Termokamery a termovízie pre screening COVID19 (koronavírusu)

Termokamery (termovízie či termovízne kamery je potom synonymum) sú prístroje na bezdotykové meranie teplotných polí. Ponúka sa preto ich možné použitie pre screening ochorenia COVID19 spôsobovaného novým koronavírusom SARS-CoV-2 (princíp je, samozrejme, všeobecný a funguje rovnako i pre screening ochorení, ktoré spôsobujú i iné patogény než nový koronavírus SARS-CoV-2). To je totiž až v 90 % (indikovaných) prípadov sprevádzané zvýšenou teplotou (telesná teplota 37,5 °C), či dokonca horúčkovitým stavom (telesná teplota nad 38 °C). Navyše horúčkovitý prejav patrí medzi prvý z príznakov ochorenia COVID19 (spôsobované koronavírusom s označením SARS-CoV-2). Úplný prehľad termokamier, ktoré pre screening COVID-19 (koronavírus) ponúkame nájdete v samostatnej rubrike.

Aké termokamery sú pre screening COVID19 vhodné

Parametre termokamery nemajú vplyv na "kvalitu záznamu" (ako keď si kúpite napr. horšiu kameru na dovolenku), podobne ako je to pri klasických kamerách, ale na to najdôležitejšie, t.j. na presnosť merania teploty. A i keď sa to nemusí zdať byť na prvý pohľad zrejmé, správne meranie teploty ľudského tela je, z dôvodu veľmi prísnej požiadavky na presnosť merania, pre termokamery jedna z náročnejších aplikácií. 

Z hľadiska presnosti merania teploty rozlišujeme dva typy termokamier:

• termokamery s rekalibráciou pomocou čierneho telesa – metrologická nadväznosť je zaistená pomocou čierneho telesa, to zaisťuje významné chybovosti práve pri meraní telesnej teploty. Termokamery sú pre túto aplikáciu prispôsobené, a tak ponúkajú obvykle skvelú obslužnosť. Vďaka rekalibrácii čiernym telesom spĺňajú termokamery požiadavky normy ISO/TR 13154:2017.
• termokamery s pevnou kalibráciou – obvykle ide o ručné termokamery (môžu byť ale i stacionárne), prevádzkované bez miestneho etalónu, kalibrácia je tak uložená iba v pamäti prístroja. Chyba merania teploty je v tomto prípade vyššia. Tieto termokamery majú výrazne horšiu obslužnosť, pretože nie sú prispôsobené na túto aplikáciu. Termokamery sú konštruované na použitie najmä v termodiagnostike, t.j. podľa ISO 18434-1:2008. Výnimkou sú termokamery FLIR radu EST, pri ktorých dochádza ku kontinuálnej semikalibrácii na základe údajov zmeraných na predchádzajúcich osobách bez horúčkovitého stavu (tieto osoby potom vystupujú ako tzv. referenčné).

Ručné termokamery FLIR

Ručné termokamery FLIR predstavujú cenovo dostupnejšie prístroje pre screening horúčkovitých stavov. Zatiaľ čo výhodou je významne nižšia cena (napr. pri FLIR E6xt), nevýhodou je nižšia presnosť merania. Pri použití týchto termokamier s cieľom screeningu COVID19 tak odporúčame kontinuálne orientačné overovanie kalibrácie podľa ČSN ISO 18434-1. K tomu ale môže veľmi dobre poslúžiť práve zdravá osoba, dobre aklimatizovaná v miestnosti, vďaka vysokej teplotnej stálosti ľudského tela (to ostatne v počiatkoch merania teploty slúžilo ako etalón teploty!). Termokamery FLIR radu EST potom majú túto funkciu už veľmi inteligentne implementovanú a hoci to nenahradzuje kvalitu a presnosť pri použití čierneho telesa, ide o významný krok smerom ku zvýšeniu presnosti merania.

