熱成像檢測解決方案開發商MoviTHERM的總裁兼首席執行官馬庫斯?塔林(Markus Tarin)在過去20年里一直致力于開發用于工業和研究的熱成像系統。但在他的職業生涯中,甚至在2002年非典爆發期間,他從未見過如此多的公司采用未經審查的溫度篩選解決方案進入市場。
人群臨時體溫篩查并不可靠
先前,在新冠疫情蔓延情況下,FDA發布了一個臨時的無約束力政策,放寬了對溫度篩查要求,以增加可用性和成像產品的能力,這似乎助長了狂熱。但塔林說,“淘金熱”甚至在宣布之前就已經開始了。
塔林說:“外面就像是荒野的西部。到目前為止,我們已經統計了52家新加入該領域的公司,新公司的加入是由每個組織的愿望驅動的,這些愿望是為了讓人們在復工時感到舒適。”
塔林說,他明白這場流行病為企業創造了一個異常艱難的商業環境,他甚至對一些公司的創業精神懷有一種勉強的欽佩之情,這些公司紛紛推出一系列熱成像技術。“我很佩服這些公司這么快就能夠創新和適應,我真的很欣賞他們的意圖,但與此同時,我發現其中一些解決方案確實是不道德的。”
他指出,雖然并非所有公司的主張都是不道德的,但最壞的情況是,一些營銷主張被嚴重夸大,一些公司在一個熱成像系統上貼上廉價相機,并以1500美元的價格出售。一個好的系統將花費大約1萬美元,而在此境遇下,一些公司便宜制造并廉價賣出熱成像系統,從根本上看是不道德的。
而且,有些技術在溫度篩查方面根本不起作用,塔林特別強調,“目前還沒有一種可行的人群掃描解決方案——正如同時掃描的圖像中不止一個人所定義的那樣——能夠正確測量升高的體溫。”
不過,Thermoteknix的銷售總監理查德·哈姆斯(Richard Hames)不同意塔林的這種評估,他的公司銷售FevIR掃描發熱篩查系統,用于對行人密集區進行大規模篩查,在機場、銀行和醫院等不同環境中安裝了數百個設備。
哈姆斯說,“自2003年以來,我們一直在為那些希望掃描200多人并測量高溫的組織生產這些系統,這些系統可能比制定指南時更加敏感。因此,有兩種不同的思考方式——嚴格按照指導原則行事,或者以不同的、更有效的方式實施技術。
像素的重要性
紅外或熱成像相機通過檢測和測量物體表面的輻射紅外能量來工作,然后將此數據轉換為溫度讀數,探測器元件或像素越多,圖像分辨率越高,溫度測量越精確。
相機離被測對象越遠,像素在一個區域上分布得越多,圖像分辨率越低,因此測量的精度越低。這很重要,因為即使是很小的溫差也可能是正常讀數或升高讀數之間的差別。
熱成像相機的精度取決于許多因素,包括溫度漂移、發射率和濕度,即使在理想條件下,其精度也不比正負2攝氏度高。
塔林說:“要明白,我們看的不是一塊鋼鐵那樣的先天物體,人體是一個復雜的閉環機制,它會根據環境條件、所消耗的能量,甚至酒精的消耗量等因素改變和波動表面溫度。”
對升高的體溫測量值進行補償,可以涉及皮膚表面溫度的相對比較,也可以涉及外部黑體參考,這可以將測量精度提高到大約正負半攝氏度。
疾病控制中心認為,當測量到的溫度為100.4華氏度或38攝氏度時,一個人就會發燒。如果熱像儀在大多數方法下發現一個人的體溫讀數為35.9攝氏度,那么準確度可能會降低到完全錯過一個體溫升高的人。
掃描人群的麻煩
不過,將攝像機對準人群進行溫度篩查,事情就變得更具挑戰性。塔林說:“掃描人群意味著有些人離鏡頭更近,有些人離鏡頭更遠,這意味著沒有人處于攝像機的理想焦距位置。”
根據FDA指南,獲得體溫升高讀數的理想方法是測量個人內眥(淚道)的表面溫度,內眥應覆蓋足夠數量的像素,以便進行精確測量(至少3 X 3像素到5 X 5像素,理想情況下更多),個人應摘下任何眼鏡,并站在一個固定的差異(根據制造商的建議)從相機上進行掃描。
塔林說,“沒有這些程序,頂多你得到的是頭部溫度,這是不比護士把一只手放在某人的額頭,并采取猜測更準確。”
哈姆斯承認,有些標準是指相機系統本身及其準確性,以及其他應該如何使用的標準。但他補充說,他的許多客戶希望以不同的方式使用這項技術。世界衛生組織的標準規定,一個人必須摘下眼鏡和頭套,站起來,保持一定距離幾秒鐘,并進行體溫測量,但這意味著你每分鐘只能掃描15或20個人,這是一個慢得多的過程。
哈姆斯說,提高檢測量確實需要權衡。當一群人從攝像機前走過時,有些人會戴著太陽鏡,戴著頭套,這樣系統就會聚焦在前額。雖然這會導致比使用眼導管更不精確的測量結果,但我們可以在我們的溫度參考和軟件中說明這一點,最后,你要找的是升高的溫度。
塔林可能會對此提出異議,因為他說光學和物理學不會說謊。根據他的計算,將攝像機對準人群來檢測準確的、升高的體溫需要一個超過1200萬像素的熱攝像機,而這在今天是不存在的。
最后,真正要問的問題是,“溫度掃描的目的是什么?”熱像儀只能探測、測量和記錄皮膚表面溫度的變化。它在對抗COVID-19的作用是有限的,因為只有醫療專業人員才能做出診斷性的決定。
LLC的總裁兼首席分析師杰克戈爾德(JackE.Gold)說:“你只是為了‘感覺良好’的需要而部署這個裝備,還是真的想測量和消滅發燒的人?你可以通過測量人們的體溫來部署和告訴他們你做的事情是正確的。當然,他們不知道這是不是真的,但他們去你的工廠可能會感覺好些。但是,由于我不知道有什么規定可以證實事情的準確性,我可以安排一個巫醫,他說他可以通過看你的鼻子來判斷你的體溫是否正常——這可能也同樣準確。”
在他看來,如果你做得不對,就不必如此麻煩了。