The influence of angles and distance on assessing inner-canthi of the eye skin temperature

R. Vardasca^1,5, A.R. Marques², J. Diz², A. Seixas^3,4, J. Mendes¹, E.F.J. Ring⁵

1 LABIOMEP, UISPA-LAETA-INEGI, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal

2 Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal

3 Faculdade de Ciкncias da Saъde, Universidade Fernando Pessoa, Porto, Portugal

4 LABIOMEP, Faculdade de Desporto, Universidade do Porto, Porto, Portugal

5 Medical Imaging Research Unit, University of South Wales, Pontypridd, United Kingdom

SUMMARY

BACKGROUND: Infrared Thermography (IRT) has been proposed as primary screening method for mass assessment of populations at risk of pandemic condition related to high fever. Similar as other applications of IRT in medicine, distance and angles to target have an influence on the temperature measurements. Those can be partially corrected with extra camera lenses and advanced maths. This research aims to identify the impact of using different distances and angles, using standard camera lenses and standard image analysis software, in the assessment of the inner-canthi of the eye region of interest temperature.

METHODS: Thermal images were captured with a portable IR camera FLIR E60 in an air-conditioned room, equipped with a thermo-hygrometer, a carpet with distance and angle information and a chair. A total of 14 healthy participants were recruited who signed their informed consent after the procedure was explained to them. Facial image capture was performed in line with the Glamorgan protocol recommendations. Distances were selected from 70 to 200 cm and angles from 0 to 180 degrees' angles at 15 degrees' intervals. The distance of 100 cm and angle of 90 degrees was used as reference for calculating the differences to the other settings.

RESULTS: In all participants, the mean temperature of the inner canthi of the eye varied by 0.1єC at distances between 80 and 120 cm when compared with the reference, and by 0.4єC and 0.5єC, at angles of 105 and 75 degrees, respectively.

CONCLUSIONS: To minimise the measurement error, distances between 80 and 120 cm and angles as close as possible to 90 degrees should be used when the inner-canthi of the eye temperature is recorded with conventional lenses and standard image analysis software for fever screening.

KEY WORDS: angle of view, distance camera to object, fever assessment, inner-canthi, infrared thermography

DIE BEDEUTUNG DES BLICKWINKELS UND DER ENTFERNUNG FÜR DIE BESTIMMUNG DER TEMPERATUR DES INNEREN AUGENWINKELS

HINTERGRUND: Im Fall einer drohenden Pandemie von mit hohem Fieber einhergehenden Erkrankungen wurde die Infrarot-Thermografie (IRT) als primäre Screening-Methode für die Massenuntersuchung von Populationen vorgeschlagen. Ähnlich wie viele andere Anwendungen der IRT in der Medizin, beeinflussen der Abstand und der Winkel zum Zielobjekt die Messungen, die teilweise durch den Einsatz von zusätzlichen Kamera-Objektiven und höherer Mathematik korrigiert werden können. Die vorliegende Studie zielt darauf ab, die Auswirkungen unterschiedlicher Abständen und Winkel auf die Temperaturwerte des inneren Augenwinkels bei Verwendung von Standard-Objektiven und Standard-Software zur Bildanalyse zu untersuchen.

METHODE: Die Wärmebilder wurden mit einer tragbaren IR-Kamera FLIR E60 in einem klimatisierten Raum aufgenommen, der mit einem Thermo-Hygrometer, einem Teppich mit Distanz-und Winkelinformationen und einem Stuhl ausgestattet war. Insgesamt wurden 14 gesunde Teilnehmer rekrutiert, die eine Einwilligungserklärung unterzeichneten, nachdem ihnen das Verfahren erklärt worden war. Die Wärmebilder des Gesichts wurden im Einklang mit den Empfehlungen des Glamorgan-Protokolls aufgenommen. Es wurden Abstände von 70 bis 200 cm und Winkel von 0 bis 180 Grad Winkel bei 15 Grad Intervallen ausgewählt. Der Abstand von 100 cm und der Winkel von 90 Grad wurde als Referenz für die Berechnung der Unterschiede zu den anderen Einstellungen verwendet.

ERGEBNISSE: Verglichen mit der Referenz, variierte die mittlere Temperatur des inneren Augenwinkels bei allen Teilnehmern um 0,1 єC bei Abständen zwischen 80 und 120 cm, beziehungsweiseum0,4°C und 0,5 єC bei Winkeln von 105 und 75 Grad.

SCHLUSSFOLGERUNGEN: Um den Messfehler zu minimieren, sollten Abstände zwischen 80 und 120 cm und Winkel so nah wie möglich bei 90 Grad verwendet werden, wenn die Temperatur des inneren Augenwinkels mit herkömmlichen Linsen und Standard-Bildanalysesoftware für Fieber-Untersuchungen aufgezeichnet wird.

SCHLÜSSELWÖRTER: Blickwinkel, Abstand zum Objekt, Fieberbeurteilung, Innerer Augenwinkel, Infrarot- Thermographie

Thermology international 2017, 27(4) 130-135