной слепоте. Выяснить, есть ли у ребенка куриная слепота, сложнее, так как дети не жалуются. Матери нужно спросить, заметили ли они, что их ребенок ведет себя по-другому после захода солнца или когда они находятся в темной комнате. Ребенок станет менее активным и может бояться двигаться. Куриная слепота чаще встречается у беременных и кормящих женщин, а также у детей в возрасте 2–6 лет.

    Ксероз конъюнктивы

    Это проявляется в виде сухости конъюнктивы (рисунок) и является еще одним признаком давней недостаточности. Это может быть довольно сложно обнаружить, и поэтому это не очень надежный признак.

    Рисунок 1. Ксероз конъюнктивы. Обратите внимание на небольшую морщинистость височной конъюнктивы

    Таблица 1. Классификация дефицита витамина А Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и возрастные группы, наиболее подверженные этому заболеванию

    Степень ксерофтальмии Пиковая возрастная группа (лет) Тип дефицита Риск смерти
    XN Ночная слепота 2–6; взрослые женщины Давний.Не слепящий +
    X1A Ксероз конъюнктивы 3–6 Давно. Не ослепляет +
    X1B Пятно Бито 3–6 Давно. Не слепящий +
    X2 Ксероз роговицы 1–4 Острая недостаточность. Может ослеплять ++
    X3A Язва роговицы / <1/3 роговицы 1–4 Тяжелая острая недостаточность.Ослепление +++
    X3B Язва роговицы / кератомаляция ≥1 / 3 1–4 Тяжелый острый дефицит. Ослепление ++++
    XS Рубцевание роговицы (от X3) > 2 Последствия изъязвления роговицы +/–
    XF XF . Не ослепляет. Редко

    Пятна Битота

    Пятна Битота (рисунок) характерны для VAD и не вызваны какими-либо другими условиями.Слегка приподнятое белое пенистое образование обычно наблюдается на конъюнктиве глазного яблока возле лимба, в положении на три или девять часов. Пятна Бито чаще встречаются на височной стороне. Белый налет состоит из кератина, который начинает вырабатывать конъюнктива, потому что его дефицит привел к «плоскоклеточной метаплазии», когда клетки конъюнктивы становятся больше похожими на кожу, чем на слизистую оболочку. В определенной степени белый пенистый материал можно стереть с поверхности конъюнктивы, но он не исчезает полностью даже после лечения дефицита витамина А.Следовательно, этот знак не обязательно означает, что у ребенка в настоящее время дефицит витамина А. Пятна Бито обычно появляются у детей в возрасте 3–6 лет. Пятна Бито, не поддающиеся лечению витамином А, чаще встречаются у детей школьного возраста.

    Рис. 2. Пятна Бито на височной конечности

    Признаки острого внезапно возникшего ДВР

    Острое внезапно возникшее ДВП приводит к потенциально слепящим глазным признакам и ассоциируется с очень высоким уровнем смертности у детей.

    Ксероз роговицы

    Это высыхание роговицы (рисунок), являющееся признаком внезапной острой недостаточности.Роговица становится сухой, потому что железы конъюнктивы перестают нормально функционировать. Это приводит к потере слез, а также к потере слизи, которая действует как «увлажняющий агент». Отсутствие слизистой в сочетании с отсутствием слез не только приводит к сухости, но и увеличивает риск заражения.

    Рис. 3. Ксероз роговицы

    Язва роговицы

    Если не устранить острый дефицит в срочном порядке, роговица может изъязвляться и таять. Язва может иметь вид небольшого перфорированного участка роговицы (рисунок, верхнее изображение), или язва может иметь более пушистый вид (рисунок, нижний рисунок).При отсутствии вторичной инфекции глаз может выглядеть удивительно белым, как на обоих изображениях на рисунке; однако вторичная инфекция язвы является обычным явлением, что приводит к острому воспалению глаза (рисунок).

    Рисунок 4. Изъязвление роговицы (X3a) без вторичной инфекции

    Рисунок 5. Изъязвление роговицы (X3a при вторичной инфекции

    Кератомаляция

    Самая тяжелая форма ксерофтальмии — это кератомаляция (Рисунок), при которой более одной трети поражается роговица.Роговица может стать отечной и утолщенной, а затем таять. Это происходит потому, что на структуру коллагена в роговице влияет процесс, известный как некроз. Роговица может разрушиться всего за несколько дней. Дети с кератомаляцией часто недоедают, но у детей, которые раньше казались относительно здоровыми, кератомаляция также может развиться после заражения корью или эпизодов диареи; Обычно это происходит потому, что у них был дефицит витамина А, а инфекция кори привела к истощению их запасов витамина А.Если вы не уверены, есть ли кератомаляция у вашего ребенка, спросите о недавнем заболевании, особенно о кори.

    Конечный результат изъязвления роговицы

    Конечным результатом изъязвления роговицы и кератомаляции является рубцевание роговицы (рисунок), стафиломы (выпуклость сильно поврежденной роговицы вперед) или луковичный туберкулез (сморщенный глаз), в зависимости от степень патологии роговицы. Большинство глазных признаков VAD симметричны и двусторонние, что может привести к слепоте.

    Рис. 7. Рубцы роговицы

    Если у ребенка обнаружены глазные признаки ДПА, поговорите с его или ее матерью или опекуном. Спросите мать о еде, которую дают ребенку, и о том, как часто его кормят. Спросите конкретно о продуктах, богатых витамином А. Спросите, не болел ли ребенок недавно или диарея. Объясните, что ребенок подвержен риску заражения и что ему требуется более одной дозы витамина А для лечения этой проблемы, как описано на странице 68. Помните, что другие маленькие дети в семье и обществе также могут быть подвержены риску .

    Ссылки

    1. Соммер А., Тарвотджо И., Хуссаини Г., Сусанто Д.
    Повышенная смертность у детей с легкой недостаточностью витамина А.
    Ланцет. 1983; 2 (8350): 585–8 [PubMed] [Google Scholar] 2. Коэн Н., Рахман Х., Спраг Дж. И др. Распространенность и детерминанты пищевой слепоты у детей Бангладеш.
    Мировая статистика здравоохранения Q.
    1985; 38 (3): 317–330 [PubMed] [Google Scholar]

    Влияние куркумина на восстановление и улучшение характеристик микроциркуляторного русла сосудистой оболочки глаза диабетической крысы


    Задача:

    Изучить влияние куркумина на изменения микрососудов в глазной сосудистой оболочке глаза крыс с STZ-диабетом.


