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Nov 20, 2023

Forscher sagen, dass im Kampf gegen Covid beliebte Infrarot-Fieberscanner äußerst ungenau sein können

Temperaturscangeräte, die in Schulen, am Arbeitsplatz und an öffentlichen Orten in den Vereinigten Staaten auf Fieber prüfen, verfälschen die Ergebnisse auf eine Weise, die das verräterische Anzeichen eines Coronavirus übersehen könnte

Temperaturscangeräte, die in Schulen, am Arbeitsplatz und an öffentlichen Orten in den Vereinigten Staaten auf Fieber prüfen, verfälschen die Ergebnisse auf eine Weise, die das verräterische Zeichen einer Coronavirus-Infektion übersehen könnte, so eine neue Studie, die Zweifel an der Wirksamkeit der Systeme bei der Hilfeleistung aufkommen lässt Die Menschen nehmen ihr normales Leben wieder auf.

Die Wärmebildkameras und „Temperaturtabletten“-Kioske gelten als wichtige erste Verteidigungslinie gegen neue Pandemieausbrüche. In einer neuen Studie der Überwachungsforschungsorganisation IPVM zu den Scannern warnen Forscher jedoch davor, dass die Tools gefährlich wirkungslos seien, was das Risiko erhöhe, dass infizierte Menschen durch medizinische Kontrollkontrollen geleitet werden und das Virus unkontrolliert verbreiten könnten.

Am Donnerstagabend, kurz nachdem die Washington Post die Forschungsergebnisse mit der Food and Drug Administration besprochen hatte, gab die Behörde eine öffentliche Warnung heraus, in der sie warnte, dass eine unsachgemäße Verwendung der Geräte zu ungenauen Messungen führen und „potenziell schwerwiegende Risiken für die öffentliche Gesundheit darstellen“ könnte.

Die Agentur gab außerdem bekannt, dass sie offizielle „Warnbriefe“ an eines der besprochenen Unternehmen sowie an drei weitere verschicken werde, weil sie „nicht genehmigte, ungeklärte und nicht autorisierte Wärmebildsysteme“ verkauft hätten.

In dem Brief an das Unternehmen Certify Global sagten FDA-Beamte, dass die Verwendung der Geräte das Risiko einer falschen Erkennung birgt, insbesondere wenn mehrere Personen gleichzeitig gescannt werden, und dass eine Person mit unentdecktem Fieber möglicherweise „weniger wahrscheinlich an einer Infektion haftet“. Richtlinien zur Prävention und Kontrolle.“

Die Forscher fanden heraus, dass sieben weit verbreitete Scanner versuchen, die Ungenauigkeiten kostengünstigerer Sensoren und die unvorhersehbaren Faktoren realer Tests zu kompensieren, indem sie die Messwerte der Körpertemperatur der Menschen „normalisieren“.

Doch dieser „Kompensationsalgorithmus“, so argumentieren sie, untergräbt den medizinischen Nutzen der Geräte erheblich. Ihre Untersuchungen ergaben, dass eine fiebrige Person mit einer Kerntemperatur von 100,4 Grad laut den Testgeräten eine Temperatur von 98 Grad haben könnte, was deutlich im gesunden Bereich liegt.

„Der Nutzen dieser Geräte als Fieber-Screener ist mittlerweile höchst fraglich und stellt wohl ein Risiko für die öffentliche Gesundheit dar, da sie aktiv Fieber als normal melden“, sagte Conor Healy, der leitende Forscher der Studie, die im Journal of Biomedical Optics veröffentlicht werden soll .

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Vertreter der getesteten Unternehmen Certify, Dahua, Meridian und ZKTeco bestritten die Ergebnisse und sagten, ihre Systeme manipulierten die Temperaturmesswerte nicht, sondern nutzten in einigen Fällen Softwaretechniken, um sich an ihre Umgebung „selbst zu kalibrieren“.

