Wärmebildkameras zum Erkennen von erhöhter Körpertemperatur
Transportdrehkreuze wie Flughäfen, Seehäfen, Bahnstationen und Fernbusstationen sind nur einige Beispiele dafür, wo Sicherheitsmaßnahmen öffentlicher Instanzen helfen, die Verbreitung gefährlicher Infektionskrankheiten, wie:
das Coronavirus (2019-nCo, Covid-19, SARS-CoV-2)
das schwere akute Atemwegssyndrom (SARS)
der Ebola-Virus (EVD)
das „Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus“ (MERS-CoV),
durch konsequente Personenkontrollen zu minimieren.
Wärmebildkameras von InfraTec können diese Kontrollen unterstützen und zur effizienten Erkennung von erhöhter Körpertemperatur eingesetzt werden. Natürlich ist es damit weder möglich die Viren selbst noch eine den Virus tragende Person zu erkennen! Unter Anwendung des als Thermografie bekannten technischen Temperaturmessverfahrens erlauben moderne Wärmebildkameras aber die genaue, rückwirkungsfreie, berührungslose und flächenhafte Erfassung von Oberflächentemperaturen. Sie sind damit sehr gut geeignet, rasch und einfach erhöhte Körpertemperaturen zu detektieren, die Hinweise auf eine mögliche Virusinfektion der dem Screening unterzogenen Personen sein können.
Bei der Erfassung der Körpertemperatur wird vorzugsweise am Innenwinkel des Auges, dem Lidwinkel, von Personen gemessen. Dabei können geringste Differenzen erfasst, kritische Temperaturen vorab festgelegt und als Alarm angezeigt werden. Die Durchführung derartiger Gesundheitsschutzmaßnahmen, z. B. per Implementierung von Temperatur-Kontrollstellen, ermöglicht die Gewinnung wichtiger Informationen als Entscheidungsgrundlage für anschließende medizinische Untersuchungen der selektierten Personen und dient so der Sicherung öffentlicher Bereiche.
Selbstverständlich müssen sich nach einem solchen Hinweis stets andere Untersuchungsmethoden anschließen, die eine sichere Positiv- oder Negativaussage zur Erkrankung ermöglichen und die entsprechenden Maßnahmen auslösen!
Zuverlässige Detektion von Personen mit erhöhter Körpertemperatur
Einhaltung der Datenschutzrichtlinien: keine Erfassung biometrischer Daten oder ID-Cards, kein Abgleich mit Personenregistern
Gleichzeitige Überprüfung mehrerer Personen, auch in Bewegung, bei gleichbleibend hoher Messgenauigkeit
Hochauflösende, wiederholgenaue Messtechnik dank hoher geometrischer und thermischer Auflösung mit mindestens (640 x 480) IR-Pixeln für absolute Präzision
Flexible Weiterverwendung der Kamera für andere Messaufgaben u. a. in Bereichen der Forschung und Entwicklung, Qualitätssicherung etc.
Die im Deutschen häufig umgangssprachlich benutzten Begriffe „Fieber messen“ oder „Fieberdetektion“ sind als Bezeichnung der o. g. thermografischen Erfassung erhöhter Körpertemperaturen mit Wärmebildkameras bei strenger Betrachtung eigentlich nicht zulässig: Das liegt zum einen inhaltlich darin begründet, dass es sich bei Fieber um ein komplexes medizinisches Phänomen handelt. Zum anderen sind die zur Anwendung kommenden Kameras rein formal gesehen technische Messgeräte und keine medizinischen Diagnostikinstrumente.
