本文内容如下e-collection /主题问题:

生物医学工程观点(8) JMIR主题:2019冠状病毒病特刊(2018) 卫生及预防感染(237) 传染病(非性传播疾病/性传播疾病)(1203) 疫情和大流行病的防范和管理(1404年) 主题:新型冠状病毒(COVID-19)疫情快速报告(1301)

发表在在5卷第一名(2020): Jan-Dec

本文的预印本(早期版本)可在https://preprints.www.mybigtv.com/preprint/19623，首次出版．
指纹生物识别系统卫生与COVID-19传播风险

指纹生物识别系统卫生与COVID-19传播风险

指纹生物识别系统卫生与COVID-19传播风险

本文作者:

肯尼斯·Okereafor1 作者Orcid图片； Iniobong Ekong2 作者Orcid图片； Ini Okon Markson3. 作者Orcid图片； 金斯利Enwere1 作者Orcid图片
文章 作者 引用自(2) Tweetations (3) 指标

    的观点

    1国家健康保险计划信息和通信技术部，尼日利亚阿布贾

    2联邦首都地区卫生和公共服务秘书处卫生规划、研究和统计部，尼日利亚阿布贾

    3.福音教会赢得一切(ECWA)综合医疗中心，尼日利亚阿布贾卡鲁

    *所有作者贡献相同

    通讯作者:

    Kenneth Okereafor, HND, PGD, BSc, MSc, PhD, PhD

    信息与通信技术系“，

    国家健康保险计划

    NHIS数据中心

    阿布贾

    尼日利亚

    电话:234 8023148494

    电子邮件:nitelken@yahoo.com


    生物识别系统使用扫描仪通过测量人的行为或生理特征的模式来验证人的身份。一些生物识别系统是非接触式的，不需要直接接触来执行这些测量;其他的，如指纹验证系统，要求用户在指定的时间内与扫描仪进行直接的物理接触，以便正确读取和测量用户的生物特征模式。这可能会增加有害微生物病原体污染的可能性，或增加后续使用者对食物和水的交叉污染。身体接触还会增加有害微生物病原体接种进入呼吸道的可能性，从而引发传染病。基于这一观点，我们建立了基于触摸的指纹生物识别设备传播传染病的可能性，并讨论了遏制包括COVID-19在内的传染病传播的控制措施。

    JMIR生物医学工程2020;5(1):e19623

    doi: 10.2196/19623

    关键字

    生物识别； 联系； 污染； 冠状病毒； 新型冠状病毒肺炎； 网络安全； 疾病； 指纹； 卫生； 传染性； 致病源； 扫描仪； 表面； 验证


    指纹识别或识别系统的主要目的是为用户提供可靠的验证，以控制对计算机等资源以及办公室和医院等关键设施的访问。这些系统亦提供有用的数据，以生成有关使用情况统计数字的定期摘要报告[1]，包括设施内的参与者人数、进出频率、停留时间，以及监控、监视和安全管理所需的其他情报。

    尽管指纹扫描仪有很多好处，但由于各种用户在各种可疑的卫生条件下多次接触而造成污染，指纹扫描仪是疾病传播的潜在来源;因此，这些扫描仪有潜在的传播风险。在特定环境下连续使用手指扫描仪可能在传播中发挥更重要的作用，因为手指水分、汗液或油脂沉积在扫描仪表面留下的潜在指纹会污染表面[2］．

    不卫生的拇指可能会留下存活的细菌[3.]，真菌和病毒在表面[4]，从而增加了传播致病细菌的可能性[5]，包括COVID-19，主要通过飞沫和受污染的手或表面传播[6］．


    与其他生物识别装置一样，指纹系统提供了一种安全而简便的验证人类身份的方法[7]使用它们独特的手指属性。这些系统用于各种网络安全和访问控制目的的许多应用程序，如下所示。

