你家小区测体温为啥不太准？原来它是这样的测温枪
科技日报2020-02-18 23:46
科技日报记者 赵汉斌
“你的体温36.2度。”
“你的体温35.3度。”
这是记者17日进入新冠肺炎疫情防控工作新闻发布会现场和回到住家小区时，分别测得的前额体温。
我们知道，健康成年人的体温是相对恒定的，约为37℃。由于测试部位、时间、季节及个体差异等因素影响，可能略有差异，当体温超过正常值时被称为发热。
在新冠肺炎疫情防控期间，体温超过 37.3℃的必须如实报告，并自驾车或联系120救护车到发热门诊就诊。
如今我们外出时面临的“温柔一枪”，所得这些红外体温检测数值靠谱吗？会不会存在误差？
如果误差普遍偏大，会不会不利于新冠肺炎疫情的防控？那“一枪”对准哪里，测得数据可能更准确？
红外测温仪因“疫”普及
体温是显示人体生命体征最为重要的一个表征。发热也是SARS、禽流感、甲型H1N1型流感等传染病重要的首发症状，而体温检测则是诊断此类病例的首要环节。因此，在疾病预防和临床中，体温测量结果能帮助医生了解患者的病情，并对治疗方案起到相应的参考作用。
目前，常见的体温测量方式主要有两种。
一种是以水银体温计为代表有接触式测量方式，其计测量比较精准，但存在潜在的汞危害，目前世界上已经有很多国家明令禁止使用水银体温计。
另一种则是以红外体温仪为代表的非接触式，由于红外体温仪能降低交叉感染的概率，并且相较水银体温计更为方便快捷，也能避免水银的污染，因此这种测温方法逐渐被广泛应用。当一些具有发热症状的传染性疾病暴发时，红外体温仪会被广泛于医院、机场、车站、出入境检疫站点等人群聚集的公共场。
红外测温虽然显得很“灵光”，反应快，但起初由于技术还不够成熟，仅用于对温度精确程度要求不高的普通工业领域。同时，由于这种非接触式的测温办法会受到各种外在条件的影响，造成精度造成一定影响。但在2003年初SARS疫情暴发后，人们将原本用于工业的红外测温仪稍做改良后，便投入到对人体温的测量，并在医疗保健领域迅速普及开来。近年来，随着科学家和企业的不断努力，医疗用的红外测温仪的精准程度也得到了提高，其他功能也逐渐完善，在后续爆发的疫情阻击中发挥了作用。
2009年，甲型H1N1流感疫情在全球肆虐。此时全国口岸检验检疫部门基本都采用了新型的红外测温设备，改良后的产品具有测温精度高、检测视场大、检测速度快等特点，可同时检测多个目标。据统计，从2009年4月25日至12月31日，我国各口岸检验检疫部门共发现输入性甲型H1N1流感病例1029例，占国内输入性病例的45.5%，深圳、珠海、浙江、四川、厦门、福建等口岸发现输入性确诊病例比例达70%以上。
近年来，不断优化的红外测温技术，用于埃博拉出血热、寨卡病毒病、黄热病疫情等防控工作，为抗击疫情提供了强有力的技术保障。随着非接触红外人体测温仪品种不断增多，适用范围也不断扩大，国家也对医用的红外体温仪的误差值进行了明确的限定，限定误差值为±0.2℃，然而在市面上进行销售的红外体温仪却大多数无法达到这个要求。
红外线测温简史
想知道红外体温仪为何不精准，这先得了解一下这种测温方法的原理和历史。
人们最早认识红外线是在1800年，英国天文学家威廉·赫歇尔发现自然界中一切温度高于绝对零度（-273℃）的物体，每时每刻都会辐射出红外线。红外辐射的物理本质是热辐射，是一种由热运动产生、以电磁波形式传递的能量，辐射强度由物体的温度和表面的辐射率决定。
弗里德里希·威廉·赫歇尔（Friedrich Wilhelm Herschel，1738年—1822年），英国天文学家。恒星天文学的创始人，被誉为恒星天文学之父。（资料图）
随后，1821年德国科学家赛贝克发现了赛贝克效应；1859年，德国物理学家基尔霍夫以热平衡的理论为依据，得出基尔霍夫辐射定律。这些研究都为后续红外技术的有效发展提供了最有力的理论依据，红外技术也因此得到蓬勃发展与广泛应用。根据这些原理，人们可以对物体辐射的红外能量进行采集、量化，然后从量化结果计算出物体温度。
也就是说，任何温度大于绝对零度的物体，都在不停地向周围散发红外辐射，其能量大小与物体表面温度和波长分布有着直接的关系，根据物体自身的红外能量，可以测定其表面温度，这也是医用红外体温测量仪的工作原理。
红外线测温仪可以变得更准确？
红外测温仪一般由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成，如图所示：