Kunden erhalten von InfraTec die für diesen Einsatzzweck optimierten Kombinationen aus thermisch und geometrisch hochauflösenden Thermografiekameras und anwendungsspezifischer Software. Sie umfassen jeweils ein vollständiges Paket inklusive Anzeige‐ und Kontrollrechner sowie Stativ zum sofortigen Start des thermografischen Screenings. Diese Thermografielösungen beinhalten paketabhängig:
Thermografiekameras der Serien VarioCAM® High Definition, VarioCAM® HDx oder PIR uc 605
Exzellente thermische Auflösung von bis zu 0,02 K
Messgenauigkeiten im speziellen HiPrec‐Mode von bis zu ± 0,8 K
Geometrische Auflösung von bis zu (1.024 × 768) IR‐Pixeln (XGA) zum Mehrpersonenscreening
Thermografiesoftware THERMAL‐CHECK
Automatische optische und wahlweise akustische Alarmierung
Algorithmusbasierte Genauigkeit von bis zu ± 0,3 K
Automatische Gesichtserkennung auswählbar
Zubehör für einen direkten Start
Stativ für die Kamera
Laptop als Steuerrechner
Umfangreicher InfraTec-Service
Kostenfreie 24h‐Service‐Hotline (Ortstarif)
Garantieleistungen auf Neugeräte bis zu 48 Monate
Bis zu 36 Monate kostenfreier Software‐Updateservice
Upgrade‐Möglichkeiten für die Nutzung des Kamerasystems für andere Messaufgaben
Laden Sie sich das Whitepaper herunter, um mehr über THERMAL-CHECK zu erfahren.
Berührungslose und flächenhafte Temperaturmessung ohne externe Referenzstrahler
Parallele Kontrollen mehrerer Personen, hohe Variabilität der Größe der Probanden (z. B. Kinder)
Größte IR‐Pixelanzahl erlaubt Screening mehrerer Personen gleichzeitig, hohe Variabilität der Größe der Probanden (z. B. Kinder) bzw. größere Abstände zwischen Messsystem und zu kontrollierender Person, bei Einhaltung der Vorgaben zur Größe des optimalen Messgebietes nach DIN EN 80601‐2‐59
Auflösung kleiner Hautpartien (Augenwinkel) aus sicherer Entfernung
Bis zu ± 0,3 K Messgenauigkeit dank einstellbarer Temperaturdifferenzschwellwerte mittels Referenzbild-Algorithmus der Software THERMAL-CHECK
Hervorragende thermische Auflösung von bis zu 0,02 K
Darstellung und Auswertung in Echtzeit
Zuverlässige Temperaturmessungen basierend auf rauscharmen, hochauflösenden Infrarotdetektoren und präziser Kalibrierung
Alarmfunktion bei Überschreitung festgelegter Temperaturschwellen (Fieber bzw. erhöhte Körpertemperatur)
Speicherung individueller Einstellungen zur Erfassung erhöhter Körpertemperatur
Einfach zu installierendes Thermografiesystem zur kontinuierlichen Überwachung von Personen und -gruppen
Lösungen für den stationären als auch handgehaltenen Einsatz verfügbar
Kompatibel mit größeren externen Monitoren via HDMI*
Flyer zur Erfassung erhöhter Körpertemperatur herunterladen
Die thermografische Temperaturmessung zur Detektion von erhöhter Körpertemperatur stellt hohe Anforderungen an die dafür geeigneten Wärmebildkameras: Neben einer hohen thermischen Auflösung, die selbst geringste Temperaturdifferenzen sichtbar machen kann, müssen eine sehr gute Stabilität und Messgenauigkeit vorhanden sein, um mittels kritischer Temperaturschwellen und Alarmwerten eine Person mit erhöhter Körpertemperatur sicher von einer Person ohne diese Symptome unterscheiden zu können.
Ein weiteres sehr wichtiges Kriterium ist die erforderliche hohe geometrische Auflösung, die in der Zahl der sogenannten Infrarot(IR)‐Pixel zum Ausdruck kommt. Sie ist deshalb erforderlich, weil das in mehreren Studien als geeignet nachgewiesene Areal zum sicheren Erkennen erhöhter Körpertemperatur am inneren Lidwinkel des Auges eine nur geringe Flächenausdehnung hat, aber zur fehlerfreien Temperaturmessung scharf abgebildet werden muss.