    员工考勤系统

    传统工作场所[8]使用指纹生物识别系统识别人员，准许进入办公室，并保存准确的员工出勤记录[1，7，9］．

    软件和电子系统的安全登录访问

    指纹用于控制登入权限[10]电脑、流动电话，以及银行、会计及其他软件应用[11］．

    车门和门禁系统

    越来越多的电子汽车系统采用了基于指纹技术的生物识别门，使司机能够限制、控制和跟踪车辆的使用情况。

    对物理设施的访问控制

    指纹生物识别技术可用于监管进入安全环境的途径[12]，包括机场、医院、体育场馆、教育机构[13，以及购物中心。

    公务员服务的核实

    生物识别系统用于控制公民福利的获取，包括人口统计和患者验证，以防止骗子冒充医疗保健受益人[14］．

    自动柜员机登录安全

    许多自动柜员机(atm)和销售点供应商系统包含嵌入式指纹生物识别登录功能，以提高基于web的金融和银行交易的安全性。

    移民和大使馆核查系统

    生物识别护照[15]载有护照持有人的指纹记录，以符合联合国国际民用航空组织(ICAO) 9303的规定[16机读旅行证件(mrtd)标准。大使馆和高级专员公署还使用自动指纹系统来获取、存储和交换个人资料，以便在边境地区进行签证验证。

    犯罪调查

    执法机构使用自动指纹识别系统(AFISs)管理犯罪调查的指纹数据库。

    图1演示了指纹生物识别系统在商业、工业、商业和政府中的各种应用。

    ‎
    图1。指纹生物识别系统的应用。ATM:自动柜员机;时间和出勤率。
    查看此图

    指纹系统需要用手指直接触碰扫描仪，以提取用户独特的生物特征图像[10］．在上面讨论的每个应用领域中，手指直接接触扫描仪表面是获取用户唯一指纹进行验证、识别和安全访问的强制性操作要求。


    背景及关注事项

    由于其简单、易用和成本效益，指纹系统在身份验证方面的商业应用已经得到广泛应用。虽然这些系统的普及表明了业界的高度认可和用户的接受程度，但它们在各种环境条件下的频繁使用也引起了人们对其卫生安全的严重关注[17]和接触疾病的风险。

    生物识别扫描仪是生物识别系统的组成部分，用于检索生物识别样本的电子等效物以进行唯一测量。身体接触是大多数生物识别扫描仪正常操作程序的一部分。在指纹系统的情况下，用户被要求触摸扫描仪的表面，以提供生物特征样本;拇指必须直接以某种方式放置一段时间，以获得可靠的测量结果。

    在检测和获取手指图案的电解释的过程中，指尖的结构(由脊、谷和沟组成)被扫描[18，19］．用拇指直接接触扫描仪表面可能会导致粒子交换;这可能会增加获得或沉积有害微生物的机会，包括可以传播细菌、真菌和病毒传染病的病原体，可能包括新型COVID-19。

    每次连续使用指纹扫描器后，这些细菌可能积聚成沉积物，导致指纹扫描器表面受到污染[4］．根据Kramer和Assadian的说法[20.]，被污染的表面可以成为手接触后交叉传播的重要载体，在频繁使用的情况下，污染会更快发生。这在医疗环境中尤其常见，在医疗环境中，受污染的表面在医院获得性感染(也称为医院感染)的传播中也起着重要作用[4］．

    由于指纹扫描仪表面具有保留微生物和细菌的能力，受污染的指纹扫描仪表面可能成为感染的次要宿主，进而通过手或与之接触的物体交叉污染食物或水[21］．

    可能通过指纹扫描仪表面的致病沉积物传播疾病

    微生物，包括病原体[22]，有可能通过携带疾病的物体(污染物)或材料从有生命的来源传播到无生命的环境来源。因此，病原体可以通过接触公共场所的公共表面在人类之间传播[3.]，包括指纹扫描仪的表面，在那里它们可能引发传染病的传播。通过指纹扫描感染传染病被归类为间接传播手段。

    根据所讨论的传染性微生物的不同，如果介质或气溶胶液滴在表面仍然存活，一些病原体只能存活几秒钟或几分钟就会死亡。然而，其他病原体可以在表面上存活，等待潜在的新宿主数小时、数天、数周甚至数月。23];因此，它们仍然是一个持续的传播来源，这取决于使用频率和是否定期进行预防性表面消毒。例如，研究[6，24]表明，导致COVID-19的新型冠状病毒SARS-CoV-2可以在气溶胶中存活和传染性长达数小时，在表面上可以存活和传染性长达数天，这取决于环境温度、湿度和接种量。特别是，较低的环境温度增加了COVID-19病原体的持久性，并进一步延长了其在外部表面的生存能力[6］．

