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熱成像技術到底能不能防控疫情?

Aaron Pressman
2020-04-29

即使熱成像攝像機能準確測量一個人的體溫,這并不意味著它能檢測出對方是否攜帶了病毒。

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17年前的非典,讓體溫檢測在亞洲成為進出公共場所的慣常模式,而17年后,體溫檢測不再僅僅只是簡單的額溫槍、耳溫槍。中國疫情剛一爆發,紅外體溫檢測儀便迅速出現在商場、車站、機場等公共場合。一時間,在中國,紅外熱成像廠家連夜加班加點生產,這一技術成為了攝像頭、人臉識別儀等之外又一個火爆的安保產品。

但從醫學防控角度講,紅外熱成像應對新冠疫情到底多有效?新冠病毒患者在發生癥狀之前就具備傳染性,發燒并非必要癥狀,而且還有大量輕癥或無癥狀患者。根據國外研究,紅外熱成像對篩查新冠病毒等傳染病方面基本是無效的。更糟糕的是,研究表明,濫用該技術,甚至可能會帶來一種“虛假的安全感”。

新冠疫情爆發之初,舊金山還沒有發布隔離令,當時,三星為舉辦一場重要活動,采取了非同尋常的防護措施。這家科技業巨頭聘請一家初創公司,安裝了一套科幻味十足的系統,對參會者進行掃描,以識別發熱人員。

參加活動的數百人必須通過一處誤差不超過0.5華氏度的高分辨率熱成像攝像機接受體溫檢測,一款在筆記本電腦上運行的軟件會解讀攝像機采集的數據,一旦有人發熱,軟件會告知技術人員,然后,發熱人員需要接受額外的篩查。

提供該技術的公司名為CrowdRx,其拒絕透露在活動現場是否曾檢測出疑似發熱人員。但很顯然,在抗擊疫情和保護全球經濟面前,熱成像技術被新冠疫情推到了鎂光燈下,受人矚目。

由于之前的非典和H1N1疫情,亞洲的機場和火車站早已安裝了熱成像裝置,而現在,這種裝置開始遍及世界各地。從博彩業巨頭永利度假村,到巴西礦業公司淡水河谷,再到紐約、洛杉磯和舊金山等地的機場,很多地方都開始采用這種設備。

熱成像攝像機能夠識別出異常發熱人員,而高燒是感染新冠病毒的潛在癥狀之一。圖片來源:COURTESY OF FLIR

“如果說這次疫情帶來了什么好處,那就是未來在所有大型集會中,都能進行更先進的傳染病篩查。” CrowdRx公司的醫療業務總監馬特?弗里德曼說。

私營企業,熱成像儀制造商FLIR Systems在業內領先,其CEO吉姆?加農表示,新冠疫情期間,熱成像儀的需求呈指數級增長,其生產的適合醫學篩查的入門級攝像機售價為每臺5,000至7,000美元。

早在中國疫情期間,特別是1月20日鐘南山肯定了新冠肺炎是肯定的人傳人之后,紅外測溫探測儀在中國國內就一夜爆紅。在尚未摸索出如何應對這種新型病毒的時候,搬出非典時期積累下的“測體溫”經驗,成為最容易采納的防控措施。它也直接受到國家鼓勵,在1月30日國務院出臺的紅頭文件中,紅外體溫檢測儀被納入防疫重點物資。

據媒體報道,截止3月初,中國最大的兩個人體測溫設備企業,大立科技出貨了超6,000套測溫儀設備,高德紅外的人體測溫設備則累計出貨超1萬臺,其一季度業績暴增19倍。此外,工信部預計我國疫情期間這樣的檢測儀需求約6萬臺,未來該市場短期需求將達到100億人民幣左右。

熱成像攝像機不僅只適用于醫學,能源公司可以利用熱成像攝像機發現管道泄露點,工廠可以用來檢測機械設備的磨損元件,而軍方可以利用該技術在黑暗中發現敵機,甚至可以裝載在重量只有30克的無人機上,事實上,熱成像技術最早來自軍事用途。

但對于熱成像攝像機在新冠病毒疫情中到底多有用,加農非常謹慎。他說,這種攝像機能夠檢測“偏高體溫”,但并不一定代表檢測對象發熱或者感染了病毒,“攝像機不能用于任何診斷。”

這也是為什么醫護人員對這種技術日益擔憂,即使熱成像攝像機能準確測量一個人的體溫,這并不意味著它能檢測出對方是否攜帶了病毒。有些人天生就體溫偏高,或者有人在強體力活動后體溫升高。而且,因為這種攝像機需要清晰地掃描檢測對象的眼睛,因此配戴眼鏡會影響準確度。

