COVID - 19 termowizja

Uniwersytet Śląski  w walce z epidemią koronawirusa
 
Fizycy medyczni pracujący pod kierunkiem dr. hab. Armanda Cholewki prof. UŚ z Instytutu Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego, dzięki wykorzystaniu obrazowania termicznego - termowizji – owocnie współpracują z klinikami i szpitalami w województwie śląskim w ramach licznych badań poświęconych  diagnostyce, w tym tej wczesnej  (tzw. skriningu) oraz przy ocenie efektów leczenia różnorakich schorzeń. 
 
W tych trudnych dniach, wykorzystując swoje doświadczenie i odpowiednie narzędzia pomiarowe – kamery termowizyjne -  naukowcy z Instytutu Inżynierii Biomedycznej wspierają w walce z epidemią koronawirusa Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie, Państwowy Instytut Badawczy Oddział w Gliwicach oraz Uniwersyteckie Centrum Kliniczne im. Prof. K. Gibińskiego Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach. W ośrodkach tych przeprowadzane są termowizyjne  badania przesiewowe celem stwierdzenia ewentualnej gorączki u pacjentów i personelu   pod nadzorem i przy ścisłej współpracy z pracownikami  Instytutu Inżynierii Biomedycznej  przy użyciu naszego sprzętu.
 
Pomiar temperatury przy użyciu termometru lekarskiego jest cały czas w powszechnej praktyce medycznej. Niemniej zdarzają się sytuacje, kiedy użycie termometru kontaktowego jest trudne ze względu na czas pomiaru lub też niesie ze sobą ryzyko rozprzestrzeniania się chorób.
Szczególnie przydatna jest w tych przypadkach termowizja, której standardy obrazowania w badaniach przesiewowych gorączki zostały opracowane [1, 2].  Brak kontaktu z badanym oraz niemal natychmiastowy wynik pomiaru są głównymi argumentami przemawiającymi za zastosowaniem obrazowania termicznego do sprawdzenia, czy temperatura danej osoby jest podwyższona, co może  nieść ze sobą ryzyko zarówno dla badanego jak i a może przede wszystkim dla osób, z którymi badany będzie miał kontakt.
     W roku 2008 opublikowano wyniki, które dowiodły, że największą grupą ryzyka zachorowań na choroby epidemiczne są dzieci. Postępując zgodnie z wymogami jakości ISO (ang. International Organization for Standardization) stwierdzono, że nadal nie ma wystarczających danych służących poprawnej identyfikacji gorączki. Wszelkie natomiast obserwacje podwyższonej temperatury powinny zostać skierowane do rutynowego badania klinicznego. Wykazano w ten sposób, że pomiar maksymalnej temperatury w przyśrodkowych kącikach oczu jest dobrym sposobem określenia obecności gorączki u ludzi, uzyskując silną korelację pomiędzy wynikami pomiarów dla dołu pachowego a kącików oczu. Ponadto badacze zakwestionowali wiarygodność wyznaczenia temperatury ciała na podstawie temperatury czoła [3].
Zainteresowanie tematyką badań przesiewowych znacznie wzrosło po wybuchu epidemii SARS w Azji Południowo-Wschodniej. Jak wiadomo, jednym z objawów każdej choroby zakaźnej jest gorączka, niejednokrotnie sięgająca powyżej 38°C. W celu zapobieżenia rozprzestrzeniania się choroby i kontroli ekspansji epidemii, wśród osób odwiedzających miejscowe szpitale i pacjentów zastosowano badania przesiewowe przy użyciu termowizji, gdyż nierozsądne byłoby zatrzymywanie pojedynczych osób do pomiaru temperatury ciała za pomocą termometrii kontaktowej. Kamera termowizyjna (a w zasadzie cały układ pomiarowy) zamontowana przy wejściu do budynku szpitala miała za zadanie obrazować przemieszczających się ludzi w czasie rzeczywistym i wyszukiwać osoby o podejrzanie wysokiej temperaturze ciała [2]. Podobne zastosowanie sprawdziło się w Japonii dla pasażerów samolotów międzynarodowych linii lotniczych także w okresie epidemii SARS oraz świńskiej grypy. Termowizja umożliwiła wówczas szybkie przebadanie dużej grupy pasażerów w celu wykrycia objawów SARS [4]. Przeprowadzone podczas epidemii SARS oraz grypy H1N1 badania i konieczność usystematyzowania postępowania zaowocowała opracowaniem międzynarodowych standardów pomiaru temperatury wewnętrznej organizmu człowieka korzystając z obrazowania termicznego kącików oczu [1-8]. 
W obliczu zagrożeń szybkiego rozprzestrzenienia się chorób zakaźnych objawiających się podwyższoną temperaturą ciała takich jak choćby świńska grypa to właśnie diagnostyka termowizyjna wydaje się dawać spore szanse na prowadzenie badań przesiewowych. Diagnostyka termowizyjna umożliwia zapewnienie najbardziej wydajnej metody pomagającej w zatrzymaniu rozprzestrzeniania się epidemii dzięki możliwościom przeprowadzenia szybkich, tanich i prostych w automatyzacji badań ludzi [1, 2].
[1] E. F. J. Ring, A. Jung, B. Kalicki, J. Zuber, A. Rustecka, R. Vardasca , New Standards For Fever Screening With Thermal Imaging Systems Journal Of Mechanics In Medicine And Biology 02/2013; 13(2):1350045.
[2] A. Cholewka, W. Ciszek, B. Brzęk-Pilarska, Z. Drzazga: Termowizja w badaniach przesiewowych. W: Biomedyczne zastosowania termowizji, pod redakcją H. Podbielska i A. Skrzek, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2014
[3] Ring E.F.J. et al., Detecting fever in polish children by infrared thermography, in: 9th International Conference on Quantitative Infrared Thermography, Krakow, Poland, 2008.
[4] Sun G. et al., A portable screening system for onboard entry screening at international airports using a microwave radar, reflective photo sensor and thermography, 2nd International Conference on Instrumentation, Communications, Information Technology, and Biomedical Engineering (ICICI-BME), 2011
[5] Nishiura H., Kamiya K., Fever screening during the influenza (H1N1-2009) pandemic at Narita International Airport, Japan, BMC Infectious Diseases, 111–121 (2011)
[6] Ng E.Y.K., Is thermal scanner losing its bite in mass screening of fever due to SARS?, Medical Physics 32 (2005) 93–97
[7] Chan L.S. et al., Screening for Fever by Remote-sensing Infrared Thermographic Camera, J Travel Med 2004; 11:273–279.
[8] Hewlett L.A. et al., Evaluation of an Infrared Thermal Detection System for Fever Recognition during the H1N1 Influenza Pandemic, Infect Control Hosp Epidemiol 2011;32(5):504-506