    由于这些原因，在体液中发现并由指尖携带的持久性病原体是指纹扫描仪管理的担忧来源。表1显示了可以沉积在指纹扫描仪上或从指纹扫描仪获得的体液和分泌物的部分列表，以及一些通常相关的致病分离物。

    表1。能引起疾病的体液和分泌物以及一些通常相关的微生物分离物的清单。
    体液/分泌 涉及的致病菌株
    汗水 葡萄球菌物种(25，26]、伊波拉病毒[27),乙肝病毒一个［28］
    眼泪 虽然在儿童眼泪中发现慢性乙肝病毒，但与眼泪的致病关系尚未证实[29］
    唾液 SARS-CoV-2 [30.，31]，线状病毒[32，33]、乙型肝炎病毒[34), HSVb［35),大肠杆菌［36］
    鼻粘液液 SARS-CoV-2 [37]，线状病毒[33),链球菌［38),流感嗜血杆菌［39，40]，副流感[41，42),米拉贝拉卡他的［43),放线菌［44，45),肺炎支原体［46］
    脓 葡萄球菌［26),克雷伯氏菌物种(47-49),假单胞菌物种(50),大肠杆菌［36),普罗透斯物种(51］
    血红蛋白/血 SARS-CoV-2 [52]，线状病毒[33]、乙型肝炎病毒[26，28］
    精液 大肠杆菌［53]、丙型肝炎[54，55]， HSV [56]、SARS-CoV-2 [57，58]、寨卡病毒[59-61),Ureaplasma体［62，63),粪肠球菌［64]、甲型溶血性链球菌[46]，拉沙病毒[65]、马尔堡病毒[66]、伊波拉病毒[66]，基孔肯雅病毒[56］
    阴道拭子 白色念珠菌［67，68),阴道毛滴虫［69),淋病奈瑟氏菌［70，71]、酵母细胞[72]、乙类链球菌[38，46，73),大肠杆菌［74),克雷伯氏菌［48]， HSV [56]，疣子[46］
    尿液 酵母细胞[72]、腺病毒[75]， BK病毒[76，77),裂体吸虫属［78),大肠杆菌［79-81),克雷伯氏菌［48]、寨卡病毒[61]、柯萨奇病毒[82),普罗透斯［43),葡萄球菌saprophyticus［26),白色念珠菌［67］
    粪便 沙门氏菌［83]，副伤寒[41),痢疾阿米巴［84］
    痰 SARS-CoV-2 [85，86),流感嗜血杆菌［39]，副流感[41),大肠杆菌［87),链球菌引起的肺炎［38),放线菌［46］
    鼻拭子 SARS-CoV-2 [30.，31]、寨卡病毒[61),流感嗜血杆菌［39]，副流感[41］
    尿路棉签 衣原体trachomatis［88，89),支原体［90，91]， HSV [92，93),链球菌saprophyticus［38),淋病奈瑟氏菌［46，94),铜绿假单胞菌［95］
    耳蜡 通常是无菌的，但也可能存在酵母细胞[96］
    眼睛分泌物 淋病奈瑟氏菌［97),沙眼衣原体［94]， HSV [98),铜绿假单胞菌［99，One hundred.),金黄色葡萄球菌［101，102］
    呕吐物 病毒性肠胃炎中的诺如病毒[103，104］
    伤口和疮的分泌物 铜绿假单胞菌［105),肠杆菌科［105]、乙型肝炎病毒[28]， HSV [26，51］

    一个乙型肝炎病毒。

    bHSV:单纯疱疹病毒。

    从常见体液和分泌物中分离出的各种致病菌株表1可能会残留在经常接触的表面上;这引起了严重的卫生问题，包括可能传播呼吸道病毒[106］．然而，这些病原体通过受污染的生物特征指纹表面的传播能力需要具体确定。

