[논문]외부 환경 변화에 의한 비 접촉 체온계의 오차 범위 측정

김정은; 박상웅; 최혜경

doi:10.15268/ksim.2020.8.4.307

[국내논문] 외부 환경 변화에 의한 비 접촉 체온계의 오차 범위 측정
Investigation of Standard Error Range of Non-Contact Thermometer by Environment 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.8 no.4, 2020년, pp.307 - 321

김정은 (을지대학교 응급구조학과) , 박상웅 (을지대학교 응급구조학과) , 최혜경 (을지대학교 응급구조학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : A person infected by SARS-CoV2 may present various symptoms such as fever, pain in lower respiratory tract, and pneumonia. Measuring body temperature is a simple method to screen patients. However, changes in the surrounding environment may cause errors in infrared measurement. Hence, a non-contact thermometer controls this error by setting a correction value, but it is difficult to correct it for all environments. Therefore, we investigate device error values according to changes in the surrounding environment (temperature and humidity) and propose guidelines for reliable patient detection. Methods : For this study, the temperature was measured using three types of non-contact thermometers. For accurate temperature measurement, we used a water bath kept at a constant temperature. During temperature measurement, we ensured that the temperature and humidity were maintained using a thermo-hygrometer. The conditions of the surrounding environment were changed by an air conditioner, humidifier, warmer, and dehumidifier. Results : The temperature of the water bath was measured using a non-contact thermometer kept at various distances ranging from 3~10 cm. The value measured by the non-contact thermometer was then verified using a mercury thermometer, and the difference between the measured temperatures was compared. It was observed that at normal surrounding temperature (24 ℃), there was no difference between the values when the non-contact thermometer was kept at 3 cm. However, as the distance of the non-contact thermometer was increased from the water bath, the recorded temperature was significantly different compared with that of mercury thermometer. Moreover, temperature measurements were conducted at different surrounding temperatures and the results obtained significantly varied from when the thermometer was kept at 3 cm. Additionally, it was observed that the effect on temperature decreases with an increase in humidity Conclusion : In conclusion, non-contact thermometers are lower in lower temperature and dry weather in winter.

주제어

표/그림 (19)

그림 Fig 1. Schematic diagram of infrared thermometer
그림 Fig 2. Photo of the non-contact thermometer model used for this study
표 Table 1. One way ANOVA analysis according to distance on temperature –3.3 ℃ and humidity 52 %
표 Table 2. Post hoc analysis Bonferroni correction to distance on temperature –3.3 ℃ and humidity 52%
그림 Fig 3. Alteration of temperature by according to distance on –3.3 ℃ and 52 % humidity
표 Table 3. One way ANOVA analysis according to distance on temperature 23.9 ℃ and humidity 59 %
표 Table 4. Post hoc analysis Bonferroni correction to distance on temperature 23.9 ℃ and humidity 59 %
그림 Fig 4. Alteration of temperature by according to distance on 23.9 ℃ and 59 % humidity
표 Table 5. One way ANOVA analysis according to distance on temperature 40.3 ℃ and humidity 45 %
표 Table 6. Post hoc analysis Bonferroni correction to distance on temperature 40.3 ℃ and humidity 45 %
그림 Fig 5. Alteration of temperature by according to distance on 40.3 ℃ and 45 % humidity
표 Table 7. One way ANOVA analysis according to distance on temperature 1.9 ℃ and humidity 81 %
그림 Fig 6. Alteration of temperature by according to distance on 1.9 ℃ and 81 % humidity
표 Table 8. Post hoc analysis Bonferroni correction to distance on temperature 1.9 ℃ and humidity 81 %
그림 Fig 7. Comparison of measured temperature to humidity change on winter environment
표 Table 9. One way ANOVA analysis according to distance on temperature 23.8 ℃ and humidity 99 %
표 Table 10. Post hoc analysis Bonferroni correction to distance on temperature 23.8 ℃ and humidity 99 %
그림 Fig 8. Alteration of temperature by according to distance on 23.8 ℃ and 99 % humidity
그림 Fig 9. Comparison of measured temperature to humidity change on spring environment

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

우리는 외부 환경 변화 (온도, 습도, 측정 거리)에 따른 방사율의 변화에 따른 비접촉 체온계의 오차 범위를 측정하고자 한다.

