Как тепловизор определяет коронавирус
Обновлено: 18.04.2024
Пять секунд — это много или мало? Чтобы выпить горячий кофе — мало, чтобы приложить карту и пройти на работу — много. Но иногда даже из-за такой задержки на проходных образуются очереди, особенно по утрам. А давайте теперь выполним требования по профилактике COVID-19 и начнём измерять температуру у всех входящих? Время прохода увеличится в 3–4 раза, из-за этого появится толпа, и вместо борьбы с вирусом мы получим идеальные условия для его распространения.
Где применяются тепловизионные комплексы
Обязательных нормативов по применению тепловизионных систем в России нет, но есть общая рекомендация Роспотребнадзора, согласно которой необходимо контролировать температуру всех посетителей и сотрудников. И тепловизионные комплексы делают это почти мгновенно, не требуя от сотрудников и посетителей дополнительных действий.
Как работают системы для потокового бесконтактного измерения температуры
Обычно на входе в помещения тепловизионные комплексы интегрируются с системами контроля и управления доступом. Комплекс подключается к серверу, который обрабатывает поступающие данные алгоритмами видеоаналитики и передаёт их на автоматизированное рабочее место оператора (АРМ).
Если тепловизионная камера определяет повышенную температуру, то обычная камера снимает фото посетителя и отправляет в систему контроля для идентификации с базой сотрудников или посетителей.
Калибровка тепловизионных комплексов: от эталонных образцов к машинному обучению
Пользоваться такой системой неудобно. Так, для корректной работы тепловизора чёрное тело должно 10–15 минут прогреваться до нужной температуры. На одном объекте на ночь отключали тепловизионный комплекс, а утром АЧТ не успевало как следует нагреться. В результате у всех входящих в начале смены фиксировалась повышенная температура. Позже разобрались, теперь тепловизионный комплекс на ночь не отключают.
Сейчас мы разрабатываем экспериментальную технологию, которая позволяет обойтись без АЧТ. Оказалось, что наша кожа по своим характеристикам близка к абсолютно чёрному телу, и лицо человека можно использовать как эталон. Мы знаем, что у большинства людей температура тела — 36,6 °С. Если, например, в течение 10 минут отслеживать людей с одинаковой температурой и принять эту температуру за 36,6 °С, то можно откалибровать тепловизор по их лицам. Эта технология, реализованная с помощью искусственного интеллекта, показывает неплохие результаты — не хуже, чем у тепловизионных комплексов с АЧТ.
Там же, где АЧТ по-прежнему используется, искусственный интеллект помогает в калибровке тепловизоров. Дело в том, что большинство тепловизионных комплексов предполагает ручную установку тепловизора и его настройку на АЧТ. Но тогда при изменениях условий калибровку приходится делать заново, иначе тепловизоры начинают показывать температуру с отклонениями или реагировать на посетителей с нормальной температурой. Ручная калибровка — та ещё радость, поэтому мы разработали модуль на основе искусственного интеллекта, который отвечает за обнаружение АЧТ и настраивает всё сам.
Можно ли замаскироваться от алгоритмов
Искусственный интеллект и машинное обучение часто используются в бесконтактной биометрии. На плечи ИИ ложатся детектирование лиц в потоке для измерения температуры, игнорирование посторонних объектов (горячая чашка с кофе или чаем, элементы освещения, электроника). Ну а обучение алгоритмов на распознавание лиц в масках — must have любой системы с 2018 года, ещё до коронавируса: на Ближнем Востоке люди закрывают значительную часть лица по религиозным соображениям, а во многих азиатских странах давно используют маски для защиты от гриппа или городского смога. Распознать наполовину скрытое лицо сложнее, но и алгоритмы совершенствуются: сегодня нейросети детектируют лица в масках с такой же вероятностью, как год назад без масок.
Казалось бы, что проблемой при идентификации должны были стать маски и другие средства индивидуальной защиты. Но на практике ни наличие маски, ни изменение причёски или формы очков не влияют на точность распознавания. Алгоритмы для детектирования лиц используют точки из области глаза-уши-нос, которые остаются открытыми.
Возможности тепловизионных комплексов
Точность измерения и её скорость зависят от разрешения матрицы тепловизора и других его характеристик. Но за любой матрицей стоит ПО: за определение объектов в кадре, за их идентификацию и фильтрацию отвечает алгоритм видеоаналитики.
Например, алгоритм одного из комплексов измеряет температуру у 20 человек одновременно. Пропускная способность комплекса — до 400 человек в минуту, этого достаточно для использования на крупных промышленных предприятиях, в аэропортах и на вокзалах. При этом тепловизоры фиксируют температуру на расстоянии до 9 метров с точностью плюс-минус 0,3 °С.