對于疫情防控人員來說,更糟糕的是,有些人在感染病毒幾天之后才會出現癥狀,在此期間可能已經傳染了其他人。而且,新冠病毒和非典病毒最大的區別就是,發燒是非典患者的典型癥狀,但新冠肺炎患者并非所有人都發燒,更何況還有大量的輕癥甚至無癥狀患者。此外,還會有感染者通過吃藥來降低體溫,熱成像攝像機也會漏過這些人。

歐洲疾控中心最近做了一項研究,對從中國來歐洲的游客進行熱掃描,然后進行其他方面的篩查,包括詢問是否有咳嗽和呼吸困難等癥狀,結果發現,仍有四分之三的感染者沒有被檢測出來。

更致命的是,今年3月,頗具影響力的美國急救醫學研究所(ECRI),分析了熱成像儀應對新冠疫情等傳染病效果的研究,結果表明,該技術無論單獨使用還是結合調查問卷,“對于檢測感染者沒有任何效果”,并且“可能導致虛假的安全感”。

該研究所的執行董事安德魯?弗曼解釋稱,此次評估之前,一家大醫院曾征求ECRI的意見,詢問是否應該安裝熱成像攝像機對進入醫院的人員進行篩查,弗曼回答說,“即使在最好的情況下,熱掃描也會漏掉超過一半感染者。實證顯示,這種技術對于疫情防控沒有幫助。”

CrowdRx的弗里德曼也認為熱成像技術并不完善,他同時擔任洋基體育場、麥迪遜廣場花園和美網公開賽的首席內部醫生。但他引用其它一些研究稱,熱成像技術能找出90%的發熱人員,而且,他說,發熱人員的傳染性比無癥狀感染者更強。

“當然,熱成像技術識別感染者的敏感度不可能達到100%,”弗里德曼說,但即使這樣,他認為,在大型集會時,無論是職場還是大型活動,使用熱成像技術“應該是最低要求”。

未來的大流行病防控工具

為了應對下一次疫情大流行,世界各國的開發創意可謂腦洞大開。

抗菌織物

一家以色列公司將銅粒子融入織物,能夠吸住細菌和病毒,這樣的材料可用于制作防護服。而英國研究人員則在口罩織物上添加了蛋白質涂層,研究人員表示,這種口罩可以阻隔96%的空氣傳播病毒。

繪制哺乳動物體內的所有病毒

在一項投入高達數十億美元的計劃中,研究人員將某種蝙蝠體內發現的全部55種病毒全部繪制出基因譜,并以此為基礎,準備識別和分析哺乳動物體內的所有病毒。項目方稱,在前十年,研究人員預計可以繪制32萬種病毒,這樣,未來再次出現病毒從動物傳播到人體而導致疫情時,衛生官員們能夠占得先機。

消毒機器人

中國和丹麥公司開發的機器人能夠在移動過程中,對醫院和辦公室進行紫外線消毒。有些國家則嘗試使用無人機,向潛在感染區域噴灑消毒劑。

在虛擬現實中聚會

即使政府發布了隔離令,人們依舊喜歡群聚,這種情況并不鮮見。更先進的虛擬現實技術為用戶提供更逼真、更沉浸式的體驗,未來將成為一種更安全的社交方式。

監控咳嗽聲預測未來疫情

未來,咳嗽和打噴嚏的聲音可能對即將發生的疫情提供預警。馬薩諸塞大學的研究人員開發了一款設備,連接到話筒,可以對診所和醫院的候診室進行監控。如果軟件檢測到候診室內清喉嚨和氣喘的情況增加,理論上,該軟件會發出警報。去年在一家診所內進行的測試顯示,該設備所預測的發病率,與實驗室檢測的結果一致。(財富中文網)

本文另一版本登載于《財富》雜志2020年5月刊,標題為《熱成像技術能否幫助防控新冠疫情?》。

翻譯:Biz

責編:雨晨

17年前的非典,讓體溫檢測在亞洲成為進出公共場所的慣常模式,而17年后,體溫檢測不再僅僅只是簡單的額溫槍、耳溫槍。中國疫情剛一爆發,紅外體溫檢測儀便迅速出現在商場、車站、機場等公共場合。一時間,在中國,紅外熱成像廠家連夜加班加點生產,這一技術成為了攝像頭、人臉識別儀等之外又一個火爆的安保產品。