„Die Abweichungseinstellung soll die Ergebnisse nicht ‚verzerren‘. „Es ist so konzipiert, dass Kunden nur dann Warnungen erhalten, wenn tatsächlich Bedrohungen vorliegen“, sagte Larry Reed, Geschäftsführer von ZKTeco, einem Hersteller des Wärmebildsystems „SpeedFace“, das für etwa 3.800 US-Dollar verkauft wird. „An einem heißen Sommertag in Arizona könnten [nicht fiebernde] Mitarbeiter den ganzen Tag über den Gerätealarm auslösen, wenn die Temperatur auf 101 Grad eingestellt ist und die Mitarbeiter sofort beim Betreten des Gebäudes gescannt werden.“

Peter Plassmann, ein Thermografieexperte, dessen in Großbritannien ansässiges Unternehmen Thermetrix Wärmebildsysteme für medizinische Zwecke entwickelt, sagte, die Studie zeige, wie Unternehmen versucht hätten, ihr Geschäft zu stärken, indem sie die Funktionsweise der Geräte zu stark vereinfacht hätten.

„Das ist im Allgemeinen das Problem bei der Infrarotbildgebung: Sie ist so täuschend einfach“, sagte er. „Wenn man die Kamera auf jemanden richtet, erhält man ein schönes, farbenfrohes Bild und einen Temperaturmesswert. Großartig. Aber in Wirklichkeit ist das alles Quatsch. Es gibt so viele Faktoren, die Sie berücksichtigen müssen.“

Unternehmen haben die Wärmebildsysteme gefördert, weil sie Temperaturen schneller und aus sicherer Entfernung messen können als herkömmliche und Infrarot-Thermometer, die die Temperatur an der Stirn, am Ohr oder am Mund einer Person messen.

Die Scanner verwenden Infrarotsensoren, um die von der Haut einer Person abgestrahlte Wärme zu analysieren – eine genaue, aber unvollständige Widerspiegelung ihrer Körperkerntemperatur – und einige Systeme werden damit beworben, dass sie in der Lage sind, mehrere Personen in einer vorbeikommenden Menschenmenge zu beurteilen.

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Die FDA verlangt in der Regel, dass Thermoscanner und andere medizinische Geräte im Rahmen eines Prozesses, der als 510(k)-Freigabe bekannt ist, auf Sicherheit und Wirksamkeit getestet werden. Aber im April sagte die Agentur, dass sie keine Vorabprüfungen mehr verlangen und keine Einwände gegen ungeprüfte Geräte erheben werde, die „kein übermäßiges Risiko darstellen“.

Es folgte eine Welle neuer Thermoscanner, sagten die Forscher, die mehr als 200 Unternehmen zählten, die derzeit solche Geräte herstellen oder bewerben. Viele der Unternehmen sind im vergangenen Jahr zum ersten Mal in den Markt eingestiegen, ohne vorher Erfahrung mit Wärmebildtechnik oder medizinischen Geräten zu haben.

Die FDA sagte, die Änderung sei ein notwendiger Schritt, um Ängste vor Geräteknappheit auszuräumen. Die Forscher sagten jedoch, sie befürchten, dass solche ungetesteten Systeme mittlerweile weit über das ganze Land verteilt seien und ein „falsches Sicherheitsgefühl“ schüren könnten, das die öffentliche Gesundheit gefährden könnte.

Thermoscanner haben einen großen Mangel in ihrer Fähigkeit, Coronavirus-Infektionen zu erkennen: Ungefähr 40 Prozent der infizierten Menschen haben überhaupt kein Fieber, schätzten die Centers for Disease Control and Prevention letztes Jahr. Und die Temperatur einer Person kann aufgrund vieler Faktoren stark schwanken, beispielsweise wenn sie übergewichtig, gestresst, in den Wechseljahren ist oder schwere Kleidung trägt, oder wenn sie kürzlich Sport getrieben hat, aus einem heißen Auto gestiegen ist oder Alkohol oder Koffein getrunken hat.