    Материал и метод:

    Самцы крыс были разделены на три группы: контрольные (C) диабетические крысы были индуцированы стрептозотоцином (STZ) (60 мг / кг массы тела) (DM), диабетические крысы, обработанные куркумином (DMC) (200 мг / кг массы тела). После 8 недель экспериментов изменения микроциркуляторного русла хориоидеи крысы изучали методом литья под коррозией сосудов с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM).


    Полученные результаты:

    Отмечены патология и деструкция сосудистого русла сосудистой оболочки у больных СД, что выявило уменьшение и уменьшение размеров крупных и мелких кровеносных сосудов по сравнению с контрольной группой; длинные задние цилиарные артерии (LPCA) (C = 113,70 +/- 1,38, DM = 83,53 +/- 2,70, DMC = 109,64 +/- 3,41 мкм), сосудистые артерии (C = 94,97 +/- 2,79, DM = 59,36 + / — 2,61, DMC = 80.31 +/- 3,73 мкм), вихревые вены (C = 74,11 +/- 3,24, DM = 46,71 +/- 2,56, DMC = 64,66 +/- 3,60 мкм) и Choriocapillaris (хориоидальные капилляры) (C = 13,61 +/- 0,62, DM = 4,46 +/- 0,24, DMC = 9,96 +/- 0,70 мкм) соответственно. В группе DM LPCA и сосудистые артерии были извилистыми и сморщивались. Вихревые жилки сузились. Choriocapillaris показал патологические характеристики сосудистых поражений, включая усадку, сужение, микроаневризму и слепое окончание. Удивительно, что микрососудистая сеть сосудистой оболочки глаза в группе, получавшей куркумин, превратилась в регенерирующие и вылеченные состояния со здоровыми и нормальными характеристиками.


    Заключение:

    Эффективность лечения куркумином благотворно восстановила и регенерировала повторное развитие микрососудистых осложнений сосудистой оболочки глаза в 8-недельных экспериментах. Возможное лечение куркумином при диабете убедительно продемонстрировало терапевтические последствия в улучшении и восстановлении сосудов сосудистой оболочки глаза при патологии глаз у диабетических крыс.

    Экзофтальм (выпученные глаза) — NHS

    Экзофтальм, также известный как проптоз, — это медицинский термин, обозначающий выпуклые или выступающие глазные яблоки. Он может поражать один или оба глаза и чаще всего вызывается заболеванием щитовидной железы.

    Если у вас экзофтальм, существует небольшой риск сдавливания зрительного нерва (который передает сигналы между глазом и мозгом), что может навсегда повлиять на ваше зрение, если его не лечить быстро.

    Кредит:

    Многие симптомы заболевания щитовидной железы со временем улучшаются, хотя это может занять несколько лет. Есть вероятность, что ваши глаза будут продолжать высовываться, если не будет проведена корректирующая операция.

    У некоторых людей с экзофтальмом остаются долгосрочные проблемы со зрением, например двоение в глазах. Однако необратимая потеря зрения случается редко, если заболевание диагностируется и вылечивается быстро.

    Когда обращаться за медицинской помощью

    Обратитесь к терапевту или оптику, если вы заметили, что один или оба ваших глаза выпячиваются.

    Важно определить причину, поскольку лечение часто оказывается более эффективным, если его начать как можно раньше.

    При необходимости терапевт или оптик может направить вас к окулисту (офтальмологу) для дальнейшего обследования.

    Диагностика экзофтальма

    Если вас направят к окулисту (офтальмологу), они могут:

    • проверьте, насколько хорошо вы можете двигать глазами
    • используйте инструмент, называемый экзофтальмометром, чтобы измерить, насколько далеко выступает ваше глазное яблоко.
    • организовать компьютерную томографию или магнитно-резонансную томографию
    • организовать анализ крови, чтобы проверить, насколько хорошо работает ваша щитовидная железа

    Вас могут направить к врачу, специализирующемуся на состояниях, влияющих на железы и гормоны (эндокринолог), если у вас будет выявлено отклонение уровня гормонов щитовидной железы.

    Причины экзофтальма

    Одной из основных причин экзофтальма в Великобритании является заболевание щитовидной железы глаз, также известное как офтальмопатия Грейвса.

    Офтальмопатия Грейвса поражает примерно 1 из каждых 3 человек с повышенной активностью щитовидной железы (гипертиреоз), вызванной болезнью Грейвса. Чаще встречается у курящих женщин и людей.

    Болезнь Грейвса — это аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система по ошибке атакует здоровые ткани.

    При заболевании щитовидной железы глаза иммунная система атакует мышцы и жировые ткани вокруг глаза и позади него, вызывая их опухание.

    Заболевание щитовидной железы глаз также может иногда поражать людей с недостаточной активностью щитовидной железы (гипотиреоз) и, в редких случаях, людей с нормальной функцией щитовидной железы.

    Другие причины

    Экзофтальм может иметь и другие причины, но обычно они встречаются реже.

    Другие причины экзофтальма могут включать:

    • травма глаза
    • кровотечение за глазами
    • кровеносные сосуды неправильной формы за глазами
    • Инфекция ткани глазницы
    • раковые опухоли, например, вызванные нейробластомой и некоторыми саркомами мягких тканей

    В редких случаях экзофтальм также может поражать новорожденных.

    Лечение экзофтальма

    Если экзофтальм вызван заболеванием щитовидной железы глаз, часто помогают следующие методы лечения:

    • лекарство для коррекции уровня гормонов щитовидной железы в крови. Это не обязательно улучшит проблемы с глазами, но может остановить их ухудшение
    • инъекций стероидов в вену (внутривенно) — это может помочь уменьшить воспаление, связанное с этим заболеванием
    • Корректирующая операция — это может быть сделано для улучшения внешнего вида ваших глаз, когда воспаление находится под контролем

    Другие полезные методы лечения включают использование глазных капель для уменьшения сухости и раздражения глаз и ношение специальных линз для исправления двоения в глазах.Также может помочь отказ от курения.