제안 방법

본 연구는 밀폐된 장소에서 에어컨과 온풍기, 제습기와 가습기 등을 이용하여 인위적으로 외부 환경을 만들어 실험을 진행하였다. 온도 측정은 항온 수조를 이용하여 일정한 온도의 물이 흐르는 관에 비접촉 온도계를 사용하여 환경에 따른 거리별, 습도별, 외부 온도에 따른 변화를 비교 분석하였다.
설정 온도는 현재 실험실에서 측정 가능한 온도가 영하 3.3 ℃ 까지 측정이 가능하여 최저 온도로 잡았으며, 우리나라 4계절을 기준으로 평균 온도와 습도를 기준으로 온도 습도를 설정하였다.
본 연구는 밀폐된 장소에서 에어컨과 온풍기, 제습기와 가습기 등을 이용하여 인위적으로 외부 환경을 만들어 실험을 진행하였다. 온도 측정은 항온 수조를 이용하여 일정한 온도의 물이 흐르는 관에 비접촉 온도계를 사용하여 환경에 따른 거리별, 습도별, 외부 온도에 따른 변화를 비교 분석하였다.
일정한 온도의 물이 흐르는 항온 수조(정밀항온수조, DH20030300P0181, 대한 과학, 한국)의 고무관에 온도 측정을 하였다. 온도 측정의 정확성을 확인하고자 수온 온도계와 비접촉 체온계의 온도를 바로 앞에서 측정하여 온도 차이가 없는 것을 확인하고 실험을 진행하였다. 비접촉 체온계는 현재 시판되고 있는 체온계를 사용하였다.

대상 데이터

비접촉 체온계는 현재 시판되고 있는 체온계를 사용하였다. 비접촉 체온계(써모파인더 FS-300, 휴비딕, 대한민국; 써모파인더 플러스 HFS-1000, 휴비딕, 한국; Infrared Thermometer CK-T1502, Changkun, 중국)(Fig 2)를 이용하여 온도를 측정하였다. 측정은 2회 각 기계마다 2회 반복 측정하였다.
온도 측정의 정확성을 확인하고자 수온 온도계와 비접촉 체온계의 온도를 바로 앞에서 측정하여 온도 차이가 없는 것을 확인하고 실험을 진행하였다. 비접촉 체온계는 현재 시판되고 있는 체온계를 사용하였다. 비접촉 체온계(써모파인더 FS-300, 휴비딕, 대한민국; 써모파인더 플러스 HFS-1000, 휴비딕, 한국; Infrared Thermometer CK-T1502, Changkun, 중국)(Fig 2)를 이용하여 온도를 측정하였다.
일정한 온도의 물이 흐르는 항온 수조(정밀항온수조, DH20030300P0181, 대한 과학, 한국)의 고무관에 온도 측정을 하였다. 온도 측정의 정확성을 확인하고자 수온 온도계와 비접촉 체온계의 온도를 바로 앞에서 측정하여 온도 차이가 없는 것을 확인하고 실험을 진행하였다.

데이터처리

데이터 분석은 SPSS 22를 통하여 거리 및 온습도 변화에 따른 기술 통계량 및 유의성 검정을 진행하였다. 유의성 검정은 일원 배치 분산분석을 통하여 진행하였으며, 사후분석은 Bonferroni를 통하여 진행하였다.
데이터 분석은 SPSS 22를 통하여 거리 및 온습도 변화에 따른 기술 통계량 및 유의성 검정을 진행하였다. 유의성 검정은 일원 배치 분산분석을 통하여 진행하였으며, 사후분석은 Bonferroni를 통하여 진행하였다.