Die Messung selbst dauert weniger als eine Sekunde und erfolgt in der Regel in Zugangsbereichen, z. B. bei der Einreisekontrolle an Flughäfen, wo die dem Screening zu unterziehenden Personen ohnehin bereits aufgereiht stehen. Maßgeblich von den weit gefächerten Anforderungen der Nutzer bestimmt, kann die Auswertung der Messungen von einer einfachen manuellen Nutzung zum Detektieren von Personen mit erhöhter Körpertemperatur für weitergehende Untersuchungen bis hin zur automatischen Erkennung und Abspeicherung reichen.
Nicht selten sind Aufgabenstellungen mit besonderen Anforderungen verknüpft. Besprechen Sie gemeinsam mit unseren Spezialisten Ihre konkrete Anwendung, erhalten Sie weiterführende technische Informationen oder lernen Sie unsere Zusatzdienstleistungen kennen.
Schon in wenigen Schritten sind Thermografiekamera und Software einsatzbereit. Dabei sind Messabstände exakt einzuhalten, die sich aus der Gerätekonfiguration ergeben, um Fehler beim Screening selbst zu vermeiden und so ein sicheres Ergebnis erzielen zu können.
Das Screening muss in einem Innenraum mit gleichbleibender Raumtemperatur durchgeführt werden
Die zu untersuchenden Personen sollten vor einer homogenen, matten Oberfläche mit Raumtemperatur stehen (z. B. Panelwand oder Stoffbahn)
Die Thermografiekamera wird auf dem Stativ entsprechend der einzuhaltenden Maximalabstände (siehe Informationen zur Konfiguration) befestigt
Festlegen des korrekten Messabstandes zur Person (Anbringen einer Bodenmarkierung zur Orientierung)
1 Thermografiekamera auf Stativ
2 Monitor mit Ergebnisanzeige
3 Abstand von der Kamera zur Person
4 Sichtfeld der Kamera (VGA: bis 64 cm, XGA: bis 102 cm)
5 Position der Person
6 Portable Trennwand (matt) zur Abschirmung von Störstrahlung aus der Umgebung
7 Kontrollebene mit festem Abstand zum Kameraobjektiv
Einschalten der Thermografiekamera ca. 30 Minuten vor dem Screening‐Beginn
Anschließen der Thermografiekamera an den Rechner (je nach Paket im Lieferumfang enthalten) laut Vorgaben
Starten der Thermografiesoftware THERMAL‐CHECK
Der Proband, der zur Alarmierung führte, wird ausgeleitet und weiteren Untersuchungen unterzogen.
Natürlich können Wärmebildkameras weder die Viren selbst noch eine den Virus tragende Person erkennen! Diese Kameras ermöglichen aber die genaue, rückwirkungsfreie, berührungslose und flächenhafte Erfassung von Oberflächentemperaturen unter Anwendung des als Thermografie bekannten technischen Temperaturmessverfahrens. Sie sind damit sehr gut geeignet, rasch und einfach erhöhte Körpertemperaturen zu detektieren, die Hinweise auf eine mögliche Virusinfektion der dem Screening unterzogenen Personen sein können. Selbstverständlich müssen sich einem solchen Hinweis stets andere Untersuchungsmethoden anschließen, die eine sichere Positiv‐ oder Negativaussage zur Erkrankung ermöglichen und die entsprechenden Maßnahmen auslösen! Die im Deutschen häufig umgangssprachlich benutzten Begriffe „Fieber messen“ oder „Fieber detektieren“ sind als Bezeichnung der o. g. thermografischen Erfassung erhöhter Körpertemperaturen mit Wärmebildkameras bei strenger Betrachtung eigentlich nicht zulässig: Das liegt zum einen inhaltlich darin begründet, dass es sich bei Fieber um ein komplexes medizinisches Phänomen handelt. Zum anderen sind die zur Anwendung kommenden Kameras rein formal gesehen „nur“ technische Messgeräte und keine medizinischen Diagnostikinstrumente.