    В других случаях лечение будет зависеть от причины. Например, лучевая терапия, химиотерапия и / или хирургическое вмешательство могут быть рекомендованы, если экзофтальм вызван опухолью.

    Узнайте больше о лечении экзофтальма.

    Осложнения экзофтальма

    В зависимости от того, что вызывает выпученные глаза, у вас могут быть и другие сопутствующие симптомы. Например, если экзофтальм вызван заболеванием щитовидной железы глаз, ваши глаза также могут быть:

    • воспаленный, красный и болезненный
    • сухой и «песчаный»
    • слезливые
    • светобоязнь (светобоязнь)

    Вы также можете испытывать двоение в глазах.

    Если у вас сильный экзофтальм, возможно, вы не сможете должным образом закрыть глаза. Это может повредить прозрачную ткань, покрывающую переднюю часть глаз (роговицу), из-за ее высыхания.

    Если ваша роговица станет очень сухой, может развиться инфекция или язвы. Если их не лечить, они могут повредить зрение.

    Последняя проверка страницы: 29 октября 2019 г.
    Срок следующей проверки: 29 октября 2022 г.

    Биометрическое распознавание через особенности текстуры траекторий движения глаз в задаче визуального поиска

    Образец цитирования: Li C, Xue J, Quan C, Yue J, Zhang C (2018) Биометрическое распознавание через особенности текстуры траекторий движения глаз в визуальном поисковая задача.PLoS ONE 13 (4):
    e0194475.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194475

    Редактор: А. Ленин Фред, Инженерно-технологический колледж Мар Эфраем, ИНДИЯ

    Поступила: 29 октября 2017 г .; Одобрена: 5 марта 2018 г .; Опубликован: 4 апреля 2018 г.

    Авторские права: © 2018 Li et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

    Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

    Финансирование: Авторы не получали специального финансирования на эту работу.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

    Введение

    Биометрия — это технология идентификации человека на основе физических или поведенческих характеристик человека [1]. Физические характеристики, включая отпечатки пальцев [2], радужную оболочку [3], сетчатку глаза [4], лицо [5], геометрию руки [6], отпечаток ладони [7] и т. Д., связаны с местной формой тела. Значения этих характеристик точны и стабильны в течение длительного времени или в течение всего срока службы. Следовательно, подходы к идентификации, основанные на этих характеристиках, обеспечивают более высокую скорость идентификации и имеют более широкий спектр приложений, например, для служб безопасности, систем аутентификации и устройств общего пользования. Тем не менее, стабильность этих свойств также упрощает их создание с использованием современных технологических достижений [8, 9].Кроме того, эти характеристики не могут гарантировать, что идентифицированный объект является живым человеком. Это означает, что преступникам просто нужна часть тела владельца собственности, чтобы получить доступ, что приводит к более высокой вероятности нанесения ущерба владельцу. Принимая во внимание эти недостатки физической биометрии, необходимо разработать второй класс биологических характеристик, основанный на поведении человека, включая письмо от руки [10], нажатие клавиш [11], голос [12], походку [13] и т. Д. характеристики включают как поведенческие (основанные на мозге), так и физические (основанные на мышцах) аспекты человека.Из-за сложности моделирования человеческого мозга с учетом современных технологий, имитировать такую ​​информацию непросто. С другой стороны, это может гарантировать, что идентифицированный объект является живым человеком, а не частью «тела». Однако значения признаков этого класса характеристик, скорее всего, будут колебаться в пределах определенного диапазона, а не иметь точное значение, что приведет к относительно более низкой скорости идентификации. Одним из решений этой проблемы является разработка технологии мультибиометрической идентификации [14], которая может объединить эти два класса биометрических методов и избежать их недостатков.

    Как одно из наиболее важных человеческих форм поведения, движение глаз не становилось кандидатом на биометрические характеристики до 2004 года, хотя оно сыграло важную роль в исследованиях зрительного восприятия [15–17]. Движение глаз, в значительной степени зависящее от неврологического контроля и свойств экстраокулярных мышц человека [18], является важным поведением человека при взаимодействии с внешним миром. Использование параметров движения глаз в качестве биометрии дает некоторые преимущества. Во-первых, свойство поведенческой биометрии, сочетающей физиологические и неврологические характеристики человека, делает невозможным подделку этих параметров.Во-вторых, сбор данных о движении глаз более надежен и удобен благодаря быстрому развитию технологии отслеживания движения глаз [19]. Более того, взаимодействие с портативными устройствами (например, Google Glass, ноутбуками, планшетами и устройствами виртуальной реальности), которые включают в себя функции обнаружения взгляда на основе глаз, станет нормальным явлением в ближайшем будущем, что сделает этот биометрический подход гораздо более повсеместным. В-третьих, по сравнению с другими поведенческими биометрическими данными, биометрия движения глаз может быть легко объединена с другими биометрическими методами, например, с другими биометрическими методами.g., использующие радужную оболочку, сетчатку и лицо, которые также извлекаются из области лица. Наконец, возможность ненавязчивого сбора данных делает его целым процессом идентификации, а не аутентификации с самого начала.

    Сопутствующие работы

    Некоторые важные работы, сыгравшие важную роль в биометрическом развитии движений глаз, кратко представлены и обсуждаются в следующем разделе.

    О жизнеспособности движения глаз как биометрического индикатора впервые сообщили Каспровски и Обер [20] в 2004 году.Будучи пионером в области биометрии движения глаз, эта работа широко обсуждала вопрос выбора стимуляции. В результате в эксперименте использовалась стимуляция «точки прыжка», а первые 15 кепстральных коэффициентов использовались в качестве идентификационных признаков. Наилучший результат для базы данных из 9 субъектов был достигнут с использованием алгоритма K-ближайшего соседа, что дало средний коэффициент ложного принятия 1,48% и средний коэффициент ложного отклонения 22,59%.

    Киннунен и др. .[21] предложили новую систему аутентификации человека с использованием сигналов движения глаз в 2010 году. Это независимый от задачи метод, который можно использовать в различных биометрических экспериментах по движению глаз независимо от используемой стимуляции. Направления локальных скоростей взглядов, использованные в качестве классификационных признаков, были преобразованы в дискретную функцию вероятности масс и моделировались методом GMM-UBM. Достигнута точность около 30% EER, что демонстрирует, что в движениях глаз есть индивидуальная информация, которую можно смоделировать.