성능/효과

9 ℃, 습도 81 %의 환경은 겨울철 환경에서 습도 차를 확인하기 위하여 실험을 진행하였다. 38.5 ℃의 고무관을 거리에 따라 측정한 결과 비접촉 체온계의 적정 사용 범위인 3 ㎝에서부터 유의한 차이가 발생하며 거리가 멀어질수록 1.2 ℃ 이상의 온도 차이가 발생하였다. 이는 Fig 3와 동일하게 비접촉 체온계가 외부의 환경에 많은 영향을 받은 것을 알 수 있었다(Fig 6).
3 ℃, 습도 52 %의 환경에서 진행된 실험은 우리나라의 겨울철 기온에서 거리에 따른 온도 변화를 측정하기 위한 실험이다. 40 ℃의 고무관을 비접촉 체온계의 적정 사용 범위인 3 ㎝에서부터 최대 10 ㎝까지 거리에 따라 온도를 측정한 결과, 3 ㎝에서부터 유의한 차이가 발생하며 거리가 멀어질수록 2 ℃ 이상의 온도 차이가 발생하였다(Fig 3). 온도 23.
따라서 본 연구의 결과 낮은 온도와 낮은 습도는 비접촉 온도계의 측정 오차 범위를 증가시킬 수 있으며, 최대 2 ℃ 이상의 온도 차이가 발생할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 측정거리별 차이에서 보면 외부 환경과 상관없이 5 ㎝ 이상에서 실제 온도와 유의하게 차이가 나는 것을 알 수 있었다.
또한, 측정거리별 차이에서 보면 외부 환경과 상관없이 5 ㎝ 이상에서 실제 온도와 유의하게 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 따라서 비접촉 체온 계 사용 시 5 ㎝ 이내에서 측정해야 하며 그 이상의 온도 측정은 의미가 없다고 할 수 있다. 따라서 현재의 측정 방식은 참고만 될 뿐 실제 감염된 환자를 분리할 수 또 다른 보안이 있어야 할 것으로 판단된다.
따라서 본 연구의 결과 낮은 온도와 낮은 습도는 비접촉 온도계의 측정 오차 범위를 증가시킬 수 있으며, 최대 2 ℃ 이상의 온도 차이가 발생할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 측정거리별 차이에서 보면 외부 환경과 상관없이 5 ㎝ 이상에서 실제 온도와 유의하게 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 따라서 비접촉 체온 계 사용 시 5 ㎝ 이내에서 측정해야 하며 그 이상의 온도 측정은 의미가 없다고 할 수 있다.
특히 외부 온도가 낮을수록, 날씨가 건조할수록, 측정거리가 멀어질수록 비접촉 체온계의 정확성이 떨어지며 외부 온도 0 ℃와 25 ℃에서 실시한 실험을 비교하였을 때 0 ℃에서 1 ℃의 오차범위가 생기는 것을 알 수 있었다. 또한, 측정거리에 따라 최대 2.5 ℃의 온도 차이가 발생하는 것을 알 수 있었다.
본 연구의 결과 우리는 비접촉 체온계가 외부 환경 및 거리에 따라 측정값에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 특히 외부 온도가 낮을수록, 날씨가 건조할수록, 측정거리가 멀어질수록 비접촉 체온계의 정확성이 떨어지며 외부 온도 0 ℃와 25 ℃에서 실시한 실험을 비교하였을 때 0 ℃에서 1 ℃의 오차범위가 생기는 것을 알 수 있었다.
1±1 ℃의 환경에서 습도 변화에 따른 온도의 오차범위를 확인하기 위해 진행되었다. 습도 59 %와 99 %인 환경에서 진행된 실험을 비교해 보았을 때 거리에 따른 유의한 차이가 발생하는 것을 알 수 있었으며, 습도가 낮은 환경에서 더 많은 오차 범위가 발생하는 것을 알 수 있었다.
이는 Fig 3와 동일하게 비접촉 체온계가 외부의 환경에 많은 영향을 받은 것을 알 수 있었다(Fig 6). 앞선 실험을 토대로 습도 52 %와 81 %인 환경에서 진행된 실험을 비교해 보았을 때 거리에 따라 유의한 차이가 발생하는 것을 알 수 있었으며, 습도가 낮은 환경에서 더 많은 오차 범위가 발생하는 것을 알 수 있었다.
40 ℃의 고무관을 비접촉 체온계의 적정 사용 범위인 3 ㎝에서부터 최대 10 ㎝까지 거리에 따라 온도를 측정한 결과, 3 ㎝에서부터 유의한 차이가 발생하며 거리가 멀어질수록 2 ℃ 이상의 온도 차이가 발생하였다(Fig 3). 온도 23.9 ℃ 습도 59 %의 환경에서 진행한 실험(Fig 4)과 비교하였을 때 영하의 온도는 더 가까운 거리에서 유의한 차이가 발생하는 것을 알 수 있었다. 이는 외부 환경인 영하의 온도가 비접촉 체온계의 측정값에 많은 영향을 끼친 것을 알 수 있었다.
본 연구의 결과 우리는 비접촉 체온계가 외부 환경 및 거리에 따라 측정값에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 특히 외부 온도가 낮을수록, 날씨가 건조할수록, 측정거리가 멀어질수록 비접촉 체온계의 정확성이 떨어지며 외부 온도 0 ℃와 25 ℃에서 실시한 실험을 비교하였을 때 0 ℃에서 1 ℃의 오차범위가 생기는 것을 알 수 있었다. 또한, 측정거리에 따라 최대 2.