Thermografiesysteme messen Oberflächentemperaturen anhand der emittierten Wärmestrahlung, z. B. die Temperatur der menschlichen Hautoberfläche. Diese unterscheidet sich aber von der inneren Körpertemperatur, der sogenannten Körperkerntemperatur. Die Temperatur der Hautoberfläche ist abhängig von der Umgebungstemperatur (Sommer, Winter, direkte Sonneneinstrahlung, etc.). Darüber hinaus kann ein leichter Wasserfilm infolge von Schwitzen Verdunstungskälte erzeugen. Zusätzlich bewirken Bartwuchs, Frisuren, Mundschutz, usw., dass viele Hautbereiche im Gesicht dadurch optisch „verdeckt“ sind und die Wärmestrahlung gar nicht ungehindert zur Kamera gelangen kann. Somit ist die Hautoberfläche in den meisten Gesichtspartien für eine zuverlässige, wiederholgenaue thermografische Temperaturmessung eher ungeeignet.
Der Gehörgang
Er bildet die Körperkerntemperatur sehr gut ab und wird bei der berührungslosen Temperaturmessung mit den als medizinische Diagnostikinstrumente zugelassen, manuell applizierten sogenannten Ohrthermometern genutzt. Allerdings ist eine Messung mittels Thermografie nicht praktikabel, da sich der Proband zur Kamera sehr genau positionieren müsste und außerdem oftmals der Gehörgang auch noch durch die Frisur verdeckt wird.
Die Mundhöhle
Ist prinzipiell sehr gut geeignet. Hier müssten sich die Probanden aber mit weit geöffnetem Mund vor der Thermografiekamera positionieren, was allein schon aus Hygienesicht nicht zielführend ist.
Die Augenregion
Speziell die inneren Lidwinkel: Dicht unter diesen kleinen Bereichen liegend, sorgen kräftige Blutgefäße dafür, dass die Lidwinkel eine Temperatur aufweisen, die der inneren Körpertemperatur sehr nahekommt. In mehreren Studien wurde ihre sehr gute Eignung zur Detektion erhöhter Körpertemperatur mittels frontaler Thermografie der Gesichtspartie nachgewiesen. Sie sind allerdings nur einige mm
InfraTec nutzt in den angebotenen Systemen zur Detektion erhöhter Körpertemperatur deshalb konsequent die thermografische Temperaturmessung an den inneren Lidwinkeln, als die nachweislich sicherste und zuverlässigste Methode beim thermischen Screening.
Da die zu messenden Regionen jeweils eine Dimension von ca. (3 × 3) mm² aufweisen, ist eine hohe räumliche Auflösung von ≤ 1 mm
Ein genügend großes Bildfeld ist notwendig, um Personen unterschiedlicher Körpergröße mit einer Kameraposition erfassen zu können. Das erfordert eine gewisse Mindestanzahl an Messpixeln bzw. Mindest‐Detektorformate. Laut DIN EN 80601‐2‐59 muss der Detektor der Thermografiekamera mindestens über (320 × 240) Messpixel verfügen, wobei die Gesichtspartie des Probanden mit mindestens (240 × 180) Pixeln abgedeckt sein muss (hier ca. 56 % aller Messpixel). In diesem Fall müsste die Kamera permanent nachjustiert werden, da die Probanden zumeist sehr unterschiedliche Körpergrößen aufweisen.
Wesentlich höhere Flexibilität bieten leistungsfähigere Thermografiekameras mit deutlich mehr als (320 × 240) Messpixeln. Diese ermöglichen ein ausreichend großes Bildfeld, um z. B. mehrere Personen gleichzeitig zu thermografieren. Gleichzeitig stellen sie sicher, dass dabei immer noch die Gesichtspartie, bzw. die Lidwinkel jedes einzelnen Probanden mit ausreichend Messpixeln ausgefüllt werden.