    Соревнования по проверке и идентификации движений глаз проводились трижды с 2012 года. Первый конкурс [22], проведенный в 2012 году, предоставил два типа наборов данных: неоткалиброванные и откалиброванные. Большинство участников рассматривали данные о движении глаз как последовательность чисел и использовали общие алгоритмы обработки сигналов и интеллектуального анализа данных для извлечения признаков. Результаты эксперимента показали, что в неоткалиброванных наборах данных может быть какой-то уникальный шум, вносимый множеством индивидуальных параметров, связанных с субъектом.В результате была достигнута гораздо более высокая точность идентификации с неоткалиброванными наборами данных. Соответственно, калибровка оборудования является важной частью идентификации движения глаз. Второе соревнование [23], проведенное в 2014 году, предоставило некоторую общую основу для биометрии движения глаз. Результаты эксперимента показали, что не было никакой корреляции между скоростью распознавания и длиной выборки, знакомостью изображения или самим наблюдаемым изображением. Однако была обнаружена значительная корреляция между частотой и идентификацией субъекта, что может повлиять на лучшее качество данных.Результаты конкурса также показали, что временной интервал между записями образцов оказал значительное влияние на скорость идентификации и что необходимо проделать большую работу, чтобы биометрия движения глаз стала простой, быстрой и надежной. Третье соревнование [24], проведенное в 2015 году, предоставило четыре разных набора данных, чтобы участники могли протестировать свой алгоритм для разных параметров, а именно, для разных визуальных стимулов и разных временных интервалов между записями. Лучший результат, достигнутый Анджит Джордж и проф.У Ауробинды Рутрей общий рейтинг IR составил 95,8%, который был снижен до 70,1% в случае нескольких немаркированных записей на одного субъекта. Результаты конкурса показали, что старение шаблона больше влияет на точность распознавания, чем тип визуального стимула. По сравнению с коэффициентами идентификации, основанными на «краткосрочном» наборе данных, для показателей, основанных на «долгосрочных» наборах данных, наблюдалась потеря производительности от 0,4% до 29,4% (M = 13,6%, STD = 10,1%). Для топ-3 методов эта потеря составила от 9,5% до 29.4% (M = 20,2%, STD = 10,0%). Показатели идентификации на основе стимулов TEX были немного выше, чем показатели, основанные на стимулах RAN, а абсолютные различия составляли от 0% до 18,9% (M = 4,9%, STD = 4,9%).

    Комогорцев и др. . [25] провели большое количество исследований по биометрии движения глаз. Биометрия сложных паттернов движения глаз (CEM-B) была впервые предложена в 2011 году [26] и расширена в 2013 году [27, 28]. Ряд биометрических характеристик на основе пути сканирования был извлечен из записей движения глаз, включая количество фиксаций, среднюю продолжительность фиксации, средние амплитуды саккад, средние скорости саккад и т. Д.EER 16,5% и уровень идентификации 82,6% был получен в эксперименте по чтению текста на 32 участниках. Также оценивалось влияние спецификации отслеживания взгляда и предъявления стимула на биометрическую жизнеспособность этой модели. Результаты эксперимента показали, что оборудование для отслеживания движения глаз должно обеспечивать пространственную точность не менее 0,5 ° и временное разрешение 250 Гц для биометрических целей, в то время как стимул мало влияет на биометрические параметры движения глаз. В 2014 году они представили новую биометрическую модель движения глаз [29, 30], основанную на карте плотности фиксации (FDM), которая представляет собой вероятностное представление пространственных и временных характеристик, связанных с фиксацией глаз.Наилучшая равная частота ошибок 10,8% и частота идентификации 1-го ранга 51% были достигнуты в эксперименте с динамическими визуальными стимулами для 200 участников. Кроме того, эта модель также показала большую надежность, чем сопоставимые методы, по частотам выборки. Кроме того, Akram и Marc [31] также предложили аналогичный метод, основанный на особенностях фиксации, признаках саккад, особенностях реакции зрачков и особенностях пространственного чтения во время чтения, и результаты, которых они достигли, имели общую точность 95.31% и средний EER 2,03%.

    В 2016 году Андрей и Елена предложили метод биометрической идентификации движения глаз, основанный на данных низкочастотного движения глаз. фрагменты с саккадами. Их результаты показали, что самый низкий уровень ошибок, полученный для алгоритма парного сравнения, составил 15,44% даже с данными низкочастотного движения глаз 30 Гц. Таким образом, в этой статье предлагается более практичный биометрический алгоритм движения глаз по сравнению с предыдущими исследованиями.

    Мотивация и гипотеза

    Хотя биометрические технологии, основанные на движении глаз, значительно улучшились за последнее десятилетие, еще предстоит проделать большую работу, чтобы сделать их более практичными. Биометрическая модель движения глаз состоит из трех основных частей: сбор данных, извлечение признаков и методы, используемые для проверки и идентификации признаков.

    Оборудование для отслеживания движения глаз и визуальный стимул — два важных фактора при сборе данных о движениях глаз.Временное разрешение и пространственная точность оборудования для отслеживания движения глаз определяют качество сигналов движения глаз. В результате высокоточное оборудование для отслеживания движения глаз будет способствовать биометрии движения глаз. Однако из-за ограничений некоторых сценариев особого использования не всегда могут быть гарантированы высокоточные данные о движении глаз. Следовательно, временная и пространственная устойчивость, которая будет подробно проанализирована в этой статье, также очень важна для биометрии движения глаз. Визуальный стимул имеет решающее значение для биометрии движения глаз, поскольку он определяет богатство индивидуальных характеристик, переносимых траекториями движения глаз.Будучи пионером в области биометрической биометрии движения глаз, Каспровски и Обер [20] провели подробный анализ выбора стимуляции и предложили каждый раз представлять разные стимуляции, одновременно делая их как можно более похожими, чтобы извлекать одно и то же движение глаз. характеристики и избежать эффекта обучения. Основываясь на предыдущих исследованиях, визуальные задачи обычно делятся на две категории: визуальные задачи с ограничением движения глаз (например, «точка прыжка» [20], перемещение мячей [34]) и визуальные задачи со свободой воли (например, «точка прыжка» [20], перемещение мячей [34]).ж., видеоклипы [21], текст [26], изображение лица [35]). Характеристики движения глаз стимула, ограниченного движением глаз, в основном отражают свойства глазодвигательного растения, поскольку когнитивные стратегии мозга ограничиваются стимулом. В обычной визуальной задаче со свободной волей время реакции участника будет уменьшаться при увеличении времени, в течение которого участник наблюдает один и тот же стимул, что известно как «эффект обучения» [36]. С другой стороны, для практического метода биометрической идентификации время распознавания должно быть как можно короче.Таким образом, время предъявления визуального стимула не должно быть слишком большим. Однако, чтобы получить достаточно многомерной и идиосинкразической информации о движении глаз, визуальный стимул не должен быть слишком простым. Учитывая все эти факторы, в этой статье для биометрического распознавания движения глаз была применена хорошо разработанная задача визуального поиска, которая имеет тот же шаблон и достаточно сложный контент.

