Comparison of FLIR and INFIRAY thermal cameras for thermographic monitoring in physiotherapy

Resumen Técnico: Comparación de cámaras térmicas FLIR e INFIRAY para el monitoreo termográfico en fisioterapia

Planteamiento del problema
La termografía es un método reconocido y no invasivo para identificar cambios inflamatorios en las articulaciones y evaluar las condiciones de los tejidos, particularmente en la fisioterapia. Sin embargo, su adopción clínica generalizada se ha visto históricamente limitada por los altos costos de adquisición de equipos de imagen térmica de alto rendimiento. Mientras que las cámaras de alta gama para investigación (por ejemplo, FLIR) ofrecen una precisión superior, la aparición de cámaras térmicas asequibles compatibles con teléfonos inteligentes presenta una alternativa potencial para un uso clínico diario más amplio. El problema central abordado por este estudio es la falta de validación científica sobre si estas cámaras de bajo costo montadas en teléfonos inteligentes (específicamente los modelos Infiray) proporcionan suficiente precisión de medición, fidelidad de la distribución de la radiación térmica y calidad de resolución de imagen para servir como alternativas viables a los dispositivos de alto rendimiento para investigación en termografía humana.

Metodología
El estudio empleó un diseño transversal comparativo en tiempo real que involucró a 57 participantes finlandeses (33 mujeres, 24 hombres; edad media de 43 años) reclutados de una asociación de artritis, una escuela de terapia de masaje y redes personales. La muestra incluyó individuos con y sin síntomas clínicos de artritis en los miembros superiores.

• Dispositivos: Se compararon tres cámaras térmicas:
  • Estándar de referencia: FLIR T620bx (grado de investigación, resolución de 640x480, sensibilidad <0.04 °C).
  • Dispositivos de prueba: Infiray P2 Pro (resolución de 256x192, sensibilidad ≤50 mK) e Infiray T3 Pro (resolución de 384x288, sensibilidad ≤50 mK).
• Protocolo: Los participantes expusieron sus extremidades superiores durante 15 minutos para equilibrarse con la temperatura ambiente. Se capturaron dos imágenes en escala de grises por participante para cada cámara: una con los antebrazos/palmas en rotación externa y otra con rotación interna. Las mediciones se realizaron en un laboratorio de biomecánica bajo condiciones controladas (temperatura media de la sala de 25.15 °C).
• Análisis de datos:
  • Preprocesamiento: Las imágenes se procesaron utilizando el software Fiji (ImageJ). Para asegurar la comparabilidad, las resoluciones se normalizaron para coincidir con la resolución más baja (Infiray T3 Pro: 288x384), y las imágenes se normalizaron en brillo y contraste.
  • Análisis cuantitativo: Se realizó un análisis de colocalización utilizando el complemento Coloc2. Las métricas incluyeron el coeficiente de correlación de Pearson (r) para la correspondencia lineal de los patrones de intensidad de temperatura y los coeficientes de superposición de Manders (M1, M2) para cuantificar la proporción de la señal superpuesta. Se utilizó el umbral automático de Costes para distinguir la señal del fondo.
  • Análisis cualitativo: Se realizaron evaluaciones visuales para comparar los patrones térmicos e identificar anomalías (específicamente áreas rojas que indican desviaciones térmicas) en las articulaciones de la muñeca y el codo. El acuerdo se calculó utilizando el coeficiente kappa de Cohen (κ).

Resultados clave
El estudio arrojó comparaciones tanto cuantitativas como cualitativas entre las cámaras basadas en teléfonos inteligentes y el dispositivo de referencia FLIR:

• Correspondencia de la calidad de imagen: La correspondencia promedio de la calidad de imagen (basada en patrones de intensidad) entre la FLIR T620bx y la Infiray P2 Pro fue del 65% (DE 15, r=0.35). La correspondencia entre la FLIR T620bx y la Infiray T3 Pro fue del 55% (DE 12, r=0.36).
• Similitud de patrones térmicos: A pesar de la menor correspondencia de intensidad, el acuerdo visual respecto a los patrones térmicos fue significativamente mayor.
  • FLIR vs. P2 Pro: 96% de acuerdo (κ = 0.89, p < .001).
  • FLIR vs. T3 Pro: 84% de acuerdo (κ = 0.60, p < .001).
• Limitaciones técnicas: El estudio señaló que las diferencias en resolución, mapeo de color y contraste entre los dispositivos dificultaron la comparación visual directa. La necesidad de aumentar o disminuir la resolución de las imágenes durante el preprocesamiento puede haber degradado la calidad de la imagen e impactado la confiabilidad de las comparaciones.

Contribuciones clave

• Evaluación novedosa: Esta es la primera publicación científica conocida que evalúa sistemáticamente los modelos de cámaras térmicas Infiray (P2 Pro y T3 Pro) para la imagen termográfica humana.
• Evaluación de viabilidad clínica: El estudio proporciona datos empíricos que sugieren que, si bien las cámaras de bajo costo no igualan la resolución o la precisión absoluta de los dispositivos de investigación de alto rendimiento, demuestran un acuerdo suficiente en el reconocimiento de patrones térmicos para ser consideradas en aplicaciones clínicas específicas.
• Marco metodológico: El artículo establece un protocolo comparativo que involucra tanto el análisis de colocalización cuantitativa como el emparejamiento de patrones cualitativo para evaluar el rendimiento de la cámara térmica en un contexto de fisioterapia.

Significancia y afirmaciones
Los autores concluyen que el acuerdo entre las cámaras térmicas basadas en teléfonos inteligentes y las cámaras de investigación de alto rendimiento es adecuado para respaldar su uso en la práctica de la fisioterapia, aunque con limitaciones reconocidas.

• Utilidad clínica: El estudio afirma que los dispositivos Infiray ofrecen una opción compacta, amigable para el paciente y rentable para la evaluación clínica rutinaria. Se consideran adecuados para monitorear procesos inflamatorios, evaluar trastornos musculoesqueléticos y apoyar la educación del paciente mediante la visualización de las respuestas tisulares a la terapia.
• Jerarquía diagnóstica: El documento mantiene una postura modesta sobre la superioridad diagnóstica, indicando explícitamente que la FLIR T620bx sigue siendo la opción más adecuada para fines de diagnóstico de alta precisión debido a su resolución y precisión superiores.
• Limitaciones: Los autores reconocen que la validez interna del estudio se vio debilitada por la selección no aleatoria de los participantes y las fluctuaciones ambientales (por ejemplo, una ola de calor que afectó la temperatura de la sala). Además, señalan que la imagen térmica no puede diferenciar entre estructuras tisulares específicas y sigue siendo sensible a las condiciones externas.

En resumen, el artículo postula que, si bien las cámaras de alta gama son superiores para la precisión de grado de investigación, las alternativas asequas basadas en teléfonos inteligentes proporcionan una herramienta práctica y suficientemente precisa para el monitoreo diario y la planificación del tratamiento en fisioterapia.