Тепловизор против COVID-19. Функциональные особенности и практика применения.

Что лучше: градусник или тепловизор?

При нынешнем уровне развития мировой науки и техники существует ограниченный перечень специализированных средств для измерения поверхностной температуры тела человека. Они делятся на две большие группы по методу применения: контактные и бесконтактные. В первую группу входят привычные всем нам градусники и термометры (ртутные, спиртовые, электронные), во вторую – дистанционный термометр (пирометр) и эпидемиологические тепловизоры, которые, в свою очередь подразделяются на ручные и стационарные.

Устройства для бесконтактного измерения температуры тела человека

Но ставить градусник каждому на проходной офисного здания или на пропускном пункте терминала аэропорта просто невозможно. Нам нужна скорость! Учитывая данные из приведённой выше таблицы, стационарный эпидемиологический тепловизор примерно в 30 000 раз(!) быстрее обычного градусника. Но как же быть с точностью? У тепловизора она в 3 раза ниже, чем у термометра. И нужна ли безупречная точность измерения для определения факта лихорадки у человека? Об этом далее в статье.

Так что же такое эпидемиологический тепловизор?

Итак. Основная задача эпидемиологического тепловизора – быстро и точно выявить человека с температурой на максимально возможной дистанции.

На первый взгляд может показаться, что с этой задачей справится любой измерительный тепловизор. Но это не так.

Для того, чтобы добиться максимальной точности измерения температуры человека (особенно если он не один и находится в движении) нужны: высокая частота радиометрических кадров, т.е. количество точек, на которых измерена температура, в единицу времени и уникальный алгоритм обработки большого массива данных.

Кроме этого, оптические блоки эпидемиологических тепловизоров комплектуются видеокамерами высокого разрешения с функцией определения лиц для создания автоматических отчетов или интеграции в систему контроля и управления доступом (СКУД). В основном, это относится к стационарным системам.

Классификация эпидемиологических тепловизоров

Эпидемиологические тепловизоры подразделяются на ручные и стационарные. Последние, в свою очередь можно разделить на те, которые используют эталонный излучатель (АЧТ) и работающие без него.

Ручные тепловизоры для измерения температуры тела

Ручные приборы представляют из себя портативные устройства, по внешнему виду напоминают обычные пирометры или ручные видеокамеры. Устанавливаются на треногу или используются операторами на проходной для индивидуального измерения температуры.

Достоинства: Лёгкие, удобные, дешевые (по сравнению со стационарными). Возможность работать несколько часов автономно за счёт встроенного аккумулятора. Полезны там, где нет возможности подключиться к стационарному источнику электроэнергии.

Недостатки: Низкая (по сравнению со стационарными) точность измерения, нет захвата всех лиц в кадре, измерение проводится по каждому человеку в отдельности, маленькая дальность действия. Оператору необходимо наводить измерительную рамку тепловизора на лицо человека – имеет место человеческий фактор. Нельзя интегрировать в СКУД. Нет записи событий с распознаванием ФИО человека по базе. Применяются для индивидуального измерения температуры тела. Не рекомендуется использовать в местах с интенсивным потоком людей.

Стационарные эпидемиологические тепловизоры для бесконтактного измерения температуры тела людей

Стационарные тепловизоры эпидемиологического контроля представляют из себя аппаратно-программные комплексы, состоящие, как правило, из двух отдельных блоков: оптический блок (тепловизор + видеокамера) и блок управления (ноутбук, системный блок, автоматизированное место оператора).

Это более точные и быстрые приборы для определения температуры человека. Основное отличие от ручных – возможность одновременного измерения температуры большого потока людей в полностью автоматическом режиме. Это свойство незаменимо в тех случаях, где индивидуальный замер температуры невозможен (например, контрольно-пропускной пункт терминала аэропорта).

Применение эпидемиологических тепловизоров

Применение стационарных эпидемиологических тепловизоров довольно обширно: терминалы аэропортов, ж/д вокзалов, морских портов; КПП; проходные предприятий, офисов; входные группы стадионов, фитнес-центров, концертных залов, гостиниц, крупных ТЦ; метро… 

Сравнительная таблица ручных и стационарных тепловизоров эпидем контроля

Основные производители тепловизоров на российском рынке

Порядок цен на эпидемиологические тепловизоры

Что такое АЧТ? Зачем оно нужно и можно ли обойтись без него?

Цель использования АЧТ – увеличить точность измерения температуры, т.е. повысить вероятность обнаружения больного человека. Но работает ли это?

Давайте разберемся... Поверхностная температура тела здорового человека находится в диапазоне от 26 °C до 37 °C и зависит от окружающей среды и физиологических особенностей конкретного организма. Возникает вопрос: зачем нам такая точность? Ведь получается, что идеально откалиброванный с помощью АЧТ тепловизор с точностью в 0,3 °C измерит температуру человека, вошедшего в помещение с морозного воздуха, но «не увидит» лихорадку, т.к. поверхностная температура тела была понижена условиями окружающей среды. Получается, что формальный подход сравнивания температур работает только в условиях постоянной окружающей температуры.

Используется математическая модель нейросети, которая вычисляет среднюю температуру у людей в потоке и корректирует поток срабатывания системы.

Автоматическая компенсация температуры

Эта технология называется автоматическая компенсация температуры или Absolute Temperature Compensator (ATC). Автоматически подсчитываются средние значения температуры последних 10 объектов, причем, не принимая во внимание 2 наибольших и 2 наименьших значения. Это позволяет использовать прибор в полностью автоматическом режиме, без использования эталонного «абсолютно чёрного тела» (АЧТ), а также исключает ложные срабатывания.

Возможна ли 100% защита от коронавируса?

Не существует тепловизоров против какого-то конкретного заболевания.

Задача тепловизора не поставить диагноз (пока это невозможно сделать на расстоянии, к сожалению), а выявлять людей с повышенной температурой тела. И с этой задачей эпидемиологические тепловизоры справляются очень неплохо. Естественно, чем технологичней тепловизор, тем меньше погрешность и точнее результат.

Здесь будет уместно провести параллель между эпидемией и военными действиями. Достоверно известно, что война даёт большой импульс для развития технологий. Уже сейчас видно, как сильно оживился рынок тепловизоров во всём мире. Кто знает, может быть после эпидемии коронавируса COVID-19 будут разработаны принципиально новые средства обнаружения больных, которые будут давать 100% результат. Пока этого не произошло.

Вернемся к военным действиям... В этом случае эпидемиологический тепловизор должен выступить в роли первого эшелона обороны. Защищает границы и принимает на себя основной, массированный удар невидимого противника. Естественно, всех больных с помощью тепловизора выявить нельзя (в основном за счет бессимптомного течения болезни и с учетом инкубационного периода). Поэтому это не единственное средство защиты от вируса: далее идут следующие эшелоны защиты – носим маски и перчатки, обрабатываем руки санитайзерами, соблюдаем режим карантина... Все вместе – это средства борьбы и каждый из них не идеален. Но вместе они дают положительный результат.

Эшелонированная система защиты, как у систем противовоздушной обороны:

┗    дальнего радиуса действия — тепловизор
┗    среднего радиуса действия — индивидуальное обследование.
┗    ближнего радиуса действия — изоляция, анализы

Существуют ли альтернативы эпидемиологическим тепловизорам?

На данный момент альтернативы эпидемиологическому тепловизору, как заградительному средству защиты на пропускных пунктах (входах) не существует! Есть средства, которые работают параллельно и тем самым повышают эффективность общей борьбы с коронавирусом.

Ношение масок должно стать нормой. Кстати, это не мешает стационарным комплексам находить лица в потоке и довольно точно измерять температуру тела.

Маски, перчатки, термометры, пирометры, тепловизоры – все это разные эшелоны обороны.

Что нас ждёт?

Таким образом, летальность испанки среди заражённых составила 3—20 % (COVID-19 - 1%)

Расслабляться рано: до конца 2021 г. мы все в зоне риска.

Всем здоровья!

Александр Кудрявцев
Руководитель отдела «Системы безопасности» компании ПЕРГАМ