    Что касается компонента извлечения признаков, то в биометрии движения глаз обычно используются три вида признаков: особенности анализа временных рядов [37] (e.g., частотные особенности [20]), особенности, связанные с фиксацией и саккадой [26–28], и особенности на основе графиков (например, точки фиксации на плоскости [38], а также карты плотности фиксации [29]). Различные особенности, представляющие разные характеристики движения глаз человека, могут привести к биометрическому методу движения глаз, который по-разному работает в течение длительного интервала времени, страдает низким временным разрешением или имеет низкую пространственную точность — о таком открытии еще не сообщалось. В этой статье мы использовали особенности текстуры траекторий движения глаз, извлеченные с помощью метода многоканального вейвлет-преобразования Габора (GWT), для биометрического распознавания, которое представляет собой новый вид графической функции движения глаз.Траектория движения глаз, построенная на основе необработанных данных взгляда, представляет собой представление результатов обработки информации субъектами для конкретного зрительного стимула и может в некоторой степени отражать физиологические характеристики глазодвигательных растений и нейрокогнитивных процессов субъекта. В результате на траекториях движения глаз могут быть какие-то уникальные символы. Многоканальное вейвлет-преобразование Габора выбрано для извлечения признаков текстуры из-за его пространственной локальности и свойств ориентации-селективности, которые аналогичны зрительной системе человека [39–42].Многоканальные вейвлеты Габора широко используются для распознавания биометрических признаков, таких как распознавание лиц [40, 43, 44] и идентификация почерка [45, 46]. Траектория движения глаз очень похожа на почерк с точки зрения текстурных особенностей, поскольку оба имеют разные характеристики направления и частоты для разных людей. Таким образом, в этой статье было исследовано применение свойств текстуры в биометрии движения глаз, и их эффективность сравнивалась с тремя другими характеристиками движения глаз (Local Velocity Direction (LVD) [21], Fixation Density Map (FDM) [29], Complex). Образец движения глаз (CEM) биометрический [27]) в различных отношениях.

    Методы проверки и идентификации признаков, которые были хорошо изучены в других биометрических исследованиях, не будут подробно анализироваться в этой статье.

    Результаты

    В разделе результатов были использованы два вида наборов данных для демонстрации биометрических результатов нашего метода, а именно, краткосрочный набор данных (STset) и долгосрочный интервальный набор данных (LTset). Краткосрочный набор данных был получен путем случайного разделения выборки данных trial1 на обучающие и тестовые наборы в определенной пропорции (70% -30%).Долгосрочный набор данных был получен с использованием выборок данных trial1 в качестве обучающего набора и пробных выборок данных2 в качестве тестового набора, которые были более крупными наборами по сравнению с наборами ST. Для каждого участника 6 тестовых зондов и 20 обучающих зондов — среднее значение определенного количества векторов признаков — были сгенерированы из тестового и обучающего наборов, соответственно, с использованием метода выборки без замены. В результате для каждого из этих четырех биометрических методов движения глаз в сумме имеется (58 × 6) × 58 оценок соответствия. Следующие ниже результаты были усреднены по 10 случайным разбиениям.

    Визуальная оценка поисковой задачи

    Время реакции участников оказывает важное влияние на значения характеристик некоторых биометрических методов движения глаз (например, GFT, FDM и CEM), поскольку эти характеристики тесно связаны с количеством фиксаций и саккад. Как показано на рис. 4A, время реакции участников не сильно колеблется в течение коротких интервалов или периода времени, что указывает на то, что навыки участников в этой задаче визуального поиска остаются стабильными после некоторых упражнений.Эти данные также подтверждают правильность нашей гипотезы об обучающем эффекте нашей задачи визуального поиска, что может в значительной степени способствовать биометрическому распознаванию движения глаз. Кроме того, были рассчитаны и оценены показатели точности участников (AR) (рис. 4B), которые можно использовать в качестве объективной меры выполнения задачи, чтобы исключить траектории движения глаз участников, не прилагающих усилий. Хотя AR некоторых участников в некоторых тестах были довольно низкими по сравнению с другими AR, они все же были намного выше, чем случайные AR (1/5 = 20%), что указывает на то, что данные о движении глаз этих участников все еще действительны при менее строгом критерии. .

    Результаты оптимизации параметров

    В нашем методе GWT было два важных параметра: а именно, количество выборок траектории движения глаза на зонд (NoET: 2 4 8 16) и пикселей изображения одной выборки траектории движения глаза (pixET: 64 × 64, 128 × 128 , 256 × 256 пикселей), построенные с помощью программ MATLAB.

    Хотя значения характеристик, извлеченные из этих траекторий, не были одинаковыми, но принадлежали одной и той же модели распределения, связанной с конкретным участником.Для увеличения скорости идентификации векторы признаков, используемые в процедуре распознавания, представляли собой средние значения более чем одного вектора признаков текстуры траекторий движения глаз. Поскольку дисперсия выборочного среднего обратно пропорциональна номеру выборки n (), значения вектора будут более стабильными с увеличением количества выборок, содержащихся в одном зонде. Таким образом, производительность биометрического метода будет улучшена за счет увеличения NoET. Однако более высокий уровень NoET также увеличит время, затрачиваемое на сбор данных одного зондирования.PixET имеет большое влияние на то, сколько подробной информации может нести изображение зонда, которое будет извлекаться вейвлетами Габора и использоваться для биометрической идентификации. Чем больше pixET, тем более подробную текстурную информацию может нести зондированное изображение. Кроме того, это может иметь большое влияние на скорость идентификации. В результате должна быть рассчитана соответствующая комбинация этих двух параметров, чтобы получить лучший результат в практических приложениях.

