Někdy může termokamera přinést více škody než užitku, říká odborník na termodiagnostiku ze ZČU

covid-19 Věda Veřejnost

V médiích se každý den objevují zprávy o tom, že termokamerou se měří teplota lidského těla a probíhá detekce lidí nakažených koronavirem. Do nemocnic se proto mají instalovat další stovky termokamer. Je ale opravdu tak snadné pomocí termokamery určit, zda je člověk nemocný?

Na vysvětlení jsme se zeptali docenta Milana Honnera z vysokoškolského ústavu Nové technologie-výzkumné centrum (NTC) Západočeské univerzity v Plzni, který je vedoucím odborné skupiny termodiagnostiky Asociace technických diagnostiků ČR. Čemu je podle něj potřeba věnovat pozornost před nákupem termokamer a při jejich využívání v nemocnicích?

Jak vlastně termokamera měří teplotu?

Nejdříve je potřeba říct, že displej kamery sice zobrazuje údaje ve stupních Celsia, ale termokamera teplotu přímo neměří. Fyzikálně to funguje tak, že měřený povrch vydává tepelné záření, jehož intenzita je úměrná teplotě tohoto povrchu. Maticový detektor v termokameře, která je umístěna v určité vzdálenosti od měřeného objektu, dopadající záření snímá a pomocí dalších vstupních údajů jej převádí na teplotu. To je důležité si uvědomit. Velmi tedy záleží na opticko-tepelných vlastnostech měřeného povrchu, které je k určení správné teploty potřeba znát. Klíčová je v tomto smyslu vlastnost, která se nazývá emisivita.

A co technické parametry termokamer? Závisí výsledek i na tom, jaká termokamera se k měření zvolí?

Přesnost určení teploty samozřejmě záleží také na technických parametrech použité termokamery. V případě měření teploty lidského těla jsou klíčové dva parametry - rozlišení a řekněme stabilita. Rozlišení detektoru v kombinaci s použitým objektivem rozhoduje o tom, na jak malých detailech lze dobře teplotu změřit. Je to podobné jako u fotoaparátu. Druhý parametr popisuje teplotní stabilitu kamery při měření. Vnitřní prostředí termokamery se ohřívá nebo ochlazuje v závislosti na okolním prostředí i podmínkách provozu. U lepších termokamer je tento jev kompenzován vnitřní kalibrací, která probíhá v určitých časových intervalech. Není to však dostatečné na to, aby kamera měřila lidskou teplotu s požadovanou přesností. Určité řešení je v podobě termokamer, které interně nebo externě využívají černé těleso jako etalon (zdroj pro kalibraci) záření povrchu se známou teplotou. V takovém případě už je termokamera vhodná k dlouhodobému měření teplot v desetinách stupně Celsia a k detekci osob se zvýšenou teplotou i horečkou.

Měření pomocí termokamery tedy probíhá bezkontaktně na dálku. To je asi velká výhoda.

Ano, je to jedna z výhod, ale také určitá záludnost, protože prostředí mezi měřeným povrchem a termokamerou dokáže výsledky stanovení teploty zkreslit. Každý si dovede představit, že pokud v cestě měřenému záření stojí rouška nebo čepice, přes kterou měřený člověk není vidět, termokamerou asi dobře měřit nepůjde. Ne každý si také uvědomí, že například přes brýle tepelné záření neprochází, i když je přes ně vidět. Termokamera v tomto případě měří teplotu povrchu brýlí, a ne teplotu lidského oka.

I přesto je termokamera v boji proti koronaviru užitečný nástroj?

Termokamera je bezesporu v tomto boji nadmíru užitečný nástroj, ale nemůže pomoci s diagnostikou nakažených, pokud se u nich nákaza neprojevuje zvýšením teploty lidského těla. Určitou těžkostí je také to, že na povrchu lidského těla není vždy a všude vnitřní teplota, jejíž nárůst nad 37 nebo 38 °C máme za úkol zjistit. Naprosto zřetelné je to v případech, kdy osoby vstupují do budovy z vnějšího prostředí, zvláště teď, když je venku ještě chladno. Spolehlivě je vnitřní teplota těla zjistitelná například v koutku oka nebo v jiných tělních otvorech, ale z různých důvodů je obtížné tato místa použít.

Z toho, co říkáte, se zdá, že v rukou neznalého může termokamera přinést více škody než užitku.