但從醫學防控角度講,紅外熱成像應對新冠疫情到底多有效?新冠病毒患者在發生癥狀之前就具備傳染性,發燒并非必要癥狀,而且還有大量輕癥或無癥狀患者。根據國外研究,紅外熱成像對篩查新冠病毒等傳染病方面基本是無效的。更糟糕的是,研究表明,濫用該技術,甚至可能會帶來一種“虛假的安全感”。

新冠疫情爆發之初,舊金山還沒有發布隔離令,當時,三星為舉辦一場重要活動,采取了非同尋常的防護措施。這家科技業巨頭聘請一家初創公司,安裝了一套科幻味十足的系統,對參會者進行掃描,以識別發熱人員。

參加活動的數百人必須通過一處誤差不超過0.5華氏度的高分辨率熱成像攝像機接受體溫檢測,一款在筆記本電腦上運行的軟件會解讀攝像機采集的數據,一旦有人發熱,軟件會告知技術人員,然后,發熱人員需要接受額外的篩查。

提供該技術的公司名為CrowdRx,其拒絕透露在活動現場是否曾檢測出疑似發熱人員。但很顯然,在抗擊疫情和保護全球經濟面前,熱成像技術被新冠疫情推到了鎂光燈下,受人矚目。

由于之前的非典和H1N1疫情,亞洲的機場和火車站早已安裝了熱成像裝置,而現在,這種裝置開始遍及世界各地。從博彩業巨頭永利度假村,到巴西礦業公司淡水河谷,再到紐約、洛杉磯和舊金山等地的機場,很多地方都開始采用這種設備。

“如果說這次疫情帶來了什么好處,那就是未來在所有大型集會中,都能進行更先進的傳染病篩查。” CrowdRx公司的醫療業務總監馬特?弗里德曼說。

私營企業,熱成像儀制造商FLIR Systems在業內領先,其CEO吉姆?加農表示,新冠疫情期間,熱成像儀的需求呈指數級增長,其生產的適合醫學篩查的入門級攝像機售價為每臺5,000至7,000美元。

早在中國疫情期間,特別是1月20日鐘南山肯定了新冠肺炎是肯定的人傳人之后,紅外測溫探測儀在中國國內就一夜爆紅。在尚未摸索出如何應對這種新型病毒的時候,搬出非典時期積累下的“測體溫”經驗,成為最容易采納的防控措施。它也直接受到國家鼓勵,在1月30日國務院出臺的紅頭文件中,紅外體溫檢測儀被納入防疫重點物資。

據媒體報道,截止3月初,中國最大的兩個人體測溫設備企業,大立科技出貨了超6,000套測溫儀設備,高德紅外的人體測溫設備則累計出貨超1萬臺,其一季度業績暴增19倍。此外,工信部預計我國疫情期間這樣的檢測儀需求約6萬臺,未來該市場短期需求將達到100億人民幣左右。

熱成像攝像機不僅只適用于醫學,能源公司可以利用熱成像攝像機發現管道泄露點,工廠可以用來檢測機械設備的磨損元件,而軍方可以利用該技術在黑暗中發現敵機,甚至可以裝載在重量只有30克的無人機上,事實上,熱成像技術最早來自軍事用途。

但對于熱成像攝像機在新冠病毒疫情中到底多有用,加農非常謹慎。他說,這種攝像機能夠檢測“偏高體溫”,但并不一定代表檢測對象發熱或者感染了病毒,“攝像機不能用于任何診斷。”

這也是為什么醫護人員對這種技術日益擔憂,即使熱成像攝像機能準確測量一個人的體溫,這并不意味著它能檢測出對方是否攜帶了病毒。有些人天生就體溫偏高,或者有人在強體力活動后體溫升高。而且,因為這種攝像機需要清晰地掃描檢測對象的眼睛,因此配戴眼鏡會影響準確度。

對于疫情防控人員來說,更糟糕的是,有些人在感染病毒幾天之后才會出現癥狀,在此期間可能已經傳染了其他人。而且,新冠病毒和非典病毒最大的區別就是,發燒是非典患者的典型癥狀,但新冠肺炎患者并非所有人都發燒,更何況還有大量的輕癥甚至無癥狀患者。此外,還會有感染者通過吃藥來降低體溫,熱成像攝像機也會漏過這些人。

歐洲疾控中心最近做了一項研究,對從中國來歐洲的游客進行熱掃描,然后進行其他方面的篩查,包括詢問是否有咳嗽和呼吸困難等癥狀,結果發現,仍有四分之三的感染者沒有被檢測出來。

