Termografi har varit ett hett ämne i år, på grund av behovet av snabbare diagnostik för att upptäcka och förhindra spridning av covid-19. Beröringsfria infraröda termometrar (NCIT) är för närvarande ett primärt verktyg för feberscreening, men deras utbredda användning har varit benägen till inexakthet. En relaterad medicinsk teknik, termografi med infraröda termografer (IRT), möjliggör ökade alternativ för temperaturuppskattning med större noggrannhet. Även om användningen av termografi som en fristående detektionsmetod för covid-19 sannolikt inte kommer att förhindra spridning, framväxande bevis och internationell konsensus tyder på att det verkligen är möjligt att använda IRT effektivt för att upptäcka förhöjda kroppstemperaturer.

En rapport publicerad i Journal of Biomedical Optics ger robusta insikter för att optimera IRT-baserad feberscreening. Forskningen, utförd av Quanzeng Wang och medarbetare vid Center for Devices and Radiological Health vid US Food and Drug Administration (FDA), utvärderade användningen av IRT under standardiserade förhållanden. De undersökte kliniska data för mer än 500 demografiskt olika individer, inklusive 47 försökspersoner med förhöjd oral temperatur (> 37,5 °C), korrelerar ansiktstemperaturer till orala termometermätningar under tungan. Teamet bekräftade användbarheten av internationellt erkända (ISO) standarder för att erhålla konsekvent exakta resultat, och specifikt rapporterade effektiviteten av ISO-metoder, inklusive mål för ansiktsområdet.

Hur fungerar IRT?

Vi utstrålar värme som infraröd energi, som förändras när vi blir varmare. IRT är kamerasystem som kan känna av infraröd energi, så att vi kan "se" de infraröda vågorna. Dessa avläsningar visas som en tvådimensionell temperaturfördelning som korrelerar med temperaturnivåerna vid källan. Ett mänskligt ansikte uppvisar vanligtvis varierande temperaturer, varmare där de större artärerna är närmare ytan av huden som den inre canthi (ögonhörnen där tårkanalerna finns) och tinningar.

Optimera IRT

Som all teknik, IRTs är föremål för grundläggande enhets- och prestandavariationer, som påverkar den totala noggrannheten när de används i medicinsk praxis. För att minimera sådana variationer, FDA-forskare införlivade ISO-riktlinjerna i sina experiment (t.ex. kontrollera omgivningsförhållandena, kräver att individer acklimatiseras i 15 minuter före screening, etc.). De rapporterade utmärkt IRT-prestanda med tydliga korrelationer mellan IRT-avläsningar och orala temperaturbaslinjedata.

Förutom att demonstrera effektiviteten av standardiserade metoder för feberscreening, några viktiga insikter framkom från teamets analys.

En av de viktigaste insikterna var att inriktning på hela ansiktet för temperaturscreening resulterade i större noggrannhet än att rikta in sig på den inre canthi, enligt ISO-riktlinjerna. Denna insikt kan vara till hjälp för att fastställa framtida riktningar med dessa enheter, eftersom full-face imaging är mycket lättare att implementera eftersom det inte kräver någon komplex mjukvara för ansiktsdetektering för att identifiera de inre canthi-regionerna. Den näst bästa prestandan inkluderade det utökade inre canthi-området som inkluderar men är bredare än de inre canthi-områdena som rekommenderas av ISO-riktlinjerna. Inriktning på de smala canthi-regionerna gav tredje bästa noggrannhet.

FDA-forskare beräknade en serie cutoff-nivåer för att optimera känslighets- och specificitetsvärdena för IRT-avläsningarna. Även om det inte finns någon enhetlig konsensus om vilken temperatur som utgör feber, en oral temperatur i intervallet 37,5°C till 38°C (99,5°F till 100,4°F) används oftast inom läkarkåren som tröskel. Författarna varnar för att bestämning av en lämplig gränstemperatur för verklig feberscreening involverar komplexa överväganden, såsom den sannolika andelen falska positiva eller negativa, såväl som sådana frågor som förseningstider, bemanning, asymtomatisk sjukdom, och relaterade kostnader för hälsomyndigheter.

IRT-baserad feberscreening

Om det utförs enligt standardiserade protokoll för att säkerställa noggrannhet, IRT-baserad feberscreening kan effektivt identifiera individer med förhöjd kroppstemperatur inklusive låggradig feber (oral temperatur ≥37,5°C) associerade med infektioner i ett tidigt skede och måttliga symtom. Enligt Zane Arp, Direktör för avdelningen för biomedicinsk fysik vid FDA, "IRT-baserad feberscreening, särskilt när det gäller att ta itu med covid-19, bör vara ett element i en flerskiktad diagnostisk process som skulle inkludera andra användbara verktyg. När det används i kombination med annan diagnostik och medicinsk screening är det ett mycket mer användbart verktyg för att upptäcka de som är sjuka." För COVID-19 i synnerhet, FDA har publicerat faktablad om korrekt användning och begränsningar av dessa system.

Med tanke på det potentiella värdet av IRT för medicinsk diagnostik, att optimera IRT-baserad feberscreening är viktigt, men det återstår mycket att lära. Enligt Wang, FDA-teamet planerar ytterligare analys för att bedöma den potentiella inverkan av sådana faktorer som miljö och intersubjektvariabilitet.