Ano, to si myslím. V termodiagnostice strojů a zařízení pracujeme s měřením teplotních polí, kde nárůst teploty například o deset stupňů znamená, že hrozí nanejvýš porucha měřeného zařízení. Pokud ale na měření termokamerou mají být závislé lidské životy, ať už přímo tím, že nakažení mají být pomocí termokamer spolehlivě detekováni, anebo zprostředkovaně tím, že na základě jejich použití se bude rozhodovat například o prodloužení nouzového stavu, není to legrace.

Existuje nějaký doklad odbornosti, že prodejce termokamery či její operátor skutečně rozumí dané problematice?

V České republice existuje stejně jako v okolních zemích propracovaný systém certifikace personálu v oblasti technické diagnostiky. Termodiagnostika je toho nedílnou součástí. V rámci Asociace technických diagnostiků ČR fungují tzv. schválená školicí pracoviště, hodnoticí komise a udělování certifikátů pro výkon funkce technik diagnostik – termografie různých úrovní odbornosti. Zjednodušeně řečeno např. nejnižší kategorie I. dokládá, že držitel umí měřit s termokamerou dle stanovených postupů, kategorie II. dokládá, že držitel umí zvolit pro daný účel vhodnou termografickou techniku, postup měření a může kontrolovat pracovníky kategorie I. atd. Všichni musí pro získání příslušného certifikátu podstoupit školení a úspěšně složit před komisí praktickou i teoretickou zkoušku.

Vědecké týmy z celého světa intenzivně pracují na různých řešeních v boji proti koronaviru. Na čem ve vašem výzkumném centru aktuálně pracujete vy?

Problematice výzkumu měření teplotních polí, opticko-tepelných vlastností materiálů a dalším infračerveným technologiím se ve výzkumném centru NTC na Západočeské univerzitě v Plzni věnujeme již přes dvacet let. Kromě řešení několika směrů termodiagnostiky průmyslových technologií řešíme i projekt "Termovize do škol", zaměřený na střední a základní školy. Pod tímto heslem chceme předávat naše zkušenosti další generaci, pomáhat objevovat nepoznané a podnítit zájem žáků a studentů o technické vzdělávání. V rámci úvah o termokamerách ve škole jsme asi před půl rokem přišli s ideou, že by bylo dobré dát termokamery do škol nejen učitelům a žákům, ale umístit je i do školních prostor a pomocí nich s předstihem informovat o blížící se chřipkové epidemii. To nás však teprve čeká.

V současnosti můžeme prospět našimi znalostmi a zkušenostmi. Nesoutěžíme s výrobci termokamer, kdo přijde s propracovanějším řešením termokamery pro měření lidí a pacientů. Jak bylo řečeno, měření termokamerou je zvládnuto a vhodná technická řešení jsou k dispozici, ale klíčová je interpretace výsledků. Tady vidíme naši úlohu, například v tom, aby u každé kamery nemusel stát člověk a zařízení samo spolehlivě a za všech okolností plnilo daný úkol.

Kromě toho jsme jako schválené školicí pracoviště v oboru termodiagnostiky komukoliv k dispozici pro nezávislé posouzení nabídek různých výrobců a dodavatelů. Cílem je, aby například české nemocnice rychle dostaly skutečně funkční řešení. Spolupráci při zavádění termovizních technologií jsme proto nabídli i Ministerstvu zdravotnictví, které plánuje instalovat termokamery do zdravotnických zařízení. Nechtěli bychom, aby nákup termokamer pro české nemocnice byly jen vyhozené peníze.


Galerie


Termogram obličeje člověka, který se pohyboval ve vnitřním prostředí pokojové teploty.

Termogram, který je ovlivněný brýlemi a rouškou.

Termogram obličeje člověka, který přichází z vnějšího prostředí.

Nové technologie - výzkumné centrum

Dita Sládková

03. 04. 2020


Postfenomenologie, mysl a média

Beseda Konference Věda

Fakulta filozofická

12. 11. 2020

Představujeme Etický kodex ZČU (9)

Etika Studenti Zaměstnanci

Celouniverzitní

16. 11. 2020

Na závěr plzeňské Noci vědců vyrobí továrna člověka

Tisková zpráva Věda Veřejnost

Celouniverzitní

19. 11. 2020