Есть комплексы попроще. Однако и они могут эффективно справляться со своими задачами. Одно из решений – интеграция тепловизора в рамку металлодетектора. Такой комплект оборудования подойдёт для пропускных пунктов с небольшим потоком посетителей – до 40 человек в минуту. Подобное оборудование детектирует лица людей и измеряет температуру с точностью до 0,5 °С на расстоянии до 1 метра.
Проблемы при работе с тепловизорами
Бесконтактное измерение температуры людей в потоке пока нельзя назвать совершенным. Например, если в холодную погоду человек долго был на улице, на входе тепловизор покажет температуру на 1–2 °С ниже реальной. Из-за этого система может пропустить на объект людей с повышенной температурой. Это можно решить разными способами, например:
Эпидемия, которая охватила весь Китай, добралась и до нас. На сегодняшний день в России официально зафиксировано 2 случая по диагностированию у больных коронавируса. К счастью, без летального исхода, чего не скажешь про соседнюю Китайскую Республику, где на месяц февраль болеет свыше 77 000 человек, а умерло – свыше 2500 больных. Вирус обнаружен во множествах стран Европы, Америки и Австралии – Япония, Южная Корея, Франция, Италия, Иран, Тайланд, Германия, США и др. В общей сложности по всему миру подхвативших один из разновидностей коронавирусов – 80 593 чел., с летальным исходом – 2 708 чел.
Что собой представляет коронавирус 2019-nCoV
Семейство коронавирусов поражает и распространяется среди диких животных, которые могут заряжать домашних питомцев. В редких случаях вирус передается человеку, один из таких случаев мы наблюдаем сейчас.
Коронавирус не является заболеванием, а действует как возбудитель различных легких для человеческого организма заболеваний.
Тем не менее, существуют и тяжелые формы вируса:
- ближневосточный респираторный синдром (Mers).
- острый респираторный синдром (Sars).
У кого были выявлены хотя бы малейшие симптомы, их доставляют в госпитали на двухнедельный карантин. Из-за этого нередко люди, желая попасть скорее домой, дают ложные показания о своем самочувствии, скрывая реальную картину (как утверждают некоторые источники в Китае за это уже даже установлена смертная казнь).
Симптомы заряжения коронавирусом
Одним из основных факторов заряжения коронавирусом является высокая температура тела – свыше 38 градусов. Это позволяет применять в выявлении больных медицинский тепловизор. Тепловизионное обследование за счет подсвечивания желто-красным участков с высокой температурой даже в местах массового скопления за считанные минуты поможет определить больных с температурой.
Как тепловизор определяет коронавирус
Для нераспространения коронавирусной инфекции в аэропортах и ж/д вокзалах наиболее эффективным методом выявления больных с высокой температурой тела считается применение медицинского тепловизора.
Как тепловизор определяет коронавирус: все объекты с температурой выше абсолютного нуля выступают источниками теплового излучения, которое фиксируется прибором. Установленная в общественном месте тепловизионная камера определяет разницу температур объекта и окружающей среды. Что позволяет ей фиксировать изображения с отражаемой температурой в видимой части спектра. Чем выше температура – тем интенсивнее будет излучение (красный цвет).
Основным недостатком такой диагностики является то, что носителей инфекции, у которых температура не повышена (или они приняли жаропонижающее), определить не получится.
Какие части тела можно обследовать тепловизором
Что позволяет выявить прибор
Помимо повышенной температуры медицинский тепловизор позволяет визуализировать температурные поля, что в свою очередь дает представление о периферийном кровотоке. На его фоне можно получить информацию о тяжелых процессах, которые протекают в организме.
В свете последних событий в мире мы всё чаще слышим об эпидемиологических тепловизорах. В этой статье мы расскажем об устройстве таких приборов, чем они отличаются от обычных тепловизоров, какова их эффективность и нужны ли они вообще.
Содержание статьи
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
Точность измерения, °C
1 человек за 10 минут
1 человек за 1 минуту
1 человек за 2 секунды
1 человек за 2-3 секунды
за 0,5 секунды
до 30 человек сразу
Обычный ртутный градусник, который изобрёл Фаренгейт 300 лет назад, остаётся самым простым, точным и дешёвым средством измерения температуры тела человека. Браво Габриель!
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? к содержанию
Прежде чем начать, обратим внимание на один очень важный факт: не существует измерительного прибора, в том числе и тепловизора против какого-то конкретного заболевания: вируса или инфекции.