    Результаты EER (рис. 5) нашего метода GWT показывают, что значения EER отрицательно связаны с NoET и pixET на рис. 5A.EER также отрицательно связаны с NoET на рис. 5B, но отрицательно связаны с pixET в определенной области. Эти результаты показывают, что векторы признаков становятся более стабильными и различимыми с увеличением количества данных о движениях глаз, взятых из одного зондирующего изображения. Однако более подробная информация не обязательно была лучше для данных LTset, потому что некоторая подробная информация, которая была полезна для биометрической проверки в данных STset, была неустойчивой, поэтому она не могла способствовать повышению показателей биометрической проверки в данных LTset в такой степени, как это было в STset.Чтобы добиться лучших результатов в практических приложениях, для pixET необходимо установить значение 128 × 128, а значение NoET должно быть как можно больше. Однако, учитывая требования по времени и улучшения результатов для гораздо большего NoET, NoET будет установлено значение 9 в качестве компромиссного результата.

    Сценарий проверки

    Уровень ложных срабатываний (FPR) определяется как доля, при которой субъект-самозванец неправильно принимается биометрической системой. Уровень ложноотрицательных результатов (FNR) — это доля, при которой подлинный объект ошибочно отклоняется биометрической системой.Наконец, равная частота ошибок (EER) — это пропорция, при которой FPR и FNR равны. Кривая компромисса ошибок обнаружения (DET) отображает FNR на оси y против соответствующего FPR на оси x. Кривые EER и DET обычно используются для оценки производительности системы проверки, которая обычно описывается как система сопоставления 1 к 1, поскольку она пытается сопоставить биометрические данные, представленные человеком, с конкретными уже зарегистрированными биометрическими данными.

    Кривые компенсации ошибок обнаружения (DET) (рис. 6) отображают результаты нашего метода GWT с параметром pixET, установленным на 128 × 128, а соответствующие EER перечислены в таблице 1.EER 0,89%, что является относительно высоким значением для аналогичных биометрических документов по движению глаз, был достигнут на STset с выбранными параметрами, что NoET равно 9, а pixET равно 128 × 128. Однако все EER увеличены на LTset на 74,25%, 132,23%, 370,16% и 1074,93%, что демонстрирует, что временной интервал также оказывает значительное влияние на биометрические результаты движения глаз.

    Сценарий идентификации

    В отличие от систем проверки, система идентификации обычно описывается как система сопоставления от 1 до n, где n — общее число в базе данных.Кривая IR и CMC Rank-1 обычно используются в качестве показателей оценки эффективности систем идентификации. Коэффициент идентификации k-го ранга (IR) — это доля случаев, в которых оценка соответствия подлинного субъекта находится в пределах k лучших совпадений. Кривая совокупной характеристики соответствия (CMC) отображает IR ранга k на оси y в сравнении с рангом k на оси x.

    На рис. 7 показаны кривые совокупной характеристики совпадения (CMC) нашего метода GWT на основе различных наборов данных (a. STset, b. LTset) с параметром pixET, установленным на 128 × 128, и соответствующие rank1-IR перечислены в таблице 1. .Существует отрицательная корреляция между IR ранга-1 и EER, то есть биометрические методы, которые имеют меньшие EER, всегда получают более высокие IR ранга-1. IR ранга 1 нашего метода GWT также были очень хорошими, учитывая, что случайный IR ранга 1 составляет 1,72% (1/58). По сравнению с IR ранга 1 STset, потери LTset IR ранга 1 также были очень большими: 42,50%, 40,65%, 30,96% и 31,44%.

    Результаты других биометрических методов.

    В этом разделе на наших наборах данных были протестированы три других биометрических метода движения глаз.Эти методы были выбраны на основе их методов извлечения признаков и пригодности для наших наборов данных. В методе LVD и методе FDM используются графические функции для биометрической идентификации движения глаз, а в методе CEM используются функции на основе фиксации и саккады для биометрической идентификации движения глаз. Функции анализа временных рядов обычно используются в задачах с ограничением движения глаз, которые не оценивались в этом разделе. Результаты были рассчитаны с использованием другого размера зонда (NoET) и разных наборов данных временного интервала (STset и LTset).

    Результаты метода локальных характеристик направления скорости (метод LVD).

    Этот биометрический метод движения глаз был предложен Киннуненом и др. . [21] в 2010 году. Как независимый от задачи метод аутентификации человека, его можно легко применить к нашим наборам данных. В исходной статье для этих параметров был проведен оптимизационный анализ, который оказал важное влияние на биометрические результаты, включая параметры функций и параметры обучения GMM-UBM (универсальная фоновая модель гауссовской модели смеси).Оптимизирующий анализ этого метода не входит в число наших основных проблем в этой статье, и мы просто приняли их предпочтения: ячейки гистограммы направления локальной скорости были установлены на 27, количество гауссианов GMM-UBM было установлено на 16 и коэффициент релевантности r, используемый при создании зависимых от пользователя адаптированных моделей гауссовой смеси, был установлен на 16. В качестве одного из параметров функции при оценке результатов учитывалась длина окна, соответствующая NoET в нашем методе. Лучшим результатом, достигнутым в исходной статье, был EER 30% для 17 участников.

    Рис. 8, Рис. 9 и Таблица 2 показывают результаты применения метода LVD к нашим наборам данных. Производительность этого биометрического метода также была улучшена с увеличением NoET. Однако, когда NoET увеличился до 16, его производительность не улучшилась так значительно, как это было, когда NoET увеличилось до 9. Можно предположить, что биометрические характеристики могут быть улучшены с увеличением NoET только до того, как оно достигнет предельного значения, и улучшится. скорость уменьшается с увеличением NoET.

    Результаты метода карты плотности фиксации (метод FDM).