    指纹扫描仪表面污染的来源

    本质上来说，是鼻腔携带金黄色葡萄球菌他的手被污染了年代球菌，还是谁渗出年代球菌皮肤损伤，如粉刺、疖子、受感染的割伤和烧伤，可能通过接触污染指纹生物识别表面。由血清、纤维蛋白和白细胞组成的透明液体泄漏的暴露损伤也可能通过接触污染表面。甲型肝炎感染潜伏期的人、诺如病毒感染者或接触过沙门氏菌病或霍乱患者排泄物的人，以及肠内携带霍乱病毒的人，也可造成污染志贺氏杆菌物种(4，107-109］．

    其他污染源包括手被生家禽、猪肉、牛肉和其他肉类污染的人沙门氏菌，空肠弯曲杆菌，鼠疫enterocolitica，perfringens梭状芽胞杆菌，年代球菌，大肠杆菌等。

    然而，应当指出的是，任何致病微生物的致病性不仅取决于其从宿主(指纹设备的人类用户)到宿主(指纹设备)和新宿主(该设备的另一用户)的传播能力，还取决于其生存能力[107]在新的宿主中，其破坏宿主免疫系统的能力(传染性)和损害宿主的能力(毒性)[56］．


    设备的使用频率和位置

    由于其功能，指纹扫描仪构成了频繁接触的表面，并被大量的人持续使用。使用扫描仪的人数越多，污染的风险就越高。设备的位置也显著影响污染和疾病传播的可能性;例如，医院环境和微生物学或生物医学实验室的表面更有可能被污染，因为它们接近患者和他们的身体分泌物[19]或样本[20.]，发生院内感染的可能性很高。

    使用者的个人卫生

    克雷默和阿萨迪安[20.]表明，单手接触被污染的表面会导致不同程度的潜在微生物从表面转移到手上。手部交叉污染的风险被证明是更高的大肠杆菌，沙门氏菌物种,年代球菌(100%),C白色的(90%)、鼻病毒(61%)、甲型肝炎病毒(22%至33%)和轮状病毒(16%)。

    除了通过食物或水传播外，某些微生物还通过受污染的手直接接种进入呼吸道传播。例如甲型流感[110病毒除了通过气溶胶传播外，据信还通过接触和大的呼吸道飞沫在人与人之间传播;这些液滴可在地面或其他环境表面1至2米内沉降[111]，包括附近的指纹生物识别表面。

    微生物致病潜力与感染接种水平

    使用受污染的生物指纹扫描仪而导致食物或水的交叉污染而感染疾病的能力取决于若干因素，包括微生物的致病潜力或毒性[108］．这种潜力因微生物而异，与感染接种量的大小成正比，而不管这种接种量是预先形成的毒素，如肉毒中毒和葡萄球菌食物中毒，还是需要直接接种微生物，如沙门氏菌同样，个体宿主的免疫在疾病的最终发展中起着重要作用。

    微生物在环境表面的存活程度

    若干复杂因素影响微生物在环境表面的生存能力[20.];微生物在表面停留的时间越长，受污染的表面就越能成为蓄水池，并成为传播给接触表面的人的源头。

    虽然关于这一主题的文献有限，但现有的研究显示了不同的结果。然而，许多细菌、真菌和病毒可以在环境表面存活数小时到数天甚至数月，这取决于某些环境条件，包括但不限于温度、湿度和生物膜的形成。

    值得注意的是，真菌可以持续几天;由于孢子的耐热性，其他孢子形成生物可以存活较长时间[20.］．目前尚不确定SARS-CoV-2在表面上存活多久;然而，初步研究[6，23，24，112，113]表明这种新型冠状病毒可能在表面存活几小时到几天、几周或更长时间。

    相对湿度、温度和生物膜的形成

    尽管用户手指上的水分对整体生物识别性能有影响[114]，湿度对指纹扫描仪等环境表面微生物生存的影响在不同类别的微生物之间差异很大，并且受到细胞壁或保护膜的存在的显著影响。

    虽然具有脂质包膜的病毒，如流感病毒或冠状病毒，往往在相对湿度较低(20%至30%)的环境中存活时间更长，但一些病毒在相对湿度较高(70%至90%)的潮湿表面上存活时间更长。对于不同类型的细菌也是如此，例如革兰氏阳性细菌(例如，葡萄球菌种)，它们在低湿度下比革兰氏阴性细菌(如大肠杆菌．然而，在某些情况下，结果会莫名其妙地发生冲突，包括指纹性能的可变性[115]与温度及湿度[116］．

