熱成像檢測解決方案開發(fā)商MoviTHERM的總裁兼首席執(zhí)行官馬庫斯?塔林(Markus Tarin)在過去20年里一直致力于開發(fā)用于工業(yè)和研究的熱成像系統(tǒng)。但在他的職業(yè)生涯中,甚至在2002年非典爆發(fā)期間,他從未見過如此多的公司采用未經(jīng)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,F(xiàn)DA發(fā)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)統(tǒng)計了52家新加入該領(lǐng)域的公司,新公司的加入是由每個組織的愿望驅(qū)動的,這些愿望是為了讓人們在復(fù)工時感到舒適。”
塔林說,他明白這場流行病為企業(yè)創(chuàng)造了一個異常艱難的商業(yè)環(huán)境,他甚至對一些公司的創(chuàng)業(yè)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(shù)?!拔液芘宸@些公司這么快就能夠創(chuàng)新和適應(yīng),我真的很欣賞他們的意圖,但與此同時,我發(fā)現(xiàn)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(yán)重夸大,一些公司在一個熱成像系統(tǒng)上貼上廉價相機,并以1500美元的價格出售。一個好的系統(tǒng)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(tǒng),從根本上看是不道德的。
而且,有些技術(shù)在溫度篩查方面根本不起作用,塔林特別強調(diào),“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(jiān)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(fā)熱篩查系統(tǒng),用于對行人密集區(qū)進行大規(guī)模篩查,在機場、銀行和醫(yī)院等不同環(huán)境中安裝了數(shù)百個設(shè)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(chǎn)這些系統(tǒng),這些系統(tǒng)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(yán)格按照指導(dǎo)原則行事,或者以不同的、更有效的方式實施技術(shù)。
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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為溫度讀數(shù),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(qū)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(shù)或升高讀數(shù)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(fā)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(fù)雜的閉環(huán)機制,它會根據(jù)環(huán)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(rèn)為,當(dāng)測量到的溫度為100.4華氏度或38攝氏度時,一個人就會發(fā)燒。如果熱像儀在大多數(shù)方法下發(fā)現(xiàn)一個人的體溫讀數(shù)為35.9攝氏度,那么準(zhǔn)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(zhǔn)人群進行溫度篩查,事情就變得更具挑戰(zhàn)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(jù)FDA指南,獲得體溫升高讀數(shù)的理想方法是測量個人內(nèi)眥(淚道)的表面溫度,內(nèi)眥應(yīng)覆蓋足夠數(shù)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(yīng)摘下任何眼鏡,并站在一個固定的差異(根據(jù)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(zhǔn)確?!?
哈姆斯承認(rèn),有些標(biāo)準(zhǔn)是指相機系統(tǒng)本身及其準(zhǔn)確性,以及其他應(yīng)該如何使用的標(biāo)準(zhǔn)。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(shù)。世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(quán)衡。當(dāng)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(tǒng)就會聚焦在前額。雖然這會導(dǎo)致比使用眼導(dǎo)管更不精確的測量結(jié)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(xué)和物理學(xué)不會說謊。根據(jù)他的計算,將攝像機對準(zhǔn)人群來檢測準(zhǔn)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(yī)療專業(yè)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(fā)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(dāng)然,他們不知道這是不是真的,但他們?nèi)ツ愕墓S可能會感覺好些。但是,由于我不知道有什么規(guī)定可以證實事情的準(zhǔn)確性,我可以安排一個巫醫(yī),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(zhǔn)確?!?
在他看來,如果你做得不對,就不必如此麻煩了。