更致命的是,今年3月,頗具影響力的美國急救醫學研究所(ECRI),分析了熱成像儀應對新冠疫情等傳染病效果的研究,結果表明,該技術無論單獨使用還是結合調查問卷,“對于檢測感染者沒有任何效果”,并且“可能導致虛假的安全感”。

該研究所的執行董事安德魯?弗曼解釋稱,此次評估之前,一家大醫院曾征求ECRI的意見,詢問是否應該安裝熱成像攝像機對進入醫院的人員進行篩查,弗曼回答說,“即使在最好的情況下,熱掃描也會漏掉超過一半感染者。實證顯示,這種技術對于疫情防控沒有幫助。”

CrowdRx的弗里德曼也認為熱成像技術并不完善,他同時擔任洋基體育場、麥迪遜廣場花園和美網公開賽的首席內部醫生。但他引用其它一些研究稱,熱成像技術能找出90%的發熱人員,而且,他說,發熱人員的傳染性比無癥狀感染者更強。

“當然,熱成像技術識別感染者的敏感度不可能達到100%,”弗里德曼說,但即使這樣,他認為,在大型集會時,無論是職場還是大型活動,使用熱成像技術“應該是最低要求”。

未來的大流行病防控工具

為了應對下一次疫情大流行,世界各國的開發創意可謂腦洞大開。

抗菌織物

一家以色列公司將銅粒子融入織物,能夠吸住細菌和病毒,這樣的材料可用于制作防護服。而英國研究人員則在口罩織物上添加了蛋白質涂層,研究人員表示,這種口罩可以阻隔96%的空氣傳播病毒。

繪制哺乳動物體內的所有病毒

在一項投入高達數十億美元的計劃中,研究人員將某種蝙蝠體內發現的全部55種病毒全部繪制出基因譜,并以此為基礎,準備識別和分析哺乳動物體內的所有病毒。項目方稱,在前十年,研究人員預計可以繪制32萬種病毒,這樣,未來再次出現病毒從動物傳播到人體而導致疫情時,衛生官員們能夠占得先機。

消毒機器人

中國和丹麥公司開發的機器人能夠在移動過程中,對醫院和辦公室進行紫外線消毒。有些國家則嘗試使用無人機,向潛在感染區域噴灑消毒劑。

在虛擬現實中聚會

即使政府發布了隔離令,人們依舊喜歡群聚,這種情況并不鮮見。更先進的虛擬現實技術為用戶提供更逼真、更沉浸式的體驗,未來將成為一種更安全的社交方式。

監控咳嗽聲預測未來疫情

未來,咳嗽和打噴嚏的聲音可能對即將發生的疫情提供預警。馬薩諸塞大學的研究人員開發了一款設備,連接到話筒,可以對診所和醫院的候診室進行監控。如果軟件檢測到候診室內清喉嚨和氣喘的情況增加,理論上,該軟件會發出警報。去年在一家診所內進行的測試顯示,該設備所預測的發病率,與實驗室檢測的結果一致。(財富中文網)

本文另一版本登載于《財富》雜志2020年5月刊,標題為《熱成像技術能否幫助防控新冠疫情?》。

翻譯:Biz

責編:雨晨

Samsung took an unusual precaution when it held a splashy event in San Francisco during the early days of the coronavirus outbreak, before the city issued a “shelter in place” order. The tech giant hired a startup to install a ?sci-fi-inspired system to scan con?ference attendees for fevers.

Hundreds of people going to the event had to walk past a high-?resolution thermal camera that is supposed to detect body temperatures with an accuracy of within one-half a degree Fahrenheit. A laptop running software interpreted the data and alerted a technician when anyone had an above-average temperature, a potential symptom of a COVID-19 infection, so the person could be pulled aside for additional screening.

The company that supplied the technology, CrowdRx, declined to say whether it had identified anyone at the event with a possible fever. But what’s clear is that the coronavirus epidemic has put a spotlight on thermal-imaging technology as a potentially important tool in combating pandemics and protecting the global economy.

Long a fixture in airports and rail stations in Asia, a result of the previous SARS and H1N1 epidemics there, thermal imaging is increasingly being installed worldwide. Casino giant Wynn Resorts, Brazilian miner Vale, and airports in New York, Los Angeles, and San Francisco are just a few of the customers that have recently started using the equipment.