Vybrané ručné modely termokamier FLIR na meranie telesnej teploty:

• Termokamera FLIR E6xt – termokamera, ktorú možno považovať za hraničný prístroj pre túto aplikáciu. Prístroj patrí medzi najlacnejšie termokamery, ale nebol pre túto aplikáciu vyvinutý. S dostatočnou opatrnosťou ho možno s úspechom použiť.
• Termokamera FLIR E54 EST – je termokamera špeciálne vyvinutá pre screening horúčkovitých stavov. Pre túto aplikáciu je vybavená funkciou kontinuálnej semikalibrácie meraním teploty osôb bez horúčkovitého stavu. Nie je však dosiahnutá taká presnosť ako pri použití čierneho telesa. V našej ponuke je potom celý rad termokamier FLIR radu EST, ktoré sa líšia predovšetkým rozlíšením, teplotnou citlivosťou a funkciami.

Pozn.: Úplný prehľad termokamier, ktoré pre screening COVID-19 ponúkame nájdete u nás v samostatnej rubrike.

Podstatným parametrom je tiež rozlíšenie termokamery

Z hľadiska rozlíšenia termokamery platí, že nízke rozlíšenie (už napr. 320 x 240 px, čo je pre bežné aplikácie termokamery strednej triedy) vedie k meraniu významne nižšej teploty (než je skutočná), a to i napr. od vzdialenosti niekoľkých málo metrov. Podrobnosti sú uvedené v tomto článku. Už vzdialenosť niekoľkých málo metrov môže viesť k nameraniu teploty, ktorá je o cca 1,2 °C nižšia, než skutočná. A nameraná teplota 36,9 °C oproti skutočnej teplote 38,1 °C je veľmi významný rozdiel (zdravý človek x človek s horúčkou).

Termokamera Workswell MEDICAS – vysoká presnosť s pomocou čierneho telesa

Termokamera Workswell MEDICAS z portfólia termokamier spoločnosti Workswell je príkladom termokamery s rekalibráciou pomocou čierneho telesa (ktoré je súčasťou balenia). Metrologická nadväznosť tohto systému je teda zaistená pomocou miestneho etalónu (už zmieňované čierne teleso). Termokamera MEDICAS tu tak vystupuje ako prístroj pre porovnávacie merania s vysokou citlivosťou (0,03 °C). Termokamera ponúka rozlíšenie 640 x 512 px s neistotou merania 0,3 °C.

Výhodou tejto termokamery je, že spĺňa požiadavky na konštrukciu a použitie podľa ISO/TR 13154:2017 – Medical electrical equipment — Deployment, implementation and operational guidelines for identifying febrile humans using a screening thermograph.

Odporúčanie záverom

Na termokamery sa laická verejnosť díva ako na klasické kamery. T.j. pokiaľ sú horšie parametre termokamery, potom sa laický používateľ domnieva, že bude len "menej kvalitný obraz", podobne ako keď si kúpite na dovolenku horšiu kameru. Problémom je, že takáto "horšia termokamera" môže zle merať telesnú teplotu, a to až o niekoľko stupňov. Požadovaný cieľ potom nie je dosiahnutý vôbec (teda nie je zaznamenaný len horší obraz, ale výsledok je úplne chybný a bolo by bývalo lepšie ju vôbec nekúpiť!).

Ďalší veľmi skreslený pohľad je pohľad skrz tzv. obrazové funkcie. Rozpoznávanie a záznam tvárí je iste užitočná funkcia, pokiaľ je ale spojená so zlým meraním teploty, či napríklad nosením rúška (keď je značná časť tváre zakrytá), neprináša táto funkcia žiadny úžitok.

Najvyššiu možnú presnosť tak dosahujú termokamery s vysokým rozlíšením (najlepšie 640 x 480 a viac) a s možnosťou kontinuálnej rekalibrácie pomocou čierneho telesa tak, aby boli splnené požiadavky štandardu ISO/TR 13154:2017.

Normatívna literatúra

[1] ISO/TR 13154:2017 : Medical electrical equipment — Deployment, implementation and operational guidelines for identifying febrile humans using a screening thermograph

[2] ISO 18434-1:2008 : Condition monitoring and diagnostics of machines — Thermography — Part 1: General procedures