    高温会影响病毒蛋白质和酶以及病毒基因组(DNA或RNA)的完整性，并会减少病毒在表面的存活。

    生物膜是两种或两种以上微生物(细菌、真菌和原生生物)的集合，可以在许多不同的外表面生长，包括在玻璃或塑料指纹扫描仪材料上。生物膜是微生物细胞在环境表面的一种外壳，由细胞外聚合物物质组成，可保护微生物不受环境影响[109并有可能延长它们的存活时间，使它们作为指纹扫描仪表面的污染物活得更久。

    曲面的内在性质

    表面的物理化学性质决定了附着的速度和程度以及微生物形成生物膜的保留。鞭毛虫运动生物比非运动生物更容易附着在表面上。根据Donlan的说法[109]，微生物更容易附着在塑料等疏水、非极性表面，而不是玻璃和金属等亲水材料上。在另一项研究中[117]，研究人员发现，缺乏孔隙的表面，如塑料，允许微生物留在表面，从而促进交叉污染。被困在孔隙中的微生物更容易裂解，特别是在缺乏水和营养物质的情况下。

    与此同时，指纹扫描仪的上表面由一块非常小的普通玻璃或透明塑料材料组成，用于捕捉手指图案的电子等效物。触摸的动作会在扫描仪表面留下一个人的手指印记，系统会将其解释为用户独特手指图案的电子表示。这是一个理论上的可能性，在触摸依赖捕获过程中，扫描仪表面也可以保留存活的微生物或细菌(例如，细菌、病毒、真菌和原生动物)，这些微生物或细菌可能会污染表面的致病病原体，这些病原体通过直接接触和连续使用在人与人之间传播。

    其他影响因素

    其他有利于微生物在指纹生物识别系统用户之间转移的微妙因素是平指的皮肤表面接触大，指纹捕获设备的类型，无孔接触表面，用户在表面的接触区域重叠大，连续用户之间的转换时间短，表面接触压力高[106］．


    通用卫生措施

    普遍的卫生措施对于通过指纹设备控制疾病传播非常必要。使用这些扫描仪的设施应采取这些措施，特别是在高接触区域和与感染患者密切接触的区域，如医院环境和微生物学和生物医学实验室。所采取的卫生措施应确保指纹系统经过安全净化，可在各种情况下持续使用，而不会损害其完整性和生物识别功能。

    例如，虽然手套的使用是防止指纹设备表面污染或食物和水交叉污染的理想方法[19]，这种手套会消除自然指尖的生理模式，使其无法读取，从而完全违背了独特生物特征识别的操作目的。因此，使用手套不是通过指纹系统控制疾病传播的合适手段。

    此外，一些指纹生物识别系统能够进行生物检测[115，118-120]，即能够验证呈现在扫描仪上的手指是天然的、活的、具有所有活力属性的人类手指，包括正常的人体温度、正常的脉搏跳动和正常的血液流动。有了这些系统，由于手套的无生命性质，手套的使用可以操作地返回“检测到的假手指”结果。

    根据全球网络安全标准，活性测量(即活性检测)是一种验证用户所展示的手指不是假手指的手段[115]，假的，从模塑的人工制品克隆出来的，或者从尸体上切下来的。在生物特征欺骗攻击中[119，121]，冒名顶替者通过复制合法用户的生物特征(例如，用假手指)伪装成真实用户;因此，该系统可能会将手套的佩戴解释为典型的生物特征欺骗攻击。

    表2说明可以在指纹生物识别系统上测量的活性参数，并说明为什么使用手套预防传染病会对指纹系统的网络安全性能和整体准确性产生负面影响，因此不鼓励使用手套。

    表2。使用手套减少指纹污染对指纹生物识别系统获得的图案的影响。
    可测量活性参数 生物识别模式

    		预期 手戴手套
    纹理 天然人体组织 乳胶或橡胶
    温度 37±0.5ºC(人体范围) 不一致的
    脉冲 每分钟60至100次(人体心率) 没有一个
    模式 人类手指的脊、谷和沟[19，115］ 光滑的
    血液流动 人类血液自然流动的证据 没有一个