“The silver lining of this outbreak is that in the future, more advanced infectious screening will be done at all mass gatherings,” says Matt Friedman, CrowdRx’s medical director and associate medical director at Maimonides Medical Center in Brooklyn.

Demand for thermal-imaging equipment from FLIR Systems, a leading manufacturer, has grown exponentially during the coronavirus epidemic, says Jim Cannon, the company’s CEO. The privately owned firm, based in Oregon, charges $5,000 to $7,000 for entry-level cameras that are suitable for medical screening.

FLIR’s thermal cameras aren’t just for medical uses. Energy companies install them to spot leaky pipelines; factories use them to detect worn parts in machinery; and the military uses them to spot enemy fighters in the dark, including from a drone that weighs just 30 grams.

Still, Cannon is careful when discussing what his gear can do in terms of the COVID-19 pandemic. The cameras detect “elevated body temperature,” not necessarily fevers or infection. “They can’t diagnose anything,” he explains.

And that’s a growing concern for medical professionals tasked with slowing the spread of -COVID-19. Even if a thermal camera accurately determines a person’s temperature, that doesn’t mean it can accurately detect whether he or she is carrying the virus. Some people have naturally higher body temperatures, or they may have raised their temperature through physical exertion. Moreover, wearing glasses can interfere with the technology taking accurate readings because it needs a clear view of a subject’s eyes.

And, far worse for the virus fighters, a person infected with COVID-19 can be contagious to others for several days before showing any symptoms. Other infected people may be using medication to lower their temperature, allowing them to slip past thermal cameras without being flagged.

A recent study by the European Centre for Disease Prevention and Control concluded that thermal scans of travelers from China, followed by additional screening including questions about symptoms like coughing and difficulty breathing, failed to identify three-quarters of those infected with the coronavirus.

Even more damning, in March, the influential U.S. nonprofit medical research group ECRI published an analysis of previous studies on the effectiveness of using thermal screening to fight outbreaks including ?COVID-19. It found that the technology, used alone or in conjunction with questionnaires, is “ineffective for detecting infected persons” and that it “could provide a false sense of safety.”

The review came after a large U.S. health care system asked ECRI whether it should install thermal cameras to screen people entering hospitals, explains Andrew Furman, ECRI’s executive director. “Even under a best-case scenario, you’re going to miss more than half of the infected population,” Furman says. “The evidence is telling us that this is not going to help.”

CrowdRx’s Friedman, who has also served as the lead in-house physician for Yankee Stadium, Madison Square Garden, and the U.S. Open tennis tournament, agrees that the thermal-imaging tech is imperfect. But he cites some other studies that found the technology successfully identified fevers more than 90% of the time. And people with fevers are more contagious than asymptomatic carriers, he says.

“By no means does its sensitivity approach 100% at capturing all infected persons,” Friedman says. But still, he adds, when it comes to large gatherings, either at workplaces or major events, using the technology “should be the minimum bar.”

Pandemic-fighting tools of the future

A number of far-out ideas are being developed to combat the next epidemic.

Germ-resistant clothing

An Israeli company is infusing fabric with copper to trap germs and bacteria so that it can be used in protective gear. Meanwhile, researchers in the U.K. have developed face masks manufactured with a protein coating on the fabric that they say protects against 96% of airborne virus cells.

Mapping mammals

Researchers mapped all 55 of the viruses found in a particular species of bat as a “proof of concept” for a multibillion-dollar initiative to identify and analyze all viruses in mammals. During the project’s first 10 years, orga-nizers say they could map an estimated 320,000 viruses, which may give health officials a head start in combating future pandemics caused by viruses jumping from animals to humans.

Virus-killing robots

Chinese and Danish companies have developed robots that can disinfect hospitals and offices by emitting concentrated ultraviolet light as they maneuver around. Some countries have also tried using drones to spray disinfectant on potentially infected areas.

Meet-ups in virtual reality

As seen all too often, people like to congregate even when they’ve been or-

dered not to. Better virtual reality technology that provides more realistic and immersive experiences could provide a safer way to socialize in the future.

A cacophony of coughing

The sound of people coughing and sneezing may one day provide an early

warning about impending pandemics. University of Massachusetts researchers have created a device hooked up to microphones that monitors waiting rooms in doctors’ offices and hospitals. If software detects a rise in throat clearing and wheezing, it can, in theory, raise a red flag. In a trial in one clinic last year, the device predicted illness rates that matched the results from lab tests on patients.

A version of this article appears in the May 2020 issue of Fortune with the headline “Focusing on fevers.”

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