Thermografie was dit jaar een hot topic, vanwege de behoefte aan snellere diagnostiek om de verspreiding van COVID-19 te detecteren en te voorkomen. Contactloze infraroodthermometers (NCIT's) zijn momenteel een primair hulpmiddel voor koortsscreening, maar het wijdverbreide gebruik ervan is gevoelig voor onnauwkeurigheid. Een verwante medische technologie, thermografie met behulp van infrarood thermografen (IRT's), biedt meer opties voor temperatuurschatting met grotere nauwkeurigheid. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat het gebruik van thermografie als een op zichzelf staande detectiemethode voor COVID-19 verspreiding zal voorkomen, opkomend bewijs en internationale consensus suggereren dat het inderdaad mogelijk is om IRT's effectief te gebruiken voor het detecteren van verhoogde lichaamstemperaturen.

Een rapport gepubliceerd in de Journal of Biomedical Optics biedt robuuste inzichten voor het optimaliseren van IRT-gebaseerde koortsscreening. Het onderzoek, uitgevoerd door Quanzeng Wang en medewerkers van het Center for Devices and Radiological Health van de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA), evalueerde het gebruik van IRT's onder gestandaardiseerde omstandigheden. Ze onderzochten klinische gegevens van meer dan 500 demografisch diverse individuen, waaronder 47 proefpersonen met verhoogde orale temperaturen (> 37,5 °C), het correleren van gezichtstemperaturen met orale thermometermetingen onder de tong. Het team bevestigde het nut van internationaal erkende (ISO)-normen voor het verkrijgen van consistent nauwkeurige resultaten, en rapporteerde specifiek de doeltreffendheid van ISO-methoden, inclusief doelen voor het gezicht.

Hoe werken IRT's?

We stralen warmte uit als infrarode energie, die verandert naarmate we warmer worden. IRT's zijn camerasystemen die infrarode energie kunnen detecteren, waardoor we de infrarode golven kunnen "zien". Deze metingen worden weergegeven als een tweedimensionale temperatuurverdeling die correleert met de temperatuurniveaus bij de bron. Een menselijk gezicht vertoont meestal verschillende temperaturen, warmer waar de grotere slagaders zich dichter bij het huidoppervlak bevinden, zoals de binnenste canthi (de ooghoeken waar de traanbuisjes zich bevinden) en slapen.

IRT's optimaliseren

Zoals elke technologie, IRT's zijn onderhevig aan fundamentele apparaat- en prestatievariaties, die de algehele nauwkeurigheid beïnvloeden bij gebruik in de medische praktijk. Om dergelijke variaties te minimaliseren, FDA-onderzoekers hebben de ISO-richtlijnen in hun experimenten opgenomen (bijv. omgevingscondities regelen, waarbij individuen 15 minuten voorafgaand aan de screening moeten acclimatiseren, enzovoort.). Ze rapporteerden uitstekende IRT-prestaties met duidelijke correlaties tussen IRT-metingen en basislijngegevens van de orale temperatuur.

Naast het aantonen van de effectiviteit van gestandaardiseerde methoden voor koortsscreening, uit de analyse van het team kwamen enkele belangrijke inzichten naar voren.

Een van de belangrijkste inzichten was dat het richten op het volledige gezicht voor temperatuurscreening resulteerde in een grotere nauwkeurigheid dan het nauw richten op de binnenste canthi, zoals aanbevolen door de ISO-richtlijnen. Dit inzicht kan nuttig zijn bij het bepalen van toekomstige richtingen met deze apparaten, omdat beeldvorming van het volledige gezicht veel gemakkelijker te implementeren is, omdat er geen complexe software voor het detecteren van gezichtskenmerken nodig is om de binnenste canthi-regio's te identificeren. De op één na beste prestatie omvatte het uitgebreide binnenste canthi-gebied dat breder is dan de binnenste canthi-gebieden die worden aanbevolen door de ISO-richtlijnen. Het richten op de smalle canthi-regio's leverde de op twee na beste nauwkeurigheid op.

FDA-onderzoekers berekenden een reeks afkapniveaus om de gevoeligheid en specificiteitswaarden van de IRT-metingen te optimaliseren. Hoewel er geen uniforme consensus bestaat over welke temperatuur koorts is, een orale temperatuur in het bereik van 37,5°C tot 38°C (99,5°F tot 100,4°F) wordt in de medische wereld het meest gebruikt als drempelwaarde. De auteurs waarschuwen dat het bepalen van een geschikte grenstemperatuur voor koortsscreening in de echte wereld complexe overwegingen met zich meebrengt, zoals het waarschijnlijke percentage valse positieven of negatieven, maar ook zaken als vertragingstijden, personeel, asymptomatische ziekte, en gerelateerde kosten voor gezondheidsinstanties.

IRT-gebaseerde koortsscreening

Indien uitgevoerd volgens gestandaardiseerde protocollen om nauwkeurigheid te garanderen, IRT-gebaseerde koortsscreening kan effectief personen identificeren met verhoogde lichaamstemperaturen, waaronder lichte koorts (orale temperatuur ≥37,5°C) geassocieerd met infecties in een vroeg stadium en matige symptomen. Volgens Zane Arp, Directeur van de afdeling Biomedische Fysica van de FDA, "IRT-gebaseerde koortsscreening, vooral met betrekking tot de aanpak van COVID-19, zou een element moeten zijn in een meerlagig diagnostisch proces dat andere nuttige hulpmiddelen zou omvatten. In combinatie met andere diagnostiek en medische screening is het een veel nuttiger hulpmiddel bij het opsporen van zieken." Vooral voor COVID-19 geldt de FDA heeft factsheets gepubliceerd over het juiste gebruik en de beperkingen van deze systemen.

Gezien de potentiële waarde van IRT's voor medische diagnostiek, het optimaliseren van IRT-gebaseerde koortsscreening is belangrijk, toch valt er nog veel te leren. Volgens Wang, het FDA-team plant verdere analyse om de potentiële impact van factoren als omgevingsvariabiliteit en interindividuele variabiliteit te beoordelen.