Fuld-ansigtsmålinger kan optimere feberscreening med infrarøde termografer

Termografi har været et varmt emne i år, på grund af behovet for hurtigere diagnostik for at opdage og forhindre spredning af COVID-19. Kontaktløse infrarøde termometre (NCIT'er) er i øjeblikket et primært værktøj til feberscreening, men deres udbredte brug har været tilbøjelig til unøjagtighed. En relateret medicinsk teknologi, termografi ved hjælp af infrarøde termografer (IRT'er), muliggør øgede muligheder for temperaturestimering med større nøjagtighed. Selvom brugen af ​​termografi som en selvstændig detektionsmetode for COVID-19 sandsynligvis ikke vil forhindre spredning, nye beviser og international konsensus tyder på, at det faktisk er muligt at bruge IRT'er effektivt til at opdage forhøjede kropstemperaturer.

En rapport offentliggjort i Journal of Biomedical Optics giver robust indsigt til optimering af IRT-baseret feberscreening. Forskningen, udført af Quanzeng Wang og samarbejdspartnere ved Center for Devices and Radiological Health i US Food and Drug Administration (FDA), evaluerede brugen af ​​IRT'er under standardiserede forhold. De undersøgte kliniske data for mere end 500 demografisk forskellige individer, inklusive 47 forsøgspersoner med forhøjede orale temperaturer (> 37,5 °C), korrelerer ansigtstemperaturer med orale termometermålinger under tungen. Holdet bekræftede anvendeligheden af ​​internationalt anerkendte (ISO) standarder for at opnå konsekvent nøjagtige resultater, og specifikt rapporterede effektiviteten af ​​ISO-metoder, herunder ansigtsmål.

Hvordan virker IRT'er?

Vi udsender varme som infrarød energi, som ændrer sig, når vi bliver varmere. IRT'er er kamerasystemer, der kan registrere infrarød energi, giver os mulighed for at "se" de infrarøde bølger. Disse aflæsninger vises som en todimensionel temperaturfordeling, der korrelerer med temperaturniveauer ved kilden. Et menneskeligt ansigt viser typisk varierende temperaturer, varmere, hvor de større arterier er tættere på overfladen af ​​huden, såsom den indre canthi (øjenkrogene, hvor tårekanalerne ligger) og tindingerne.

Optimering af IRT'er

Som enhver teknologi, IRT'er er underlagt grundlæggende enheds- og ydeevnevariationer, som påvirker den overordnede nøjagtighed, når de bruges i medicinsk praksis. For at minimere sådanne variationer, FDA-forskere inkorporerede ISO-retningslinjerne i deres eksperimenter (f.eks. kontrol af omgivende forhold, kræver, at individer akklimatiserer sig i 15 minutter før screening, etc.). De rapporterede fremragende IRT-ydeevne med klare korrelationer mellem IRT-aflæsninger og orale temperaturbaselinedata.

Udover at demonstrere effektiviteten af ​​standardiserede metoder til feberscreening, nogle nøgleindsigter fremkom fra teamets analyse.

En af de mest betydningsfulde indsigter var, at målretning af hele ansigtet til temperaturscreening resulterede i større nøjagtighed end snævert målretning mod den indre canthi, som anbefalet af ISO-retningslinjerne. Denne indsigt kan være nyttig til at etablere fremtidige retninger med disse enheder, da fuld-ansigtsbilleddannelse er meget nemmere at implementere, da det ikke kræver kompleks ansigtsegenskabsdetektionssoftware til at identificere de indre canthi-regioner. Den næstbedste præstation omfattede det udvidede indre canthi-område, der omfatter, men er bredere end de indre canthi-områder, der anbefales af ISO-retningslinjerne. Målretning mod de smalle canthi-regioner gav tredjebedste nøjagtighed.

FDA-forskere beregnede en række afskæringsniveauer for at optimere følsomheds- og specificitetsværdierne for IRT-aflæsningerne. Selvom der ikke er nogen ensartet konsensus om, hvilken temperatur der udgør feber, en oral temperatur i intervallet 37,5°C til 38°C (99,5°F til 100,4°F) er mest almindeligt anvendt i den medicinske profession som tærskelværdien. Forfatterne advarer om, at bestemmelse af en passende afskæringstemperatur for feberscreening i den virkelige verden involverer komplekse overvejelser, såsom den sandsynlige andel af falske positive eller negative, samt sager som forsinkelsestider, personale, asymptomatisk sygdom, og relaterede omkostninger til sundhedsmyndigheder.

IRT-baseret feberscreening

Hvis det udføres i henhold til standardiserede protokoller for at sikre nøjagtighed, IRT-baseret feberscreening kan effektivt identificere personer med forhøjede kropstemperaturer, herunder lavgradig feber (oral temperatur ≥37,5°C) forbundet med tidlige infektioner og moderate symptomer. Ifølge Zane Arp, Direktør for afdelingen for biomedicinsk fysik hos FDA, "IRT-baseret feberscreening, især med hensyn til at håndtere COVID-19, bør være et element i en flerlagsdiagnoseproces, der vil omfatte andre nyttige værktøjer. Når det bruges i kombination med anden diagnostik og medicinsk screening, er det et meget mere nyttigt værktøj til at opdage dem, der er syge." FDA har offentliggjort faktaark om korrekt brug og begrænsninger af disse systemer.

I betragtning af den potentielle værdi af IRT'er til medicinsk diagnostik, optimering af IRT-baseret feberscreening er vigtig, men der er stadig meget at lære. Ifølge Wang, FDA-teamet planlægger yderligere analyser for at vurdere den potentielle indvirkning af faktorer som miljø- og intersubjektvariabilitet.