Um das Kriterium der in der Norm geforderten hohen räumlichen Auflösung von ≤ mm
Thermografiekamera (Detektorformat) | Öffnungswinkel | Möglicher Messabstand (A) | Bildfeldgröße (B) | Füllung Bildfeldbreite durch Gesichtspartie |
---|---|---|---|---|
PIR uc 605 / Standardobjektiv (640 × 480) | (32,9 × 24,2)° | ≤ 1,1 m / ≤ (3,6) feet | ≤ (63 × 47) cm / ≤ (25 × 19) inches | ca. 31 % |
PIR uc 605 / Teleobjektiv (640 × 480) | (1,.4 × 9,3)° | ≤ 3,0 m / ≤ (9,8) feet | ≤ (65 × 49) cm / ≤ (26 × 19) inches | ca. 31 % |
VarioCAM® HDx / Standardobjektiv (640 × 480) | (30,4 × 23,1)° | ≤ 1,17 m / ≤ (3,84) feet | ≤ (64 × 48) cm / ≤ (25 × 19) inches | ca. 31 % |
VarioCAM® HDx / Teleobjektiv (640 × 480) | (15,5 × 11,6)° | ≤ 2,35 m / ≤ (7,71) feet | ≤ (64 × 48) cm / ≤ (25 × 19) inches | ca. 31 % |
VarioCAM® High Definition / Standardobjektiv (1,024 × 768) | (32,4 × 24,6)° | ≤ 1,76 m / ≤ (5,77) feet | ≤ (102 × 77) cm / ≤ (40 × 30) inches | ca. 20 % / 2 Personen pro Kamera möglich |
VarioCAM® High Definition / Teleobjektiv (1,024 × 768) | (16,5 × 12,4)° | ≤ 3,52 m / ≤ (11,55) feet | ≤ (102 × 77) cm / ≤ (40 × 30) inches | ca. 20 % / 2 Personen pro Kamera möglich |
Diese Übersicht macht deutlich, dass mit größeren Detektorformaten mehr Flexibilität hinsichtlich der Anzahl gleichzeitig prüfbarer Personen und deren Körpergröße (z. B. 1,5 … 2 m) besteht, ohne dass die Kamera ständig neu positioniert werden muss, um das Kriterium der erforderlichen räumlichen Auflösung zu erfüllen. Denkbar wäre auch, die Kamera um 90° zu kippen, um noch mehr Flexibilität hinsichtlich unterschiedlicher Personengrößen zu erhalten. Natürlich kann man den Messabstand im Rahmen der Möglichkeiten weiter verringern, um die räumliche Auflösung zu verbessern. Das Bildfeld wird dann aber entsprechend kleiner und die Anforderungen an die laterale Platzierung der Probanden steigen. Der Öffnungswinkel, durch den das Verhältnis zwischen Messabstand und Bildfeldgröße bestimmt wird, kann durch die Auswahl des IR‐Objektives variiert werden. So bieten Standardobjektive von InfraTec gegenüber Teleobjektiven neben dem größeren Bildfeld den Vorteil, dass ihr Tiefenschärfebereich größer ist, was die Einhaltung der zulässigen Toleranzen beim Messabstand erleichtert und damit einen flüssigeren Ablauf des Screening und einen höheren Durchsatz gewährleistet. Die korrekten Abstände der Person zum Objektiv der gewählten Kamera können den Werten in den Tabellenspalten A und B entnommen werden. Bei der VarioCAM® High Definition können aufgrund des größeren Bildfeldes zwei Personen gleichzeitig geprüft werden (wichtig: zusätzliche Trennwand zwingend nötig).
1 Thermografiekamera auf Stativ
2 Abstand von der Kamera zur Person
3 Horizontales Sichtfeld der Kamera
4 Position der Person/zweier Personen (nur mit Trennwand und VarioCAM® High Definition mit XGA‐Auflösung möglich)
5 Portable Trennwand (matt) zur Abschirmung von Störstrahlung aus der Umgebung
In der Regel werden absolute Temperaturmessgenauigkeiten von Thermografiesystemen unter der Annahme der Schwarzkörpermessung auf ± 2 K bzw. ± 2 % und bei sehr guten Systemen auf ± 1 K bzw. ± 1 % spezifiziert. Diese Messunsicherheit ist bezogen auf den Einsatztemperaturbereich der Kamera, welcher oftmals mit (‐ 20 … 50) °C angegeben wird. In Raumtemperaturumgebung und in eingeengten Messbereichen sind sie deutlich präziser (bis zu ± 0,8 K im HiPrec‐Mode), aber nicht so genau wie z. B. berührend messende Fieberthermometer.
Lösungen von InfraTec mit optimierter Messgenauigkeit: Die vergleichende Analyse, für die sich die InfraTec‐Systeme hervorragend eignen, ist eine Möglichkeit zur weiteren Verbesserung der Messgenauigkeit. Mit Hilfe der innovativen Thermografiesoftware THERMAL‐CHECK wird laufend wahlweise der gleitende Mittelwert oder Median der gemessenen Temperaturen der inneren Lidwinkel der letzten z. B. 10 Probanden ohne detektierte erhöhte Körpertemperatur ermittelt und dieser als Referenz verwendet. Dabei wird die Tatsache zugrunde gelegt, dass Probanden mit erhöhter Körpertemperatur eine seltene Ausnahme darstellen, wohingegen unauffällige Probanden die objektiv auftretenden Umgebungseinflüsse, denen alle Probanden unterliegen in die Referenz einfließen lassen. Zusätzlich legt der Benutzer (Operator) eine Temperaturschwelle von bspw. (1 … 2) K oberhalb dieses Referenzwertes fest, bei deren Überschreiten ein entsprechender Hinweis oder ein Alarm ausgegeben wird. Diese vergleichende Analyse hat sich unter praktischen Bedingungen als sehr robust erwiesen. Falls also eine Person eine entsprechend höhere Temperatur aufweisen sollte, wird dies sicher erkannt (bis zu ± 0,3 K Genauigkeit). Diese Methode kann mit den hochwertigen Thermografiekameras aus der Serie VarioCAM® High Definition von InfraTec ohne zusätzliche Hilfsmittel wie Referenztemperaturstrahler praktiziert werden.
Neben der Wärmebildkamera spielt auch die anwendungsspezifische Software eine wichtige Rolle. Die leistungsstarke und intuitiv bedienbare Thermografiesoftware THERMAL-CHECK von InfraTec bietet zahlreiche auf die Anwendung der Detektion erhöhter Körpertemperatur ausgerichtete Mess- und Analysefunktionen. Diese ermöglichen eine zuverlässige Ermittlung der Lidwinkeltemperatur der zu kontrollierenden Personen.
Vorteile von THERMAL-CHECK
Automatische optische und wahlweise akustische Alarmierung
Algorithmusbasierte Messgenauigkeit von bis zu ± 0,3 K
Komfortable Kamerafernsteuerung
Individuell einblendbare Informationen auf dem Operator- bzw. Anzeige-Monitor
Implementierter „Anonym-Mode“ zum Datenschutz
Das Screening startet automatisch. Sobald sich das Gesicht einer Person im markierten Bereich (innerer grüner Rahmen) befindet, wird die Messung ausgeführt.
Die Ergebnisanzeige des Bildschirms färbt sich rot und je nach Ihrer Konfiguration können zusätzliche audiovisuelle Alarme ausgelöst werden.
Seit mehr als 30 Jahren entwickelt, produziert und vertreibt InfraTec moderne Infrarot-Technologie. Dazu zählen neben Thermografiekameras vor allem schlüsselfertige Thermografie-Automationslösungen, Infrarot-Präzisionsoptiken, OEM-Komponenten, Software und umfangreiches Zubehör. Mit mehr als 30 Vertriebspartnern zählt das Unternehmen aus Dresden zu den weltweit größten Anbietern kommerzieller Thermografie- und Wärmebildsysteme. Damit lösen Kunden selbst anspruchsvollste Mess- und Prüfaufgaben in Bereichen wie der Prozessoptimierung, Qualitätssicherung, Forschung und Entwicklung sowie Werkstoffprüfung. Zusätzlich bietet InfraTec den Anwendern umfangreichen Service. Dazu zählen zum Beispiel die fachkundige Beratung bei der Technikauswahl, ein Kalibrierservice sowie Personalschulungen bei der Einführung von Wärmebildtechnologie.