    表2在生物识别功能的基础上，戴手套的手指可能会被误解为假手指;因此，戴手套是完全不合适的，因为它阻碍了系统准确检测人类唯一身份验证和识别所需的真实手指的生物特征参数。

    定期清洁扫描仪表面

    指纹生物识别设备表面应定期用消毒剂消毒。扫描仪表面应在每次使用后进行清洁，可指定一名人工助理定期使用推荐的清洁剂，用潮湿的非研磨布或纸巾进行人工消毒，或强制每位用户在使用后用浸泡过认可清洁剂(如美国环境保护署(EPA)所含的清洁剂)的湿巾清洁扫描仪[122用于治疗新出现的病毒病原体的产品清单。

    在大量使用的环境中，可以设置自动喷洒和擦拭机制，在连续使用之间自动擦洗和消毒扫描仪表面。这些措施的任何组合都将为后续用户留下安全的指纹表面。自动化指纹扫描仪表面的使用后消毒可能需要额外的投资，这将增加生物识别部署和维护的总成本。

    使用含酒精的清洗液

    应使用含酒精的清洗剂，使扫描仪表面通过蒸发迅速干燥，因为潮湿的扫描仪表面会产生许多错误。这些错误包括误报(错误地拒绝合法人士访问)和误报(允许未经授权的用户访问)。在指纹生物识别系统的管理中，除了用户的冷漠之外，假阴性和假阳性都对网络安全有影响，应该避免。此外，潮湿的表面会促进病原体的生长，增加它们在设备上的存活率;因此，应该避免使用。

    推荐使用酒精类消毒剂的原因是，这些消毒剂杀菌效果广泛，而且它们能迅速蒸发而不留下潮湿的表面，这可能影响扫描仪的生物识别性能，并导致操作失败。

    使用无腐蚀性清洗液

    在为扫描仪选择合适的清洗液时，应避免使用含有高浓度酸性成分的刺激性产品。这些产品会腐蚀扫描仪表面并改变其灵敏度，对系统的生物识别性能产生负面影响，读数不准确，包括高概率的假阳性(假接受)和假阴性(假拒绝)[14，123］．

    不建议使用高腐蚀性清洗剂(液体、凝胶或粉末)作为指纹扫描仪表面的清洁剂，因为该清洗剂的腐蚀性可能会损坏扫描仪的表面结构，从而降低其作为验证用户的生物识别设备的功能。

    通过教育加强手指卫生和手部卫生文化

    必须教育使用者洗手、清洁指甲和严格的卫生行为，以及在暴露的皮肤和接触口、鼻、眼感染和未暴露的伤口后使用指纹扫描设备的危险。这样可防止扫描仪受到污染，并避免食物或水的交叉污染[18，21，22，117］．

    应通过频繁致敏，迫使用户使用能有效杀死微生物或阻止其生长的抗菌物质，例如在每次使用指纹装置之前和之后，在手掌和拇指上涂抹含酒精的洗手液。

    环保署已提供一份经批准的第一级产品的建议清单[122]用于清洁触摸设备和开放表面。该产品符合美国环保署的抗微生物农药新出现的病毒病原体指南。表3显示了epa推荐的针对新出现的包膜病毒病原体(包括SARS-CoV-2)的清洁剂的部分清单，这些清洁剂可用于每种类型的手指扫描仪表面。

    表3。扫描仪表面的推荐清洁剂清单。
    表面类型[124］ 作文 建议的清洁剂[122］ 的理由
    无孔的 玻璃、大理石、金属和塑料 Fiberlock iaq2500, CA-MRSA消毒喷雾，高乐氏商用双氧水清洁消毒剂 含有非腐蚀性氯，不会改变指纹扫描仪表面的生物识别功能。
    多孔 织物，未完成的木材和纸张 高乐氏广谱季消毒剂清洗剂、杀菌清洗剂、消毒泵喷雾洗涤剂 抗菌季铵盐化合物，无刺激性酚类物质。适用于吸水性表面。
    变形 粗糙、坚硬的涂层 Solucide硬面消毒液喷雾剂，OptiCide3表面湿巾，过氧化氢多面清洁剂和消毒液 过氧化氢成分对真菌、病毒、细菌和粗糙开裂表面上的其他细菌非常有效。