    Этот биометрический метод движения глаз был предложен Комогорцевым и др. . [29, 30] в 2014 г. Этот метод использует карту плотности фиксации (FDM) в качестве вектора признаков движения глаз во время проверки динамического зрительного стимула. В исходной статье для сравнения карт плотности фиксации использовались четыре различных показателя сходства (метрика сходства (SIM), коэффициент корреляции Пирсона (PCC), расхождение Кульбака-Лейблера (KLD)) и три метода слияния информации (простое среднее (SM) , взвешенное среднее (WM), отношение правдоподобия (LR)) использовались для сопоставления комбинаций оценок.Наилучшим результатом был равный коэффициент ошибок 10,8% и коэффициент идентификации ранга 1 51% на большом наборе данных, записанном от 200 человек.

    На рис. 10 показаны результаты оценки этих четырех показателей сходства метода FDM, протестированных на наборах ST. В сценарии представления и сравнения результатов мы просто использовали SIM-карту для сравнения карт плотности фиксации из-за ее хорошей производительности в наших наборах данных. При применении метода FDM к нашим наборам данных проблем слияния информации не возникало, потому что картам плотности фиксации любых вопросов в наших наборах данных был присвоен одинаковый вес в соответствующих комбинациях оценок.Рис. 11, Рис. 12 и Таблица 3 показывают результаты метода FDM, который был применен к нашим наборам данных.

    Результаты биометрического метода сложных движений глаз (метод СЕМ).

    Этот биометрический метод движения глаз был предложен Холландом и Комогорцевым [27, 28] в 2013 году. Для этого метода извлекаются примитивные признаки движения глаз, основанные на фиксации и саккадах для биометрической идентификации движения глаз. Некоторые детали этого метода были подробно описаны в разделе «Сопутствующие работы».Наилучшим результатом [27] была равная частота ошибок 31% и частота идентификации Rank-1 53% для наборов данных, собранных с помощью простой шаблонной задачи, взятой из 200 субъектов. В другой статье лучший результат [28] был равен 16,5% и коэффициенту идентификации Rank-1 82,6% на основе 32 испытуемых.

    В этой статье мы следовали инструкциям в исходной статье, чтобы применить метод CEM к нашим наборам данных. Весовые векторы метода CEM были сначала рассчитаны с независимым тестированием и разделением обучающих данных.В случае STset наборы данных Trial1 также были случайным образом разделены на тестовые и обучающие наборы данных с определенной долей (70% -30%). В случае LTset наборы данных Trial1 и Trial2 использовались в качестве обучающих и тестовых наборов данных соответственно. Затем были вычислены весовые векторы для этих двух случаев. Рис. 13, Рис. 14 и Таблица 4 показывают результаты метода CEM применительно к нашим наборам данных. Результаты были лучше, чем по сравнению с результатами в исходной статье, хотя и уступали результатам LVD и FDM.

    Обсуждение и дальнейшие исследования

    Вклад серого изображения траекторий движения глаз в биометрическое распознавание

    Особенности текстуры были извлечены из серого изображения траекторий движения глаз (GI). Любой связанный с устройством или человеком шум на сером изображении влияет на результаты биометрического распознавания для метода GWT. Более того, следует оценить вклад, чтобы подтвердить, что особенности текстуры, а не «шум», являются своего рода биологическим признаком.Значения среднего и стандартного отклонения (характеристики GI) были извлечены из серого изображения траекторий движения глаз, как и функции GWT. Классификаторы SVM также использовались для распознавания образов. Рис. 15, Рис. 16 и Таблица 5 иллюстрируют, что признаки GI мало влияли на биометрическое распознавание движения глаз, что подтверждает, что особенности текстуры являются классом биометрических признаков движения глаз.

    Влияние стимула на биометрическую жизнеспособность движений глаз

    Эффекты стимулов на биометрическую жизнеспособность движений глаз были оценены Холландом и Комогорцевым в 2013 г. [27].Результаты показывают, что стимул мало повлиял на биометрическую жизнеспособность. Однако такой вывод был сделан только на основании одного класса функций движения глаз, который может быть неприменим к другим типам функций. Учитывая время, необходимое для сбора данных о движениях глаз, результаты этой статьи отражают биометрические результаты, достигнутые с NoET, установленным на 9, вместо лучших результатов, достигнутых с NoET, установленным на 16. В таблице 6 показаны результаты сравнения этих трех биометрических методов движения глаз на основе разные раздражители.Оказалось, что эффективность метода LVD была значительно улучшена. Согласно результатам исходной статьи [29], количество субъектов не влияет на EER в той степени, в которой оно влияет на рейтинг-1 IR. Следовательно, можно сказать, что производительность метода FDM также в некоторой степени улучшена. Учитывая влияние количества участников, биометрические результаты метода CEM для различных стимулов также были значительно улучшены. В заключение, задача визуального поиска, предложенная в этой статье, может улучшить производительность некоторых биометрических методов движения глаз по сравнению с обычными визуальными задачами.

    Влияние старения на различные методы извлечения признаков для биометрического распознавания движения глаз

    В Таблице 7 показаны результаты различных методов, которые также были достигнуты при установке NoET на 9. Есть несколько отчетов [24] о влиянии старения шаблона на результирующую точность распознавания. В этой статье влияние старения шаблона на различные методы также оценивалось с помощью разницы значений результатов STset и результатов LTset. В таблице 7 лучшие результаты выделены жирным шрифтом, а худшие результаты подчеркнуты.Подводя итог, можно сказать, что метод GWT работал лучше всего в большинстве случаев, за исключением сценария идентификации на STset. Хотя мы не можем сделать вывод о том, что особенности текстуры лучше всего подходят для биометрического распознавания движения глаз, этого достаточно, чтобы доказать, что особенности текстуры являются одними из самых многообещающих биометрических характеристик движения глаз. Значения DIF указывают на то, что эффекты старения оказывают большое влияние на все четыре этих биометрических метода движения глаз, особенно на LVD, что является неотъемлемой слабостью для всех биометрических характеристик поведения (например,г., почерк, динамика нажатия клавиш, походка и голос). Тем не менее, метод GWT показал лучшие результаты в отношении долгосрочной стабильности по сравнению с другими биометрическими характеристиками движения глаз. Это связано с тем, что для биометрического распознавания движения глаз используются как макро, так и специфические функции, которые могут быть получены с помощью вейвлет-преобразования Габора с разными частотами.

