Using iOS Smartphone-attached infrared camera for detecting regional skin temperature symmetry

Fábio Marcon Alfieri ^1,2, Artur Cesar Aquino dos Santos¹, Caren da Silva Dias¹, Linamara Rizzo Battistella¹

¹Centro de Pesquisa Clinica, Instituto de Medicina Fisica e Reabilitacao, Hospital das Clinicas HCFMUSP, Faculdade de Medicina, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo, SP, Brazil

²Master Course in Health Promotion - Adventist University of Sao Paulo (UNASP), Sao Paulo, Brazil.

BACKGROUND: Regardless of the widespread use of low-resolution smartphone-attached Infra-Red cameras, even in clinical settings, to date, there is little evidence of their reliability. Hence, the purpose of this study was to test the agreement between a FLIR ONE Pro camera and a high-resolution device in detecting thermal symmetry of regional skin.

MATERIALS AND METHODS: This is a test-retest reliability study with 25 healthy individuals. They were mostly female (68%), of 35.4 (9.9) years of age. Thermal images were simultaneously captured by FLIR T650sc camera and FLIR ONE Pro for iOS, a smartphone-compatible infrared (IR) imaging device. The subjects were placed at 4 meters distance to the FLIR T650sc camera and 1,5 meters away from the FLIR ONE Pro for iOS. Thermographic examinations were conducted, one week apart, each time in the morning. Thermal image recording and subjects' preparation were standardized according to specialized literature, except for acclimation time, room temperature, and humidity. Images were processed by the software FLIR Tools. The cutaneous temperature of lower limbs was assessed in ten different regions of interest: thigh, leg, knee in the anterior view and thigh and leg in the posterior view. Kappa statistics was used to test the agreement of detecting skin temperature symmetry by FLIR ONE pro for iOS compared to FLIR T650sc, and repeatability was assessed by test-retest analysis on two different days. As a secondary analysis, Lin's Concordance Correlation Coefficient (CCC, or rc), followed by Bland & Altman Limits of Agreement (LOA), were calculated to test concordance of absolute temperatures between both cameras.

RESULTS: Both cameras (FLIR T650sc and FLIR ONE Pro) were able to identify the presence of symmetry in both days of evaluations. Kappa statistics evidenced an agreement of 88% and 90% for the first (test) and the second (re-test) day of temperature collection, respectively (p< 0.0001). Lin's CCC test did not detect satisfactory agreement between both cameras regarding absolute temperature values, regardless of the day. Rho was 0.46 and 0.31 (p<0.001) in the first and second days of data collection, respectively.

CONCLUSIONS: The FLIRONE Pro for iOS appears reliable to detect qualitative symmetry of skin temperature. However, the absolute temperature values provided by this device should be considered with caution.

KEYWORDS: infrared thermography, mobile thermography, FLIR ONE, reliability, reproducibility

DIE VERWENDUNG EINER AN EIN IOS SMARTPHONE-ANGESCHLOSSENEN INFRAROTKAMERA ZUR ERKENNUNG DER SYMMETRIE REGIONALER HAUTTEMPERATUREN

HINTERGRUND: Ungeachtet des auch im klinischen Umfeld weitverbreiteten Einsatzes von an ein Smartphone angesetzten Infrarot-Kameras mit niedriger Auflösung, gibt es bisher wenig Hinweise auf ihre Zuverlässigkeit. Daher bestand der Zweck dieser Studie darin, die Übereinstimmung zwischen einer FLIR ONE Pro-Kamera und einem hochauflösenden Gerät bei der Erkennung der thermischen Symmetrie regionaler Haut zu testen.

MATERIALIEN UND METHODS: Dies ist eine Test-Retest-Zuverlässigkeitsstudie mit 25 gesunden Personen, die überwiegend weiblich (68%) und im Alter von 35,4 (±9,9) Jahren waren. Mit einer FLIR T650sc Kamera und eine FLIR ONE Pro für iOS, einer Smartphone-kompatibles Infrarot (IR) Kamera, wurden gleichzeitig Wärmebilder aufgenommen. Die Probanden wurden in 4 Metern Entfernung zur FLIR T650sc Kamera und 1,5 Meter Abstand zur FLIR ONE Pro für iOS platziert. Thermografische Untersuchungen wurden im Abstand einer Woche, jeweils am Morgen durchgeführt. Die Aufzeichnung der Wärmebilder und die Vorbereitung der Probanden wurden nach Fachliteratur standardisiert, mit Ausnahme von Akklimatisierungszeit, Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Wärmebilder wurden mit der Software FLIR Tools verarbeitet. Die Hauttemperatur an den unteren Gliedmaßen wurde in zehn verschiedenen Messarealen bewertet: Oberschenkel, und Unterschenkel in der Ansicht von vorne und hinten, das Knie in der Ansicht von vorne. Kappa-Statistiken wurden verwendet, um die Übereinstimmung des Nachweises der Hauttemperatur-Symmetrie durch FLIR ONE pro für iOS im Vergleich zu FLIR T650sc zu testen, und die Wiederholbarkeit wurde durch Test-Retest-Analyse an zwei verschiedenen Tagen bewertet. Als sekundäre Analyse wurden Lin's Konkordanz-Korrelationskoeffizient (CCC, oder rc), gefolgt von Bland & Altman Limits of Agreement (LOA), berechnet, um die Übereinstimmung der absoluten Temperaturen zwischen beiden Kameras zu testen.

ERGEBNISSE: Beide Kameras (FLIR T650sc und FLIR ONE Pro) konnten das Vorhandensein von qualitativer Symmetrie an beiden Untersuchungstagen nachweisen. Die Kappa-Statistiken zeigten eine Übereinstimmung von 88%bzw. am ersten (Test) bzw. von 90 % am zweiten (Wiederholungs-Test) Tag der Temperaturerhebung (p< 0,0001). Lin's CCC-Test fand unabhängig vom Tag keine ausreichende Übereinstimmung der absoluten Temperaturwerte zwischen beiden Kameras. Rho lag im ersten und zweiten Tag der Datenerhebung bei 0,46 bzw. 0,31 (p<0,001).

SCHLUSSFOLGERUNGEN: Die FLIR ONE Pro für iOS erscheint zuverlässig, um die Qualität einer Symmetrie der Hauttemperatur zu erkennen. Die von diesem Gerät zur Verfügung gestellten absoluten Temperaturwerte, sollten jedoch mit Vorsicht betrachtet werden.

SCHLÜSSELWÖRTER: Infrarotthermografie, Mobiltelefon gestützte Thermografie, FLIR ONE, Reliabilität Reproduzierbarkeit

Thermology international 2021, 31(2) 47-52