후속연구

따라서 비접촉 체온 계 사용 시 5 ㎝ 이내에서 측정해야 하며 그 이상의 온도 측정은 의미가 없다고 할 수 있다. 따라서 현재의 측정 방식은 참고만 될 뿐 실제 감염된 환자를 분리할 수 또 다른 보안이 있어야 할 것으로 판단된다.

참고문헌 (34)

Abdelkarim A(2020). Creating predoctoral orthodontic laboratory online modules and a complete course kit in response to COVID-19. J Dent Educ, https://doi.org/10.1002/jdd.12359.

상세보기
Bernard V, Staffa E, Mornstein V, et al(2013). Infrared camera assessment of skin surface temperature-effect of emissivity. Phys Med, 29(6), 583-591. https://doi.org/10.1016/j.ejmp.2012.09.003.

상세보기
Chang DG, Park JB, Baek GH, et al(2020). The impact of COVID-19 pandemic on orthopaedic resident education: a nationwide survey study in South Korea. Int Orthop, 44(11), 2203-2210. https://doi.org/10.1007/s00264-020-04714-7.

상세보기
Chong Y, Ikematsu H, Tani N, et al(2020). Clinical significance of SARS-CoV-2-specific igG detection with a rapid antibody kit for COVID-19 patients. Influenza Other Respir Viruses, Printed Online. https://doi.org/10.1111/irv.12802.

상세보기
Cugmas B, Susteric P, Gorenjec NR, et al(2020). Comparison between rectal and body surface temperature in dogs by the calibrated infrared thermometer. Vet Anim Sci, 9, Printed Online. https://doi.org/100120.10.1016/j.vas.2020.100120.

상세보기
Dai LL, Wang X, Jiang TC, et al(2020). Anxiety and depressive symptoms among COVID-19 patients in jianghan fangcang shelter hospital in Wuhan, China. PLoS One, 15, Printed Online. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0238416.

상세보기
Deftereos S, Giannopoulos G, Vrachatis DA, et al(2020). Colchicine as a potent anti-inflammatory treatment in COVID-19: can we teach an old dog new tricks?. Eur Heart J Cardiovasc Pharmacother, 6(4), Printed Online. https://doi.org/10.1093/ehjcvp/pvaa033.

상세보기
Dorschug A, Schwanbeck J, Hahn A, et al(2020). Evaluation of the xiamen amonmed biotechnology rapid diagnostic test COVID-19 igM/igG test kit (colloidal gold). Eur J Microbiol Immunol (Bp), 10(3), 178-185. https://doi.org/10.1556/1886.2020.00029.

상세보기
Faes C, Abrams S, Van BD, et al(2020). Time between symptom onset, hospitalisation and recovery or death: statistical analysis of Belgian COVID-19 patients. Int J Environ Res Public Health, Preprinted Online. https://doi.org/10.1101/2020.07.18.20156307.
Fletcher T, Whittam A, Simpson R, et al(2018). Comparison of non-contact infrared skin thermometers. J Med Engineering & Technol, 42(2), 65-71. https://doi.org/10.1080/03091902.2017.1409818.

상세보기
Gefen A(2020). Infrared thermography, COVID-19 and pressure ulcer risk. J Wound Care, 29(9), 483-484. https://doi.org/10.12968/jowc.2020.29.9.483.

상세보기
Geppert CMA(2020). The dog days of COVID-19. Fed Pract, 37, 300-301.
Gulsen A, Yigitbas BA, Uslu B, et al(2020). The effect of smoking on COVID-19 symptom severity: systematic review and meta-analysis. Pulm Med, 2020, Printed Online. https://doi.org/10.1155/2020/7590207.

상세보기
Hu CS(2020). Analysis of COVID-19 cases and public measures in China. SN Compr Clin Med, 2, 1306-1312. https://doi.org/10.1007/s42399-020-00426-6.

상세보기
Huh KM, Jung JH, Hong JW, et al(2020). Impact of non-pharmaceutical interventions on the incidence of respiratory infections during the coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak in Korea: a nationwide surveillance study. Clin Infect Dis, Printed Online. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa1682.

상세보기
Jendrny P, Schulz C, Twele F, et al(2020). Scent dog identification of samples from COVID-19 patients - a pilot study. BMC Infect Dis, 20(1), Printed Online. https://doi.org/10.1186/s12879-020-05281-3.

상세보기
Kim JE, Lee JH, Lee HC, et al(2020a). COVID-19 screening center models in South Korea. J Public Health Policy, Printed Online. https://doi.org/10.1057/s41271-020-00258-7.

상세보기
Kim SW, Jo SJ, Lee HY, et al(2020b). Containment of a healthcare-associated COVID-19 outbreak in a university hospital in Seoul, Korea: a single-center experience. PLoS One, 15(8), Printed Online. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0237692.

상세보기
Liu Y, Chen H, Zhang N, et al(2020a). Anxiety and depression symptoms of medical staff under COVID-19 epidemic in China. J Affect Disord, 278, 144-148. https://doi.org/10.1016/j.jad.2020.09.004.

상세보기
Liu Z, Magal P, Webb G(2020b). Predicting the number of reported and unreported cases for the COVID-19 epidemics in China, South Korea, Italy, France, Germany and United Kingdom. J Theor Biol, 509, Printed Online. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2020.110501.

상세보기
Lubkowska A, Gajewska E(2020). Temperature distribution of selected body surfaces in scoliosis based on static infrared thermography. Int J Environ Res Public Health, 17(23), Printed Online. https://doi.org/10.3390/ijerph17238913.

상세보기
McFarland R, Barrett L, Fuller A, et al(2020). Infrared thermography cannot be used to approximate core body temperature in wild primates. Am J Primatol, 82(12), Printed Online. https://doi.org/10.1002/ajp.23204.

상세보기
Mengal M, Sahito IA, Arbab AA, et al(2016). Fabrication of a flexible and conductive lyocell fabric decorated with graphene nanosheets as a stable electrode material. Carbohydr Polym, 152(5), 19-25. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.06.099.

상세보기
Oliva JL, Johnston KL(2020). Puppy love in the time of corona: dog ownership protects against loneliness for those living alone during the COVID-19 lockdown. Int J Soc Psychiatr, Printed Online. https://doi.org/10.1177/0020764020944195.

상세보기
Rad AS, Ardjmand M, Esfahani MR, et al(2020). DFT calculations towards the geometry optimization, electronic structure, infrared spectroscopy and UV-vis analyses of favipiravir adsorption on the first-row transition metals doped fullerenes; a new strategy for COVID-19 therapy. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc, 247, Printed Online. https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.119082.

상세보기
Ren L, Fan G, Wu W, et al(2020). Antibody responses and clinical outcomes in adults hospitalized with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19): a post hoc analysis of LOTUS China trial. Clin Infect Dis, Printed Online. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa1247.

상세보기
Sathiyabarathi M, Jeyakumar S, Manimaran A, et al(2016). Investigation of body and udder skin surface temperature differentials as an early indicator of mastitis in holstein friesian crossbred cows using digital infrared thermography technique. Vet World, 9(12), 1386-1391. https://doi.org/10.14202/vetworld.2016.1386-1391.

상세보기
Schober P, Lust EJ, Heunks LMA, et al(2020). Thinking out-of-the-box: a non-standard application of standard pulse-oximetry and standard near-infrared spectroscopy in a COVID-19 patient. J Intensive Care Med, Printed Online. https://doi.org/10.1177/0885066620965167.

상세보기
Smith DS, Richey EA, Brunetto WL(2020). A symptom-based rule for diagnosis of COVID-19. SN Compr Clin Med, Printed Online. https://doi.org/10.1007/s42399-020-00603-7.

상세보기
Sorbello M, Morello G, Pintaudi S, et al(2020). COVID-19: intubation kit, intubation team, or intubation spots?. Anesth Analg, 131(2), e128-e130. https://doi.org/10.1213/ANE.0000000000004970.

상세보기
Ture H, Oguz A(2020). All in one: COVID-19 personal protective equipment kit. Turk J Anaesthesiol Reanim, 48(4), 340-341. https://doi.org/10.5152/TJAR.2020.769.

상세보기
Uddin J, McNeill DM, Lisle AT, et al(2020). A sampling strategy for the determination of infrared temperature of relevant external body surfaces of dairy cows. Int J Biometeorol, 64(9), 1583-1592. https://doi.org/10.1007/s00484-020-01939-4.

상세보기
Vellvehi M, Perpina X, Lauro GL, et al(2011). Irradiance-based emissivity correction in infrared thermography for electronic applications. Rev Sci Instrum, 82(11), Printed Online. https://doi.org/10.1063/1.3657154.

상세보기
Zhang J, Chai C, Li L, et al(2020). COVID-19 with pleural effusion as the initial symptom: a case study analysis. Ann Palliat Med, 9(5), 3710-3715. https://doi.org/10.21037/apm-20-1720.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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