    Испытания на временную и пространственную устойчивость

    Временная устойчивость и пространственная устойчивость метода CEM были протестированы Холландом и Комогорцевым [27], которые не тестируются в этой статье.Их результаты показали, что оборудование для отслеживания движения глаз должно обеспечивать пространственную точность не менее 0,5 ° и временное разрешение 250 Гц для биометрических целей. В этой статье были оценены четыре набора данных временного разрешения (300, 150, 75, 30 Гц), которые были сгенерированы путем понижающей дискретизации данных взгляда. На рис. 17, показаны результаты трех других методов с различным временным разрешением. В отличие от метода CEM, метод GWT и метод FDM очень устойчивы во временном разрешении. Однако надежность метода LVD по временному разрешению сильно различается на разных временных интервалах.Для STset производительность ухудшается по мере уменьшения частоты дискретизации; для LTset, однако, производительность улучшается.

    Три набора данных пространственной точности (1 °, 2 °, 3 °), которые были сгенерированы путем добавления нормально распределенного случайного шума к данным взгляда, были оценены в этой статье. На рис. 18, показаны результаты этих трех разных методов для разных наборов данных с пространственной точностью. Можно сделать вывод, что методы GWT и FDM более стабильны, чем методы LVD и CEM по пространственной точности.

    Эти результаты демонстрируют, что метод GWT, предложенный в этой статье, работает так же хорошо, как метод FDM, с низкой временной и пространственной точностью, и оба они являются очень надежными методами. Однако методы CEM и LVD очень чувствительны к временной и пространственной точности. Это связано с тем, что и фильтры фиксаций и саккад, и локальные направления скорости требуют должной высокой временной и пространственной точности. Другими словами, временная и пространственная надежность биометрических методов зависит от их методов извлечения признаков.Кроме того, улучшение производительности метода LVD на LTset с пониженной дискретизацией показывает, что менее подробная информация, содержащаяся в биометрических характеристиках, способствует долгосрочной стабильности поведенческого биометрического метода. Расстояние между кривыми одного цвета также является показателем долговременной стабильности. Очевидно, что долговременная стабильность метода LVD значительно улучшается на данных движения глаз с пониженной дискретизацией.

    Сравнительный анализ результатов слияния на уровне баллов четырех биометрических методов движения глаз

    В общем, биометрические характеристики, извлеченные с использованием различных методов, представляют собой упрощение личных характеристик, содержащихся в движениях глаз различных аспектов.Теоретически метод слияния, сочетающий в себе различные функции, будет работать лучше, чем лучший из всех этих индивидуальных методов. Существует три вида методов слияния: слияние на уровне функций [54], слияние на уровне оценок [55] и слияние на уровне принятия решений. В целом, улучшение этих трех методов уменьшается. Однако особенности движения глаз, извлеченные с помощью этих четырех алгоритмов в этой статье, сильно различаются, и поэтому их нельзя классифицировать одним и тем же методом классификации. В этой статье был выбран метод слияния на уровне баллов.Есть два шага для метода слияния на уровне баллов, то есть стандартизация функций и слияние функций. В этой статье уравнение 2 использовалось для стандартизации признаков, а алгоритм суммирования был использован для объединения признаков, что является очень простым методом объединения для мультибиометрического распознавания.

    (2)

    Результаты в таблице 8 показывают, что биометрические характеристики методов слияния в большинстве случаев улучшаются. Ненормальные результаты, выделенные жирным шрифтом в таблице 8, часто возникают в случаях слияния различных классов функций, т.е.е., функции на основе графиков (GWT и FDM) и функции на основе фиксации и саккады (LVD и CEM). Более того, результаты слияния одного и того же класса функций часто показывают большее улучшение, чем различные классы функций, особенно когда один из них имеет относительно более низкие показатели распознавания. Наилучшие результаты, которые были достигнуты при объединении всех четырех этих методов, составили 0,66% EER и 99,79% IR ранга 1 по данным STset и 7,16% EER и 81,20% IR ранга 1 по данным LTset. Рис. 19, и . На рис. 20, показаны кривые DET и CMC результатов слияния на уровне баллов всех этих четырех биометрических методов движения глаз.

    Дальнейшие исследования

    Задача визуального поиска, предложенная в этой статье, действительно улучшила характеристики биометрических методов движения глаз. Однако долгосрочная стабильность остается основной проблемой всех этих методов, хотя слияние этих биометрических методов на уровне баллов может в определенной степени решить эту проблему. По сравнению с физиологическими характеристиками, поведенческие характеристики более подвержены влиянию старения матрицы; К таким характеристикам относятся многие факторы, такие как утомляемость, эффекты обучения и некоторые неконтролируемые случайные факторы, что демонстрирует своего рода неотъемлемый недостаток поведенческих характеристик.Чтобы решить эту проблему, мы можем попытаться обновить задачу движения глаз, улучшить методы извлечения признаков или попробовать другие методы биометрического слияния в будущем.

    По результатам сравнения, новый метод извлечения признаков движения глаз демонстрирует некоторые преимущества в долгосрочной стабильности и надежности с точки зрения временной и пространственной точности. Однако параметры других методов не были оптимизированы, и классификационный подход к этим методам не был принят во внимание. С другой стороны, метод извлечения признаков, предложенный в этой статье, который также является своего рода независимым от задачи методом, не тестировался на других задачах движения глаз.Эти вопросы требуют детального анализа в будущем.

    Биометрический датчик движения глаз разрабатывается более десяти лет. Однако большинство этих исследований проводилось в лабораторных условиях с одним комплектом оборудования для отслеживания движения глаз. Чтобы сделать его более практичным, необходимо также учитывать эффекты оборудования для отслеживания движения глаз с различным временным разрешением и пространственной точностью. То есть наборы данных для обучения движению глаз и наборы данных для тестирования движения глаз должны собираться с помощью различного оборудования для отслеживания движения глаз.

    И, наконец, что очень важно, в отношении всего поведенческого биометрического распознавания очень важно разработать независимый от задачи биометрический метод. Некоторые методы могут очень хорошо работать с одним и тем же набором данных задачи (например, произносить одни и те же слова, писать одни и те же символы, печатать один и тот же абзац и ходить по плоскому полу), но они не могут применяться к разным наборам данных задач, что является существенным ограничение для реального развертывания. Хотя существуют некоторые независимые от задачи методы извлечения признаков для биометрического распознавания движения глаз, ни один из них не зависит от задачи.Это важная проблема биометрического распознавания движения глаз, которую необходимо решить в будущих исследованиях.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *