V článku se nejprve zaměřím na přehled nejčastějších chyb, kterých se uživatelé termokamer  dopouštějí nejčastěji. V druhé části článku pak shrnuji základní předpoklady ke správnému použití termokamer pro tuto aplikaci. V obou případech vycházím ze své praxe, která byla v předešlých deseti letech zaměřena především na využití termokamer v technické diagnostice (termodiagnostika), v současné době se ale vzhledem ke komerčnímu zájmu, i praktické použitelnosti, posouvá i směrem k problematice screeningu horečnatých stavů.

Přehled nejčastějších chyb

Vzhledem k současnému zájmu o problematiku screeningu horečnatých stavů za pomocí termokamery jsem mohl být, různou formou od telefonické konzultace po opravu předešlé instalace (realizované samozřejmě jiným subjektem), přítomen na pracovištích či lokalitách s nasazenými termokamerami pro tuto aplikaci. Prakticky na všech z těchto lokalitách jsme se setkal s jednou či více závažných chyb, které níže popisuji. Věřím, že jejich soupis by mohl pomoci tam, kde jsem nemohl být zatím nápomocen.

Měření osob probíhá z příliš velké vzdálenosti

Dle velmi rozumných požadavků mezinárodní normy IEC 80601-2-59 je ke správnému postupu měření třeba zajistit geometrické rozlišení alespoň 1 mm na 1px. Toho je u termokamery Workswell MEDICAS dosaženo při vzdálenosti (mezi měřenou osobou a termokamerou) cca 0.8 m. Termokamera Workswell MEDICAS má prakticky největší rozlišení na trhu (640x512px) a ostatní termokamery s nižším rozlišení (časté bývá 320x240px) tohoto požadavku na geometrické rozlišení dosahují na vzdálenosti 30 cm a méně! Měřen osob z příliš velké vzdálenosti je zdaleka nejčastější chyba v oblasti nasazení termokamer při screeningu horečnatých stavů, a to jak v ČR, tak v zahraničí.

Nebyly správně nastaveny parametry měření

Termokamera nestanovuje teplotu přímo, ale výpočtem (jde o měření nepřímé) na základě naměřených intenzit tepelného záření. Je třeba proto nastavit především dva základní parametry:

• emisivitu,

• odraženou zdánlivou teplotu.

Případně i tři další, které souvisí s modelováním vlivu atmosféry: teplotu vzduchu, vzdálenost mezi měřeným objektem a termokamerou a atmosférickou vlhkost. Ty se ale vzhledem k malé vzdálenosti měření uplatňují jen málo a obvykle stačí nastavení od výrobce (pokud se tímto výrobce vůbec zabýval).

Emisivitu lze samozřejmě přednastavit, neboť měřeným povrchem je lidská kůže s velmi vysokou emisivitou 0.98 (98 %), přičemž tato hodnota se napříč populací prakticky nemění. Odraženou zdánlivou teplotu je ale třeba nastavit dle místních podmínek.

Pro kontinuální “rekalibraci” není použito černé těleso nebo není použito správně

Požadavek na přesnost (správný termín je „nejistotu“) měření je dle IEC 80601-2-59 +-0.3°C. To je vzhledem k aplikaci velmi rozumným metrologickým požadavkem. Lze jej ale, u běžných termokamer jejichž nejistota je běžně okolo +-2 °C, dosáhnout jen metrologickou návazností pomocí (velmi přesně kalibrovaného) černého tělesa. Řada termokamer (či spíše měřicích soustav) černým tělesem vybavena není a pak prakticky nemůže požadované přesnosti dosáhnout.

Na druhou stranu řada sestav je pak sice černým tělesem vybavena, avšak po neodborné instalaci není zajištěna správná metrologická návaznost v řetězci (však ono to „nějak“ měří….). Případně nejsou splněny další důležité požadavky jako např. průměr povrchu aktivní plochy.

Teplota je měřena na nesprávném místě na těle

Drtivá většina výrobců prezentuje své termokamery při měření teploty na čele snímaných osob. Teplota na čele má jen malou relevanci s tzv. vnitřní teplotou a to především, pokud daná osoba není aklimatizována. Měření teploty Této problematice jsme se věnovali v samostatném článku, v němž ukazuje, že i renomovaní výrobci jako Hikvision prezentují ty vlastnosti termokamer, které mají jejich výrobky, nikoli ty vlastnosti, které jsou nezbytné pro správné měření v rámci screeningu horečnatých stavů. Obecně lze říct, že teplotu osob nelze měřit na čele (jak je většinou výrobci prezentováno), ale třeba ji měřit v koutku oka, kde prochází krční tepna, viz Obr. 1.

Správné místo pro bezdotykové měření tělesné teploty dle požadavků IEC 80601-2-59:2017. Jde o oblast mediálně sousedící s vnitřním koutkem oka. Nejsou potřeba „stovky simultánní měření“, stačí jedno měření na správném místě a s dostatečným geometrickým rozlišením 1 mm na 1 px (pixel).

Schematické naznačení sceeningu horečnatých stavů pomocí termokamery.

Měření probíhá na nesprávné lokalitě

Měření musí probíhat v budově a při jeho výběru musí být zhodnocena celá řada hledisek. Pokud je během instalace třeba udělat kompromis stran výběru měřícího místa, je třeba zvážit řadu okolností (na což jsou naši technici školeni).

“Neměří to přesně, ale nějaká čísla to dává”

Použitá termokamera vůbec neměří, ale generuje náhodná data – I když toto zní úsměvně, jde o relativně častý problém. “Ano, neměří to přesně, ale alespoň to dává čísla.” I tak se vyjádřil jeden ze zákazníků. My jsme narazili dokonce na celou řadu dodavatelů a výrobců, kteří si řekli, že proč se obtěžovat s nepřesným měřením, když lze výsledek “měření” rovnou vygenerovat jako číslo náhodné. Překvapivě se k tomu uchyluje řada výrobců (především z Číny), kteří pochopili, že v korumpovatelném světě je zbytečné měřit nepřesně (natolik nepřesně, že výsledek je stejně nepoužitelný), když lze namísto měření rovnou generovat náhodná čísla. Místo termokamery se pak prodává krabička, jejichž hlavní výhodou je, že je drahá, malá a lehká.

Správný postup screeningu horečnatých stavů

Postup pro screening horečnatých stavů za pomocí termokamery rozhodně není složitý. Obsílejší informace jsou uvedeny v samostatné metodice na webu společnosti Workswell, českého výrobce termokamer pro tuto aplikaci.

Při screeningu horečnatých stavů je tedy třeba zohlednit zejména:

• Místo, kde je měření prováděno: Měření probíhá vždy ve vnitřním prostředí budovy nebo alespoň v prostředí tomuto blízkém. Konkrétní požadavky jsou: teplota vzduchu 18 °C až 24 °C a relativní vlhkostí vzduchu 10 % až 75 %. Ideální je také co nejmenší pohyb vzduchu.

S klesajícím rozlišením termokamery či s rostoucí vzdáleností mezi měřeným objektem a termokamerou dochází (od určité hranice) k měření nižší teploty, než je skutečná. Důvodem je prostorová kvantizace na detektoru a následné průměrování.

• Část těla, na které je teplota měřená: Na tváři kontrolované osoby je třeba odečíst teplotu v oblasti mediálně sousedící s vnitřním koutkem oka, jak je naznačeno na obrázku níže. Je tomu tak díky stabilitě teploty v této oblasti, neboť ta se nachází přímo nad procházející krční tepnou (tedy jednou z jejich “větví”), viz. Obr. 1. Je třeba zdůraznit, že nás primárně nezajímá ani minimální teplota na tváři, ani průměrná a ani nejvyšší, ale právě teplota výše uvedená. Teplotu na tváři nelze reprezentovat jedním údajem “nad obdélníčkem”.

• Screenovaná osoba nesmí mít na očích brýle: skleněné brýle jsou pro daný typ termokamery pracující v pásmu 7 až 14um neprůhledné.

• V termokameře musí být nastaveny správné parametry měření: to bylo již diskutováno, jedná se zejména o odraženou zdánlivou teplotu a emisivitu.

• Je třeba screenovat z dostatečné blízkosti: Prostorové rozlišení na tváři měřené osoby by mělo být alespoň 1 mm na pixel.

• Zajištění metrologické návaznosti pomocí černého tělesa: černé těleso jako místní etalon zajišťuje metrologickou návaznost a dochází tak k potřebnému snížení nejistoty měření (lidově řečeno, měření je “přesnější”).

Závěrem

Jiný než výše uvedený postup ve většině případů vede bohužel častěji k naměření nižší teploty, než je skutečná. Je zde tedy vysoké riziko falešné negativity.