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 к содержанию
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
Параметр
Ручной
тепловизор
Стационарный тепловизор
Температурная чувствительность NETD
Автоматический захват всех лиц в кадре
НЕТ
Измерение проводится по каждому человеку в отдельности путем наведения измерительной рамки на лицо
Ширина зоны контроля
Наличие дневной видеокамеры
Интеграция СКУД (турникет на кпп)
Автоматическая запись тревожных событий с распознаванием фио человека по базе.
Возможность подключения мобильных устройств (планшетов) для оперативного перемещения сотрудника охраны в зоне досмотра
Основные производители тепловизоров на российском рынке
Порядок цен на эпидемиологические тепловизоры
Ручные тепловизоры: от 25 000 р. до 1 000 000 р.
Стационарные тепловизоры: от 400 000 р. до 4 000 000 р.
Что такое АЧТ? Зачем оно нужно и можно ли обойтись без него? к содержанию
АЧТ – это Абсолютно Черное Тело – эталонный излучатель, который на своей поверхности формирует очень точное значение температуры, до сотых долей градуса. Он устанавливается в поле зрения объектива тепловизора и используется в качестве эталона температуры для калибровки прибора. Таким образом увеличивается точность измерения температуры до 0,3 °C.
Цель использования АЧТ – увеличить точность измерения температуры, т.е. повысить вероятность обнаружения больного человека. Но работает ли это?
Наиболее универсальный и действенный способом безошибочного обнаружения человека с повышенной температурой в плотном потоке людей – использование математической модели, которая вычисляет среднюю температуру у людей в потоке и корректирует порог срабатывания системы.
Используется математическая модель нейросети, которая вычисляет среднюю температуру у людей в потоке и корректирует поток срабатывания системы.
Автоматическая компенсация температуры
Возможна ли 100% защита от коронавируса? к содержанию
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? к содержанию
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? к содержанию
Таким образом, летальность испанки среди заражённых составила 3—20 % (COVID-19 - 1%)
Население земли в период испанки - 1,5 млрд человек
Население земли в период COVID-19 - 7,7 млрд человек
Расслабляться рано: до конца 2021 г. мы все в зоне риска.
Споры вокруг коронавируса не прекращаются. Известно одно – инфекция уже погубила огромное количество людей по всему миру.
Споры вокруг коронавируса не прекращаются. Известно одно – инфекция уже погубила огромное количество людей по всему миру. Чтобы сдержать ее распространение, можно использовать различные средства. Поэтому в местах большого скопления граждан, устанавливаются пункты контроля, где измеряется температура тела. Для этого необязательно нанимать дополнительный персонал, ограничивать передвижение. Отличным способом проверки становится применение тепловизоров. Измерительные приборы нового поколения содержат встроенные камеры, интегрируются с программным обеспечением, системами контроля доступа.
Как работает тепловизор
Прибор известен давно охотникам, военным, охранникам. Его используют для обнаружения цели, проверки работоспособности промышленного оборудования, коммуникаций и даже для диагностики заболеваний. Для каждого конкретного случая разрабатываются уникальные решения.
Принцип работы устройства заключается в улавливании теплового поля. В его конструкции предусматриваются датчики, которые срабатывают при превышении заданных параметров. Современные тепловизоры компании KARNEEV SYSTEMS не воздействуют на человека никакими лучами и излучениями, что делает их абсолютно безопасными.
Тепловизор в борьбе с коронавирусом
К преимуществам тепловизорного контроля относятся:
- оперативность;
- безвредность;
- экономичность;
- простота и универсальность применения;
- широкий радиус действия;
- длительная автономная работа.
Контроль показателей на тепловизоре осуществляется дистанционно с операторского пункта. Это дает возможность минимизировать человеческий фактор. Можно настроить передачу сигналов при обнаружении потенциально опасных объектов на смартфон или ПК, активизировать автоматическое блокирование дверей, турникетов для оперативной идентификации и препятствия прохождения человека на территорию здания, в подземку.
В связи с пандемией коронавируса, на тепловизоры возник большой спрос. Ими повсеместно оборудуют аэропорты, вокзалы, офисные центры и иные публичные учреждения. Приборов не хватает, телефоны организаций, где их производят, разрываются от звонков потенциальных покупателей. Действительно ли тепловизоры помогают выявить коронавирус, и чем еще они полезны, мы поинтересовались у ведущего научного сотрудника Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, профессора Новосибирского государственного университета, доктора физико-математических наук Бориса Григорьевича Вайнера.