Da es jedoch keine unmittelbare Alternative zur Erkennung gibt, betrachten viele Beamte die Fieberscans möglicherweise als ihre einzige Möglichkeit, jemanden zu identifizieren, der einen neuen Ausbruch auslösen könnte. Einige Unternehmen und Kommunalverwaltungen haben Zehntausende Dollar pro Kamera ausgegeben, um ihre Abwehrkräfte zu stärken.

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Die FDA hat daran gearbeitet, die Erwartungen der Amerikaner an den Nutzen der Systeme anzupassen. In den offiziellen Leitlinien der Behörde heißt es, dass Wärmescanner „nicht wirksam bei der Feststellung sind, ob jemand definitiv an Covid-19 erkrankt ist“; dass sie „sich nicht als genau erwiesen haben, wenn sie dazu verwendet werden, die Temperatur mehrerer Personen gleichzeitig zu messen“; dass ihre Genauigkeit stark von „sorgfältiger Einrichtung und Bedienung“ abhängt; und dass „ihre Wirksamkeit als Teil der Bemühungen, die Ausbreitung von Krankheiten einzudämmen, gemischt war.“

Bill Maisel, Chief Medical Officer und Direktor des Office of Device Evaluation am Center for Devices and Radiological Health der FDA, sagte, die Untersuchung habe mehrere Systeme identifiziert, die „nicht die Genauigkeit aufwiesen, die wir erwarten würden“. Selbst nach der Änderung der vorbörslichen Überprüfung im letzten Jahr, sagte er, verlangte die FDA immer noch, dass alle Geräte bestimmte Leistungserwartungen erfüllen. Die Agentur, fügte er hinzu, überwacht regelmäßig problematische Systeme und arbeitet mit den Unternehmen zusammen, um Fehler zu beheben, wenn sich herausstellt, dass ihre Produkte leistungsschwach sind.

Die Geräte dürften bei der Risikobewertung während der Pandemie nur eine begrenzte Rolle spielen und seien kein Ersatz für soziale Distanzierung, das Tragen von Masken oder traditionellere medizinische Untersuchungen.

Wärmebildgeräte seien „unvollkommen, und sie sind besonders unvollkommen beim Screening auf Covid“, sagte er. „Die Ungenauigkeit von Geräten ist einer der Aspekte, die zur Unvollkommenheit beitragen.“

Die IPVM-Forscher testeten keine herkömmlichen Thermometer und ihre Ergebnisse bestätigten, dass einige von der FDA zugelassene Geräte eine nahezu perfekte Genauigkeit lieferten. Aber alle von ihnen getesteten Wärmescanner schienen die hohen Temperaturwerte absichtlich in einen gesünderen, nicht fieberähnlichen Bereich zu „normalisieren“: Kältere Werte wurden nach oben gezogen, während heißere Werte nach unten gezogen wurden.

Die getesteten Systeme setzten auf kostengünstigere Hardware mit deutlich geringerer Präzision: Mehrere Scanner verwendeten einen Sensor mit einer Auflösung von etwa 1.000 Pixeln – weitaus begrenzter als der 76.000-Pixel-Sensor, der in einem der von der FDA geprüften Maschinen zu finden war, die sie als Kontrolle verwendeten Gerät.

Um eine genaue Temperaturmessung zu erhalten, besagen die internationalen Richtlinien für medizinische elektrische Geräte, dass die Systeme nur in kontrollierten Umgebungen mit regelmäßig kalibrierten Geräten an Personen verwendet werden sollten, die stets „vorbereitet“ sind: Personen, die beispielsweise aus einem Wartezimmer in Innenräumen hereinkommen ganz andere Ergebnisse als andere, die in der Sonne Schlange gestanden hatten.

