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

Resumo Técnico: Comparação de Câmeras Térmicas FLIR e INFIRAY para Monitoramento Termográfico em Fisioterapia

Definição do Problema
A termografia é um método não invasivo reconhecido para identificar alterações inflamatórias nas articulações e avaliar condições teciduais, particularmente na fisioterapia. No entanto, sua adoção clínica generalizada tem sido historicamente limitada pelos altos custos de aquisição de equipamentos de imagem térmica de alto desempenho. Enquanto câmeras de nível de pesquisa de alto padrão (ex: FLIR) oferecem precisão superior, o surgimento de câmeras térmicas acessíveis e compatíveis com smartphones apresenta uma alternativa potencial para um uso clínico diário mais amplo. O problema central abordado por este estudo é a falta de validação científica sobre se essas câmeras de baixo custo montadas em smartphones (especificamente modelos Infiray) fornecem precisão de medição, fidelidade de distribuição de radiação térmica e qualidade de resolução de imagem suficientes para servirem como alternativas viáveis aos dispositivos de alto padrão para pesquisa em termografia humana.

Metodologia
O estudo empregou um delineamento transversal comparativo em tempo real envolvendo 57 participantes finlandeses (33 mulheres, 24 homens; média de idade de 43 anos) recrutados de uma associação de artrite, uma escola de terapia de massagem e redes pessoais. A amostra incluiu indivíduos com e sem sintomas clínicos de artrite nos membros superiores.

• Dispositivos: Três câmeras térmicas foram comparadas:
  • Padrão de Referência: FLIR T620bx (Nível de pesquisa, resolução de 640x480, sensibilidade <0,04°C).
  • Dispositivos de Teste: Infiray P2 Pro (resolução de 256x192, sensibilidade ≤50 mK) e Infiray T3 Pro (resolução de 384x288, sensibilidade ≤50 mK).
• Protocolo: Os participantes expuseram seus membros superiores por 15 minutos para equilíbrio com a temperatura ambiente. Duas imagens em escala de cinza por participante foram capturadas para cada câmera: uma com os antebraços/palmas em rotação externa e outra em rotação interna. As medições foram realizadas em um laboratório de biomecânica sob condições controladas (temperatura média da sala de 25,15°C).
• Análise de Dados:
  • Pré-processamento: As imagens foram processadas usando o software Fiji (ImageJ). Para garantir a comparabilidade, as resoluções foram normalizadas para corresponder à menor resolução (Infiray T3 Pro: 288x384), e as imagens foram normalizadas quanto ao brilho e contraste.
  • Análise Quantitativa: A análise de colocalização foi realizada utilizando o plugin Coloc2. As métricas incluíram o coeficiente de correlação de Pearson (r) para a correspondência linear dos padrões de intensidade térmica e os coeficientes de sobreposição de Manders (M1, M2) para quantificar a proporção do sinal sobreposto. O limiar automático de Costes foi utilizado para distinguir o sinal do fundo.
  • Análise Qualitativa: Avaliações visuais foram conduzidas para comparar padrões térmicos e identificar anomalias (especificamente áreas vermelhas indicando desvios térmicos) nos punhos e articulações do cotovelo. A concordância foi calculada usando o coeficiente kappa de Cohen (κ).

Principais Resultados
O estudo gerou tanto comparações quantitativas quanto qualitativas entre as câmeras baseadas em smartphone e o dispositivo de referência FLIR:

• Correspondência de Qualidade de Imagem: A correspondência média de qualidade de imagem (baseada em padrões de intensidade) entre a FLIR T620bx e a Infiray P2 Pro foi de 65% (DP 15, r=0,35). A correspondência entre a FLIR T620bx e a Infiray T3 Pro foi de 55% (DP 12, r=0,36).
• Similaridade de Padrão Térmico: Apesar da menor correspondência de intensidade, a concordância visual em relação aos padrões térmicos foi significativamente maior.
  • FLIR vs. P2 Pro: 96% de concordância (κ = 0,89, p < ,001).
  • FLIR vs. T3 Pro: 84% de concordância (κ = 0,60, p < ,001).
• Limitações Técnicas: O estudo observou que as diferenças de resolução, mapeamento de cores e contraste entre os dispositivos tornaram a comparação visual direta desafiadora. A necessidade de realizar upsampling ou downsampling das imagens durante o pré-processamento pode ter degradado a qualidade da imagem e impactado a confiabilidade das comparações.

Principais Contribuições

• Avaliação Inédita: Esta é a primeira publicação científica conhecida a avaliar sistematicamente os modelos de câmera térmica Infiray (P2 Pro e T3 Pro) para imagem termográfica humana.
• Avaliação de Viabilidade Clínica: O estudo fornece dados empíricos sugerindo que, embora as câmeras de baixo custo não igualem a resolução ou a precisão absoluta dos dispositivos de pesquisa de alto padrão, elas demonstram concordância suficiente no reconhecimento de padrões térmicos para serem consideradas para aplicações clínicas específicas.
• Estrutura Metodológica: O artigo estabelece um protocolo comparativo envolvendo tanto a análise de colocalização quantitativa quanto o pareamento de padrões qualitativo para avaliar o desempenho da câmera térmica em um contexto de fisioterapia.

Significância e Alegações
Os autores concluem que a concordância entre as câmeras térmicas baseadas em smartphone e as câmeras de pesquisa de alto padrão é adequada para apoiar seu uso na prática da fisioterapia, embora com limitações reconhecidas.

• Utilidade Clínica: O estudo alega que os dispositivos Infiray oferecem uma opção compacta, amigável ao paciente e de baixo custo para a avaliação clínica de rotina. Eles são considerados adequados para monitorar processos inflamatórios, avaliar distúrbios musculoesqueléticos e apoiar a educação do paciente através da visualização das respostas teciduais à terapia.
• Hierarquia Diagnóstica: O artigo mantém uma postura modesta sobre a superioridade diagnóstica, afirmando explicitamente que a FLIR T620bx continua sendo a opção mais adequada para fins de diagnóstico de alta precisão devido à sua resolução e precisão superiores.
• Limitações: Os autores reconhecem que a validade interna do estudo foi enfraquecida pela seleção não aleatória de participantes e pelas flutuações ambientais (ex: uma onda de calor afetando a temperatura da sala). Além disso, observam que a imagem térmica não consegue diferenciar estruturas teciduais específicas e permanece sensível às condições externas.

Em resumo, o artigo postula que, embora as câmeras de alto padrão sejam superiores para precisão de nível de pesquisa, as alternativas acessíveis baseadas em smartphone fornecem uma ferramenta prática e suficientemente precisa para o monitoramento diário e planejamento de tratamento em fisioterapia.