    调整扫描仪灵敏度

    生物识别扫描仪的灵敏度决定了它从用户身上提取指纹图像或模板的容易程度。一个高灵敏度的扫描仪有拒绝用户尝试的倾向，而一个不太敏感的扫描仪可能太多孔;因此，平衡是必要的。指纹扫描仪的灵敏度应调整到一个水平，以尽量减少读取手指样本所需的接触时间，并减少细菌传播的可能性。

    部署多因素身份验证

    多因素身份验证系统包括额外的验证手段，例如密码或令牌。该系统有利于防止过度依赖单因素指纹认证，在新冠疫情等传染病传播风险较高的紧急卫生情况下，可以放松指纹认证。通过添加第二个或第三个身份验证因素，可以根据当前需求主动准备替代系统切换模式。

    使用另一种身份验证方法

    在没有多因素身份验证的情况下，可以使用其他独立但临时的身份验证方法，包括密码验证、个人识别号码和令牌。

    暂时禁用生物识别登录

    对于依赖指纹生物识别作为唯一用户访问验证技术的环境，强烈建议临时暂停和停用，以建立上述讨论的预防性表面消毒措施，特别是与扫描仪表面卫生有关的措施。在制定了这些对策之后，可以恢复生物识别技术的使用。

    使用非接触式生物识别技术

    尽管许多生物识别系统需要与扫描仪进行物理接触才能获得用户的生物特征图像，但技术供应商对完全非接触式指纹扫描仪的研究正处于不同的阶段。指纹的非接触式识别已引起相当大的关注[125许多原因，包括限制接触依赖性传染病的传播和传播。

    虽然指纹系统可以在不强迫用户触摸扫描仪表面的情况下获得生物特征样本的前景很高，但研究[17，126，127]的研究表明，高精度非接触式指纹识别系统的实现受到可能的延迟和识别错误的挑战。这一领域的研究正在推进，一些原型可能很快就会投入商业使用;因此，非接触式指纹生物识别系统有望通过消除频繁直接接触造成的污染来解决卫生问题。

    转向虹膜识别等非接触式生物识别系统似乎是另一种方法。尽管有成本方面的考虑，虹膜识别是一种比指纹识别更快、更准确的生物识别方式。虹膜相机技术先进，适用于医疗保健、实验室和医学研究设施，以及其他卫生条件差使用户面临重大健康风险的环境。虹膜识别的替代品也用于机场和军事基地，在这些地方，快速可靠的人体识别既是运营需求，也是安全势在必行。其他非接触式选择包括血管生物识别技术(手指静脉和手掌静脉)、语音生物识别技术和步态识别技术。


    将自动消毒纳入指纹系统的潜在挫折

    将这项工作中提出的自消毒器框架纳入现有的指纹生物识别系统可能很难实现。未来的研究和开发工作可能包括研究如何以与供应商无关的方式将自动消毒直接集成到新的指纹识别系统的设计中，以确保互操作性，而不影响性能和便利性。

    分离病原体传播性的广泛研究

    本研究中所考虑的可在常见体液和分泌物中发现的微生物分离物列表似乎并不详尽，因为将已识别的病原体与可通过指纹扫描仪传播的已知传染病联系起来的文献和研究有限。

    这为重点研究包括COVID-19在内的传染病的致病关系提供了机会。目前在这方面的研究很少，但肯定是权宜之计，需求量很大。

    每一种致病性分离物与相应的传染病条件相匹配的研究很可能会变得越来越复杂，出现相互冲突的重叠。这可能会导致重点从指纹扫描仪表面污染转移到疾病测绘;这可以通过采用一种分阶段的研究方法来解决，在这种方法中，对每种病原体或微生物分离物进行隔离研究，以促进研究数据的解释。

    阐明微生物传染性和毒力与接种体大小的关系

    虽然生物特征指纹扫描设备用户疾病的致病性涉及其他复杂因素，但需要进一步研究以分离这些设备上的特定病原体，分析常见病原体，确定其来源，并证明它们在设备的其他用户中引起疾病的程度。

    通过其他触摸设备传播传染病

    这项研究主要关注与指纹设备相关的卫生问题。因此，它提出了进一步的研究机会，以调查新型COVID-19病原体通过其他电子表面和基于触摸的设备传播的可能性，包括但不限于ATM键盘、触摸屏计算机显示器、计算机键盘、触摸屏电话按钮、电梯控制键盘、机械按钮，以及共享表面，包括购物车、楼梯扶手、门把手、纸币、桌面、织物、纸张、纸板、和塑料。