光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
其中，红外探测器是对红外辐射信号进行量化的设备，是整个红外测温技术的核心，主要用于采集红外辐射信号并量化，其核心部件是红外焦平面阵列。这个阵列采集到强弱不等的红外辐射信号后，将其转换为电信号，再经过电压放大、转换等一系列处理，最终量化出不同的数值。
如前文所述，物体温度与物体辐射度、物体发射率等相关，其中，物理辐射度又会受到多种因素的影响，如灰尘颗粒、水蒸气，红外辐射有着强烈的吸收性。在测温距离的增加下，测温器件对于辐射的感知能力也受到了直接的影响，如果被测对象温度是确定的，在测量距离、目标物发射率、环境温度的影响下，测温器感受到的物体温度也会出现差异，这必然会降低测量的精度。
因此，要想得到精准地测量数据，最核心的还是提升产品的质量标准。
一种方法是校准红外线测温仪，这要用到黑体。因为黑体能全部吸辐射能量，并全部辐射出去，用红外测温仪检测黑体温度，才没有能量损失，测得的温度才准确。一般用人造黑体，如黑体炉对红外线测温仪进行校准、修正，通过校准后的红外测温仪，其测量结果会更加接近真实值。
第二种方法是在实际工作中正确设置红外线测温仪的发射率。这些任务我们还是交给厂家，因为这不是一般普通人、或一位社区测温工作人员所能做的。
在长治北站，医护人员正在为乘客测量体温。新华社记者 黄庆刚 摄
测量额头温度不如测量手腕准确
目前，红外线测温仪的科技含量究竟有多大呢？
中国计量技术研究院专家在接受媒体采访时表示，测温仪的测量准确度首先与仪器本身的准确程度及仪器自身质量有关；其次，测量仪器在实验室的标定温度与实测温度之间计量标准的不同，也容易引起测量误差；第三，现在测温仪测的都是人的额头、手心、脸部等部位，测量结果属于人的体表温度，而体表温度可能受人活动状态的影响产生波动，因此它并不一定能真正代表人体温度。
比如当一个人骑着自行车逆风而至，结果额温仪测量显示34℃或者无法显示数值。额温枪的说明书上也有提醒，使用者及红外额式体温计于使用前请保持在稳定的室温内至少30分钟。
但问题是在疫情防控的非常时期，在高速、人流较多的超市、办公楼等入口，我们无法做到使用前保持在稳定的室温内至少30分钟的时候再测体温，那该怎么办？
宁波市第一医院医学工程部的工作人员在反复测试后，研究出了一个额温仪测量的小窍门。请被测人员露出被衣服覆盖、没有暴露在空气里的手腕部分皮肤(左右均可)，在距离手腕6-8厘米处进行测量，这样测量出的温度更接近人体真实温度。
红外体温测量现状
由于红外体温测量技术应用至医疗领域的时间并不长，因此如果要从红外体温仪的各类来进行区分的话，可以简单分为以下4种，它们都是属于红外体温仪，但是却又各有其独到之处。
耳腔式测温仪
一般来说医学界所认为评估一个人体温的最佳部位为耳膜的温度，因为它的血管与调节人体体温的下丘脑直接相通。最初是采用热敏阻接触人体耳膜的方式来进行耳膜温度测量，但由于其对操作者的技能有着极强的要求，稍有不慎就会对耳膜造成伤害。直到1986年推出的针对耳腔设计的红外体温测量仪，才让通过耳膜测量体温的方法逐渐普及。然而在使用这种仪器测量体温的时候，同样也对操作者有一定的技术要求，同时由于是需要将探头伸入至耳腔内，因此也需要配备用于检测的一次性探头，预防交叉感染。
表皮式测温仪
这种表皮式测温仪又称之为额温计，它是通过测量人体表皮温度来进行工作的。额温计的工作原理与耳温计类似，但是它又不像耳温计是测量耳膜得到的数据那么准确，因为额温计在测量时人体表皮的温度会受到外界各种因素的影响，从而导致额温与真实体温存在差异。因此，这种测量结果一般不能作为临床医学诊断的依据。
医用红外热成像仪
这种测量方法与上述的测量方法原理是基本相同的，但是在收集与处理信号方面要比它们相对复杂，但是由于这种方法是将整个人的体温直接用二维影像的方式进行直观的呈现，因此这种仪器的使用成本较高，所以其应用范围也较为狭小。
红外体温监测仪
这种仪器是随着近几年爆发的各种有发热特征的传染病而被广泛应用起来的，由于它不仅能快速测量一定区域内的各人体温度，而且还无须直接接触目标人群，最大化避免交叉传染。因此它被广泛应用在各大公共场所。
来源：科技日报 照片除注明外均来自视觉中国
编辑：陈可轩
审核：管晶晶
终审：冷文生
举报/反馈
0
0
收藏
分享
