红外测温技术的应用和思考

苏东岳 郭丽华 孙健 李润美

1 天津市红桥医院发热门诊 （天津 300131）

2 天津市红桥医院骨科 （天津 300131）

3 天津市红桥医院内科 （天津 300131）

4 天津医科大学肿瘤医院生物治疗科，天津市肿瘤免疫与生物治疗重点实验室，天津市肿瘤防治重点实验室，天津市恶性肿瘤临床医学研究中心，国家肿瘤临床医学研究中心 （天津 300060）

内容提要：文章针对在体温筛查中红外测温仪的使用实践提出几点建议和思考，以期为医疗及日常测温提供参考。

我国在2003年初步开始应用红外测温技术筛查体温，其无接触、高效、准确的优势得到了专业人员的认可，其后在防御禽流感、甲型流感中尽显优势。通过在全国各地区交通枢纽、公共区域以及社区入口采用红外测温技术筛查体温，可以有效地对发热人员进行筛查。本研究旨在回顾红外测温技术发展历程、分类及应用现状，讨论在公众场合对大量流动人员进行体温筛查中普遍存在的若干问题，并在此基础上提出了如何改进和确保这一技术规范性和准确性的几点建议。

1.红外测温技术的发展简史

早在1800年，英国物理学家F.W.Herschl发现了红外线，拉开了红外研究的序幕。经过几代科学家一百多年的探索，二战的时候，德国人利用红外变像管研究出了世界上第一台主动型夜视仪。红外热像仪最先应用于军事上，美国最先研制出世界上第一台红外扫描侦察系统。此后，红外热像技术（Infrared Thermography，IRT）在西方国家陆续用于飞机、坦克、军舰和其他武器上，作为侦察目标的热瞄系统，大大提高了搜索、命中目标的能力。1934年，Hardy等阐述了人体红外辐射的生理作用，确立了红外技术对温度测量的诊断意义，为红外热像技术在医学领域的应用铺平了道路[1]。20世纪60年代，AGA公司发明了真正意义上的红外成像仪，其创新之处在于温度测量系统的增设。虽然红外测温技术问世的时间并不很长，但是它以安全，可靠，非接触，快速，准确，方便，寿命长等不可替代的优势，被应用于冶金，电力，交通等行业。

2.红外测温技术的分类和应用

红外测温技术的测温原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体的温度。红外测温仪是目前唯一可用于大规模人群快速发热筛查的工具，具有以下明显优点：一是与被测对象不接触，在测体温时不会造成不必要的感染；二是测温快速，通常测量时间小于1s，一般不会超过2s[2]。十分适合应用于大量流动人群体温测量[3]。这种人体红外测温仪，主要包括红外耳温计、红外额温计及红外热成像式体温筛检仪（简称红外筛检仪）等[4]。

3.红外耳温计与红外额温计

红外耳温计（耳温枪）与红外额温计（额温枪）就是通常所说的手持式红外体温检测枪。鼓膜体温计也就是红外耳温计出现较红外额温计早，其主要利用耳鼓膜发射的红外辐射来测温。但红外耳温计检测时要塞入耳内，可能造成被检测者的不适，且有交叉传染的风险。2002年，张振昌[5]提出一种可在前额进行侦测的红外线温度计，后续又有了兼测耳温和额头温功能的体温枪专利申请被提出，可以根据实际需求进行切换。红外额温计通过测量皮肤与探测器间的红外辐射交换，并经过皮肤发射率的修正测量人体表面温度的仪器，适合对人员依次、快速测温筛查。测量部位可以是人体额头、耳后或者颈脖、手腕处[6]。目前市面上常用的是红外额温计。红外额温计具有便携、快速、灵敏度及准确性高的优势，得到了广泛的应用。医院，社区，超市，甚至菜市场使用的都是红外额温计。

4.红外热成像式体温筛检仪

红外测温技术目前已发展到可对有热变化表面进行扫描测温，确定其温度分布图像，迅速检测出隐藏的温差，这就是红外热成像仪[6]。红外热成像仪是将物体表面热辐射转换成可见图像，能准确测量物体表面温度和温度分布，更适于流动人员体温全面监测测量。而且主要是人脸识别的头部检测。与手持式红外体温检测枪相比，测温距离更远、速度更快，应用于车站、机场等人流密集场所。新型红外热成像仪响应时间可达1ms。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时，要选用快速响应红外测温仪，否则达不到足够的信号响应，会降低测量精度。红外热像仪的优势是无需近距离接触，可以同时大批量测温，效率较高，基本不影响人群的通行速度，减少了被测试人的等待时间[3]。全自动红外热成像体温筛检仪虽然能够识别大流量人群的体温检测，但需监控人员从监控仪红外图像中判断体温异常对象，并在人群中发现和截留对应人员，存在辨别困难、处置时间长等问题[4]。为解决这些问题，随着科技的发展，人工智能（AI）红外体温检测系统应运而生。国内深圳市已有公司创新研究了人工智能红外体温检测系统，其可以拍摄人脸照片，并对其进行身份确认，便于体温异常者的跟踪和溯源。

5.新冠疫情期间红外体温测量的一些思考和建议

测温仪最重要的是体温测量的准确性，任何影响测量准确性的因素都会使测量的体温与实际体温产生偏差，可能会造成体温正常者被误判，造成不必要的误会和防疫人员时间、精力上的浪费，更严重时可能漏掉疑似患者，造成病毒的扩散。在查阅了大量文献及报道后，笔者总结了以下可能造成测量误差的因素。

5.1 环境温度和测量场所

在冬季，尤其在北方寒冷地区，很多情况下，需要在户外测量体温，因为测温枪对环境温度有一定要求，处于低温下的测温枪常常会因为低温而“怠工”，造成测温的反应迟钝和测量数值的偏差[7]。在上海一些社区，测量人员为测温枪穿上了“暖宝宝”，不仅使测温枪能处于正常工作温度区间，测量人员的掌心也暖和不少。

另外，额温枪最常用的测量部位是额头，因为额头皮肤比较薄，额头测试出的温度会更加接近于人体的体温。但在实践中也逐渐认识到额头温度受环境因素影响比较大。2020年2月16日，在国务院联防联控机制新闻发布会上，中国疾病预防控制中心冯研究员表示，如果要用额温枪测量从室外进入室内的人的体温，或者在室外进行体温测量时，最好测量被衣服覆盖的部位，比如手腕或者脖子，读数会更准确。

5.2 测温仪器设备的清洁消毒、保养和校准

尘土、烟雾或其他污物可能阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。应安排人员定期对红外测温设备进行检查，当发现红外探测器脏污时，应及时进行清洁，为了避免损坏红外测温仪，请首先使用压缩空气清除大的颗粒和灰尘，再用棉签沾95%的乙醇擦拭。当使用完成后，应请尽快将红外测温仪盖上镜头盖，并放入携带箱内保存。另外，厂家或计量部门应提供免费监测校准服务，派专业人员定期对仪器进行校准和保养，以确保测量的准确性和延长仪器使用寿命。

5.3 测量人员的培训

测温人员是最基层的防疫人员，其责任心，操作方法和知识水平可对测量结果造成直接影响。如有些操作人员对测温时的人机距离、操作规程不掌握，忽视被测量者额头头发遮挡和覆盖汗水的情况，造成测量失准。还有些测量人员粗心大意，对工作不够重视，缺乏责任感，使测量流于形式。所以体温测量人员的培训非常重要，应引起足够的重视。在此呼吁各级政府及卫生健康部门对所有体温测量人员进行体温枪规范操作的指导和培训，提高测温工作者的基本技能。

6.小结

面对以发热为主要特征，突发的、人群普遍易感、传播力强烈的公共卫生事件时，一种快速、准确、无接触的体温监测手段对筛查疑似患者无疑是十分必要的。红外测温仪是体温筛查的重要工具，要利用好这一利器，需要进一步提升仪器本身性能和准确性，加强监管、制定规范的培训和使用流程，以提高发热患者筛查的规范性与严谨性。