    主要研究结果

    身体接触已被证明是最常见的表面污染源，沉积的有害微生物病原体可直接接种到另一个人的呼吸道或交叉污染食物和水，引发传染病[111］．这些致病病原体从细菌、真菌到病毒，包括导致COVID-19的新型病原体SARS-CoV-2。

    指纹扫描器经常会被多个使用者反复触摸，因而引发严重的卫生问题，因为使用指纹扫描器有感染和传播有害疾病的风险[19，128]由于提取生物特征图像时手指直接接触扫描仪[10］．这些设备的危险性越来越大，特别是在卫生、医疗或诊断设施中使用时，病人的雾化液滴和身体分泌物很容易沉积在这些设备上;因此，它们可能在医院获得性感染的传播中发挥重要作用[4］．

    虽然设备材料的物理化学性质、环境条件、疾病病原体的生存能力以及毒力显著影响疾病传播的风险，但已证明若干卫生措施可有效控制从这些表面传播的疾病。还可以采用其他方法和战略，通过使用指纹系统来控制和预防传染病的传播;但是，这些方法不能干扰系统的主要生物特征性能。排便和排尿后不洗手，以及与受感染的体液、食物、土壤或表面接触，都可能导致指纹扫描仪表面受到污染，从而成为携带疾病病原体的载体。

    因为有迹象表明新型SARS-CoV-2病原体在某些外部表面上的寿命延长[6，112，113]，理论上存在通过受污染或不卫生的指纹表面传播COVID-19的风险，因为病原体可能在指纹表面上存活。在这篇论文中，我们提出了在不影响其主要生物识别性能的情况下防止指纹扫描仪被细菌污染的想法。

    作为控制COVID-19传播的一种方式，本文建议采用一种深度防御的方法来管理指纹扫描仪的清洁度，以减少这些扫描仪携带可能导致疾病传播的病原体的倾向。该方法涉及同时应用推荐的措施，所有这些措施都旨在使指纹系统更卫生和更安全地使用，同时保留其作为生物识别验证技术的最佳功能。在当前的COVID-19大流行之外，采用深入防御的方法来管理指纹清洁度将提高整体生物识别的可接受性，并最大限度地减少用户对卫生的冷漠。

    致谢

    感谢国家卫生保健处、联邦首都地区管理局和西非经委会综合医疗中心的管理部门在阿布贾提供的后勤支持。作者重视国家卫生研究所信息与通信技术部的大量投入。本文所表达的结论和观点仅代表作者个人观点，并不代表NHIS、FCTA或ECWA综合医疗中心的官方立场。明确提及或暗示的特定供应商、制造商或产品名称仅用于公共卫生教育和信息目的;含蓄的或明确的收录并不意味着NHIS、FCTA或ECWA综合医疗中心对供应商、制造商或产品的认可。

    利益冲突

    没有宣布。

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    ATM机:自动柜员机
    ECWA:福音派教会赢得一切
    电子健康:电子健康
    环保局:环境保护署
    FCT:联邦首都地区
    初始结晶:联邦首都地区管理局
    信息通信技术:资讯及通讯科技
    ISO:国际标准化组织
    简介:国家健康保险计划
    NMC:国家镜报委员会。
    TC:技术委员会

    G·艾森巴赫(G Eysenbach)编辑;提交25.04.20;D Laborde, D Cebo的同行评审;对作者12.06.20的评论;接受24.07.20;发表08.09.20

    版权

    ©Kenneth Okereafor, Iniobong Ekong, Ini Okon Markson, Kingsley Enwere。最初发表在JMIR生物医学工程(http://biomedeng.www.mybigtv.com)， 08.09.2020。

    这是一篇开放获取的文章，根据创作共用归属许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)的条款发布，允许在任何媒介上无限制地使用、分发和复制，前提是正确引用了首次发表在JMIR生物医学工程上的原创作品。必须包括完整的书目信息，http://biomedeng.www.mybigtv.com/上的原始出版物的链接，以及此版权和许可信息。
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