— Почему тепловизоры стали столь популярными? Они позволяют лишь выделить из толпы людей, у которых повышена температура тела, или способны разглядеть еще и пораженные органы?
— Тепловизор достаточно достоверно может распознавать людей с повышенной температурой тела. Это мы в свое время проверяли экспериментально (пример на иллюстрации). Однако считать, что око тепловизора способно проникнуть в легкие или другие органы, нельзя. Ткани человека, в составе которых много воды, непрозрачны для тепловизионного инфракрасного излучения. Если легкие поражены, узнать об этом бывает возможным лишь косвенно. При сильном воспалении внутренний орган разогрет выше нормы, теплота достигает поверхности тела, увеличивает температуру кожи, что и попадает под прицел тепловизионной камеры. Однако уверенно определить при этом, что воспалено — легкие или, например, межреберные мышцы, — однозначно не всегда удается.
Следует принимать во внимание и следующие нюансы. Если бы всех пассажиров, вышедших из самолета или поезда, направили в зал, дали им спокойно посидеть хотя бы полчаса и лишь потом проинспектировали тепловизором, это позволило бы выделить людей с относительно высокой температурой. Однако реальная картина на транспортных узлах несколько иная. Вот человек только что нес тяжелую ручную кладь или ссорился с попутчиками. Такие физические нагрузки и эмоции отражаются на кровообращении, в частности на кровоснабжении лица, сосуды которого в подобных случаях способны расшириться. И тогда возникает высокая вероятность допустить ошибку — принять вполне здорового человека за больного.
Что касается коронавируса, осложняющим фактором здесь является еще и то, что для этой инфекции, как утверждают специалисты, характерно не слишком значительное повышение температуры тела. В среднем, ее уровень составляет 37,2—37,3 о С, а такой жар часто встречается и у вполне здоровых людей.
— Пирометр, как и тепловизор, наделен способностью дистанционно измерять температуру. Однако его оптика обычно нацелена лишь на небольшую удаленную от наблюдателя область поверхности объекта. Чтобы издалека в нее попасть, в пирометры встраивают лазер, дающий видимую глазу метку, которая показывает место измерения. Пирометры успешно используют, к примеру, для определения температуры соединений на линиях электропередач, в строительстве, на производственных площадках. Главное отличие их от тепловизоров в том, что в пирометре оптика фокусирует интересующий объект, как правило, на одиночный фотоэлемент. В современном же тепловизоре таких фотоэлементов встроено в виде плоской матрицы десятки и сотни тысяч. Благодаря этому мы получаем возможность видеть двумерную температурную картину. Тепловизор — это, по сути, та же цифровая видеокамера, только вместо видимого она показывает нам тепловое изображение объекта. Тепловизионная матрица существенно дороже одиночного фотоэлемента, поэтому такие приборы стоят гораздо больше, чем пирометры.
— Для каких целей предназначены тепловизоры, разработанные в Институте физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН?
— Я буду говорить о той модели тепловизоров, разработку которой мы начали и почти сразу стали активно использовать в биомедицине уже около четверти века тому назад. Это тепловизоры с охлаждаемым матричным детектором на основе арсенида индия.
Второе ведущее направление наших исследований — применение современного тепловизионного метода к актуальным задачам биомедицины. Конечно, лечением наш институт не занимается. Актуальной научной проблемой, решаемой нами в этой сфере, служит разработка физических, математических и технических основ современной методологии, основанной на широчайших и пока еще многими не осознанных возможностях тепловидения нового поколения.
Давно стало понятным, что классические тепловизионные диагностические признаки, такие как температурный контраст и термоасимметрия тела, не содержат достаточной информации о заболевании. Мы внедряем в биомедицинское тепловидение так называемый интервентный подход, идея которого состоит в следующем: для того чтобы организм сам сообщил о своих проблемах, нужно его слегка потревожить. Это можно сделать с помощью локального нагрева, непродолжительного пережатия сосудов конечности, изменения темпа или кратковременной задержки дыхания и иных воздействий. Защищаясь, организм активизирует свои жизнеобеспечивающие системы, что выражается в изменении частоты сердечных сокращений, частоты дыхания, в виде температурных реакций и так далее. Вот тут-то с помощью наших приборов мы его и захватываем врасплох, расставляя капканы на физиологические отклики, которые он в такие минуты проявляет.
