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红外热成像在症状轻微的患者中检测COVID-19感染

冠状病毒SARS-CoV-2引起的持续的COVID-19大流行给医疗保健系统带来了重大挑战,例如在疾病的早期识别患者以提供适当的支持措施,监测疾病的进展并防止进一步的传播。从公共卫生的角度来看,后者很重要,因为据报道,多达70%的经RT-PCR确诊的COVID-19诊断患者无症状或症状极少,如果未发现,则构成严重的传染病威胁。

红外热成像是一种根据物体发出的不可见红外辐射创建可见图像的技术。在皮肤中,尽管有多种因素影响其热模式,但可以说,最重要的是血流。由于充血或炎症引起的皮肤毛细血管的扩张总与温度升高有关,反之则随着温度的下降皮肤的血管收缩或血管形成减少。红外热成像对于检测面部温度分布的细微变化非常敏感,尤其是周围温度的变化。内侧下眼睑和泪腺是对血流自主性变化做出响应的区域。此外,该技术已成功用作公共场合人体温度筛查仪,用于检测过去的呼吸道病毒流行期间的疾病。红外热成像区分有无RT-PCR的最小无症状个体,能够确诊是否为新冠肺炎。根据先前对急性发炎性疾病的研究,假设虽然额头绝对温度读数可能具有有限的诊断价值,但对额头和眼球之间的差异进行温度测量可以提供更高的诊断率。


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图为面部显现出来的热点


COVID-19感染的特征在于细胞因子驱动的炎症反应,并伴有全身性血管反应。先前的研究表明,皮肤的温度模式与深部组织的急性炎症变化高度相关。此外,因为面部是高度血管化,其某些区域对内皮细胞和自主神经的变化有显着反应,使其成为绘制炎症反应的理想区域。与脸部的其他区域(例如前额)具有相对稳定的温度相反。

结果表明,泪腺和额头的温度不对称具有强大的判别能力,可检测出COVID-19感染。额头和泪腺都显示出“热点”,这些热点可以有效地区分健康人和患病个体,因为它们是面部温度记录图最突出的特征之一。结果表明,即使是轻度症状性COVID-19感染也比其他轻度呼吸道疾病具有更强的炎症反应,并且可以使用公共场合人体温度筛查仪捕获这种反应。

红外热成像测量值和前额温度读数被用作掩护工具,用于聚集许多人,例如避难所,机场和超级市场。然而,发烧的存在是非特异性的,鉴别未出现发烧的有症状的无症状患者是唯一的方法。公共场合人体温度筛查仪捕获的是皮肤散发的热量,而不是人体的中央温度。因此,它受主体间变化的程度更大,还受年龄和性别差异,环境因素和昼夜节律的影响而变化。由于这些原因,测量目标与目标之间的热不对称性需要控制区域来控制这些因素。这些事实强烈表明,眼睛的组织积极参与了COVID-19的感染和进展,而这些结构的热成像为我们提供了深入了解传染过程。



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