Aber die Unternehmen, sagte Healy, schienen diese Herausforderung zu meistern, indem sie den Eindruck erweckten, dass die Systeme unter einer Vielzahl sich ständig ändernder Bedingungen konsistent funktionieren.

Die Systeme seien, so Healy, so konzipiert, dass sie „trotz schlechter Gerätefunktionen oder schlechter Prüfbedingungen den Anschein einer normalen Funktion aufrechterhalten und es den Herstellern ermöglichen, Leistungsprobleme zu vertuschen und gleichzeitig an eine viel breitere Palette von Anwendungsfällen zu verkaufen.“

Die Verkäufer von Thermoscannern versuchen, vom Goldrausch des Coronavirus zu profitieren

IPVM ist eine Überwachungsforschungsgruppe, die für ihre Mitglieder, hauptsächlich aus der Sicherheitsbranche, Kamerahardware, Bildgebungsgeräte und andere technische Tools untersucht. Seine Forscher untersuchten die Systeme in einem temperaturkontrollierten Lagerlabor in Pennsylvania.

Die getesteten Unternehmen sind keine bekannten Namen, aber sie bilden das technische Rückgrat der Screening-Systeme, die landesweit in Schulen, Einzelhandelsgeschäften und Arbeitsplätzen eingesetzt werden. Die Preise für die Geräte liegen zwischen 600 und 13.000 US-Dollar. Sie werden damit beworben, dass sie einzelne Personen scannen oder Besuchermassen beurteilen können.

Certify, ein in Maryland ansässiger Verkäufer von Geräten, die in Casinos und Hotels zu finden sind, wirbt auf seiner Website damit, dass es „die Nr. 1-Lösung für Fiebererkennung und thermisches Scannen auf dem Markt“ anbietet und „manuelles Scannen ersetzen“ kann.

Certify-Sprecherin Jasmine Neisser sagte, das System verändere hohe Temperaturen nicht, stelle jedoch ein Mindesttemperaturniveau ein, das einen 96-Grad-Wert zurückgibt, wenn der Scan fehlschlägt. Das System, sagte sie, „verwendet erstklassige Sensoren für thermische Anwendungen, deren Genauigkeit strengen Tests unterzogen wird.“

Tim Goodwin, Vizepräsident von Certify, hatte in einem LinkedIn-Beitrag gesagt, dass Geräte wie der SnapXT Pro, sein 2.000-Dollar-Thermoscanner mit einem 8-Zoll-Touchscreen, in „mehr als 75 Prozent der NFL-Stadien“ zu finden seien. Ein NFL-Sprecher bestritt diese Behauptung und sagte, die Geräte würden landesweit in etwa einem Dutzend der 30 Stadien der Liga eingesetzt. (Neisser sagte, dass sich der Kommentar auf die Anzahl der offenen Stadien bezog, als der Beitrag letztes Jahr geschrieben wurde, und dass zu diesem Zeitpunkt Certify-Geräte in fünf der acht Stadien eingesetzt worden waren, die damals für Besucher geöffnet waren.)

Plassmann sagte, dass die Standards der Medizingeräteindustrie für den Einsatz solcher Systeme, die alles abdecken, von der Beleuchtung und Luftfeuchtigkeit in Vorführräumen bis hin zur Zeit, die sich Menschen vor ihrem Test akklimatisieren sollten, in der realen Welt oft ignoriert werden, wo unvorhersehbare Bedingungen und öffentliche Umstände dies können variieren stark und verzerren die Ergebnisse.

Er sagte, er habe einen Zustrom von Unternehmen gesehen, die Hochglanz-Marketingmaterialien anbieten, sich aber wenig für die besten Praktiken für die öffentliche Gesundheit engagieren, und er sei besorgt, dass ihr weit verbreiteter Einsatz die Bemühungen zum Schutz vor neuen Ausbrüchen untergraben könnte.

„Es muss richtig gemacht werden“, sagte er, „sonst kann es mehr schaden als nützen.“