Termometri a infrarossi per garantire uno screening accurato della temperatura

Poiché lo screening della temperatura sta diventando una pratica standard negli spazi pubblici durante la pandemia in corso, molti hanno messo in discussione l'affidabilità dei termometri a infrarossi per la fronte. Come funzionano questi dispositivi? Cosa ne garantisce l'accuratezza? Questo articolo esamina la tecnologia alla base di questi strumenti essenziali.

La termometria a infrarossi offre due vantaggi fondamentali: funzionamento senza contatto e risposta rapida. Le misurazioni richiedono pochi millisecondi, eliminando i rischi di contaminazione incrociata associati ai termometri a contatto. Tuttavia, non tutti i dispositivi a infrarossi sono adatti allo screening della temperatura umana. I termometri a infrarossi industriali, progettati per scopi diversi, non dovrebbero mai essere utilizzati per applicazioni mediche.

Quando si sceglie un termometro a infrarossi per la fronte, gli standard di settore forniscono una guida essenziale. Lo standard ASTM E 1965-98 specifica che i dispositivi destinati alla misurazione della temperatura cutanea devono mantenere una precisione entro ±0,3°C (±0,54°F). Per i termometri auricolari, il requisito si restringe a ±0,2°C (±0,36°F). Queste specifiche garantiscono un rilevamento affidabile della febbre durante gli screening sanitari.

I professionisti medici devono comprendere la distinzione tra temperatura cutanea e temperatura corporea centrale. I termometri medici approvati dalla FDA sono in genere dotati di modalità "regolata" e "non regolata". La modalità regolata compensa la differenza tra la temperatura cutanea e quella centrale, mentre la modalità non regolata facilita la calibrazione.

In modalità non regolata, le letture possono apparire circa 3°C (5,4°F) inferiori alla temperatura centrale effettiva a causa di questa variazione naturale. Fattori aggiuntivi come i modelli individuali di flusso sanguigno, la traspirazione e la temperatura ambiente possono influenzare ulteriormente le misurazioni. Quando lo screening rivela una potenziale febbre, rimane consigliabile la conferma con termometri a contatto.

Tutti gli oggetti emettono energia infrarossa proporzionale alla loro temperatura. I termometri a infrarossi catturano questa energia attraverso sistemi ottici che la focalizzano su sensori specializzati. L'elettronica converte quindi questi segnali in letture della temperatura. Contrariamente ad alcuni malintesi, questi dispositivi misurano la radiazione termica, non le emissioni laser. Mentre alcuni modelli industriali includono puntatori laser per l'individuazione, i termometri medici in genere omettono questa funzione per eliminare i problemi di sicurezza per gli occhi.

Le affermazioni secondo cui i termometri a infrarossi possono danneggiare il cervello sono scientificamente infondate. Questi dispositivi funzionano passivamente, semplicemente rilevando piuttosto che emettendo energia. Anche i modelli con laser di puntamento non comportano alcun rischio se utilizzati correttamente, sebbene si debba sempre evitare l'esposizione diretta agli occhi.

I sofisticati sistemi di screening della febbre utilizzano telecamere a infrarossi per scansionare le persone che entrano nelle strutture. Le configurazioni più avanzate incorporano sorgenti di radiazione a corpo nero, oggetti con temperature e proprietà di emissione precisamente note, per mantenere la precisione della misurazione. A differenza dei termometri a punto singolo, le termocamere generano mappe di calore dettagliate dei loro soggetti.

Le procedure di calibrazione e verifica sono essenziali per uno screening affidabile della temperatura. Tre fattori chiave influenzano le prestazioni del termometro a infrarossi:

• Emissività: Questa proprietà descrive l'efficienza con cui una superficie emette radiazioni termiche. La pelle umana ha tipicamente un'emissività di 0,98, sebbene si verifichino variazioni tra 0,94 e 0,99. Una corretta calibrazione deve tenere conto di questa caratteristica.
• Lunghezza d'onda: Per le misurazioni a temperatura ambiente, la gamma di lunghezze d'onda di 8-14µm si dimostra più efficace, offrendo resistenza all'umidità e sufficiente intensità del segnale.
• Geometria: Come strumenti ottici, i termometri a infrarossi hanno specifiche caratteristiche del campo visivo descritte dal loro rapporto distanza-punto. I termometri medici per la fronte operano tipicamente entro 10 cm (4 pollici) dal sito di misurazione.

Controlli di calibrazione regolari mantengono l'accuratezza del termometro. Un processo di verifica standard prevede:

1. Posizionamento del dispositivo di calibrazione in un ambiente stabile e privo di correnti d'aria
2. Impostazione della temperatura di riferimento a 37°C (98,6°F) con emissività 0,98
3. Consentire un tempo di stabilizzazione adeguato (minimo 15 minuti)
4. Posizionamento del termometro alla distanza di misurazione specificata
5. Registrazione di letture multiple per stabilire le prestazioni medie
6. Calcolo di qualsiasi deviazione dallo standard di riferimento

Una corretta calibrazione richiede la comprensione delle specifiche tecniche e dei principi di funzionamento di questi strumenti. Mentre i metodi semplificati che utilizzano calibratori a piastra piana forniscono una verifica di base, approcci più sofisticati producono una maggiore accuratezza per applicazioni mediche critiche.