Основное преимущество нашего инновационного подхода — синхронное непрерывное измерение и сохранение в памяти компьютера большого числа (порядка 10) физиологических показателей организма, динамически изменяющихся в ходе интервентного диагностического сеанса. При этом в комплексе с тепловидением мы применяем электрокардиографию, оригинальный, предложенный нами, метод измерения скорости пульсовой волны в лучевой артерии, измерение артериального давления, частоты дыхания и другие технологии. К слову, метод сорбционно-усиленной инфракрасной термографии, разработанный нами для анализа дыхания, кратно, а в отдельных случаях даже в десятки и сотни раз, превышает по чувствительности иные известные методы подобных измерений. Он прекрасно работает и на животных, что мы вместе с биологами показали, исследуя лабораторных свиней, кроликов и крыс.
— Когда кому-то требуется узнать что-то о своем организме, он идет к терапевту, и тот выдает целую стопку направлений на обследования. Очевидно, что в интервалах между такими диагностическими процедурами пациент может попасть под влияние разнообразных внешних факторов, способных коренным образом изменить на некоторое время состояние его организма — ими могут быть выкуривание сигареты, эмоциональный всплеск, пробежка до кабинета врача и другие.
У нас же вся совокупность диагностических приемов применяется синхронно. А значит, информация об организме поступает в единый временной период, когда все физиологические показатели заведомо связаны между собой. Сердечно-сосудистая, дыхательная, терморегуляторная и другие системы находятся в это время в синхронном взаимодействии друг с другом. При интервентном возбуждении организм самостоятельно выбирает оптимальный путь к восстановлению гомеостаза, что, безусловно, отражается на динамике измеряемых показателей. Ожидается, что траектория восстановления здорового организма отличается от организма больного. Отметим, что все воздействия и сам процесс измерений у нас строго автоматизированы и проводятся под управлением компьютерной программы. Это делает исследования воспроизводимыми и не зависящими от человеческого фактора.
Мы ожидаем, что дальнейшая совместная математическая, статистическая и компьютерная обработка совокупности таких синхронно измеренных показателей может привести к принципиально новым критериям диагностики. Такого инновационного подхода в медицине пока еще не предпринималось. Сейчас мы обсуждаем с новосибирскими институтами математического профиля вопросы обработки биоданных. Если с помощью нового подхода мы научимся отличать больных людей от здоровых, то в дальнейшем речь может идти уже и о ранней диагностике серьезных заболеваний.
— Из чего состоит ваш исследовательский комплекс? Можно ли будет в дальнейшем оборудовать подобными устройствами медицинские учреждения?
— Сегодня комплекс включает в себя три компьютера, высокочувствительный (0,03 градуса) и быстродействующий (100 кадров в секунду) тепловизор, оригинальную систему с варьируемой скоростью подачи и сброса воздуха и другое оборудование. В медицину он попадет лишь после необходимых клинических испытаний с подтверждением безопасности, диагностической значимости и других характеристик, на основании чего будет получено разрешение Минздрава РФ на серийное производство и применение в медицинской практике.
Созданный нами в ИФП СО РАН прототип функционально вполне полноценен. Но в таком виде он еще не может быть передан в больницы, поскольку должен удовлетворять необходимым потребительским требованиям. Мы не занимаемся вопросами создания клинического варианта устройства по банально простой причине: эта работа требует финансирования.
— В связи с пандемией коронавируса на тепловизоры сейчас большой спрос (даже во время этого интервью Б. Г. Вайнеру позвонили с вопросом о возможности приобрести в ИФП СО РАН медицинский тепловизор. — Прим. ред.). Может ли ваш институт удовлетворить эту потребность и начать выпускать необходимые приборы?
— Созданные нами тепловизоры — не из простых. Они слишком чувствительны и высокопроизводительны для того, чтобы стоимость их изготовления была низкой. Каждое изделие — отдельная скрупулезная и отчасти ручная работа, которую не поставишь на поток. В результате цена изделия получается весьма высокой, речь идет о миллионах. Конечно, при выпуске такого оборудования имеются также и количественные ограничения.
Совсем недавно был образован консорциум, нацеленный на развитие биомедицинского направления в тепловидении. В него вошли организации из разных регионов: Институт теплофизики УрО РАН, Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, Уральский государственный медицинский университет, ИФП СО РАН, Томский политехнический университет и ряд других. Консорциум генерирует, в частности, новые задачи для применения тепловизоров. Одна из них (она пока обсуждается) — устанавливать малогабаритные неохлаждаемые приборы в кабинах автомобилей, чтобы, когда у водителя случается сердечный приступ, обморок или что-то подобное, автопилот, принявший управление, помогал бы остановить машину и вызвать помощь. Одной из задач консорциума, особая важность которой проявилась в нынешней ситуации с коронавирусом, является разработка высокоэффективных диагностических методик, основанных на применении современного тепловидения.
Читайте также: