Artículo científico sobre la validación del software ThermoHuman

Artículo científico sobre la validación del software ThermoHuman

10/28/2020 By : Ismael Fernández Cuevas y Víctor Escamilla Galindo Home

El grupo de investigadores liderado por Lara Requena Bueno y Jose Ignacio Priego Quesada, pertenecientes al Grupo de Investigación en Biomecánica Deportiva (GIBD) de la Universitat de Valencia, ha publicado de manera independiente un artículo científico sobre la validación del software ThermoHuman. Dicho artículo, titulado «Validación del software termográfico automático ThermoHuman para evaluar la temperatura del pie antes y después de correr» ha sido publicado en la revista Journal of Thermal Biology (factor de impacto JCR 2019 2.361) y se suma a otros artículos ya publicados sobre la validación del método utilizado por ThermoHuman (Fernández-Cuevas et al., 2012; Fernández-Cuevas et al., 2016).

La termografía infrarroja permite realizar dos métodos de análisis: uno cualitativo (con la lectura visual e intuitiva de los colores) y otro cuantitativo (gracias a los datos de temperatura que contiene el termograma). Este segundo método permite un análisis objetivo de las medidas de temperatura, pero tiene como inconveniente el excesivo tiempo que se emplea y la falta de fiabilidad asociada al análisis manual (Kroese et al., 2018). Los autores de este artículo tenían como objetivo comparar ambos métodos de tres maneras (software ThermoHuman, análisis manual, y análisis manual imitando las regiones establecidas por ThermoHuman).

«Con ThermoHuman se obtuvo una reducción del 86% en el tiempo empleado en analizar las imágenes térmicas en comparación con el método manual»

Requena-Bueno et al. (2020)

En conclusión, se observó que el software ThermoHuman es un método válido que ahorra tiempo en el análisis de imágenes con una fiabilidad excelente.

La publicación en detalles

Requena-Bueno y colaboradores (2020) analizaron 120 imágenes térmicas de la planta de los pies de 30 sujetos en 4 momentos diferentes (antes y después de correr en dos días diferentes). La carrera consistió en un test de treinta minutos de carrera continua al 80% de su velocidad máxima aeróbica en una cinta de correr con una pendiente del 1%. Los termogramas se obtuvieron usando una cámara infrarroja FLIR E60bx, con una resolución de 320×240 pixeles.

Las medidas se realizaron en el laboratorio siguiendo el protocolo TISEM (Gomes Moreira et al., 2017). Antes de la toma de las imágenes termográficas los sujetos esperaron 10 minutos sentados con las piernas en horizontal. Las imágenes se tomaron a un metro de distancia y perpendicular a las plantas de los pies. Un panel de anti-reflexión se puso alrededor de las piernas para evitar el efecto reflejo de otras áreas corporales y aislar las imágenes de los pies.

Como se puede observar en la figura 1, se analizaron los datos de tres métodos diferentes: (A) análisis manual (B) análisis automático con software ThermoHuman y (C) análisis manual imitando la segmentación de regiones de interés (ROI por sus siglas en inglés) de ThermoHuman. Cada planta del pie se dividió en 9 ROI y se realizaron análisis estadísticos para confirmar la normalidad de los datos, las diferencias entre métodos, el tamaño del efecto y los coeficientes de correlación (fiabilidad y reproducibilidad).

Figura 1. Tres método de análisis (A) manual (B) ThermoHuman (C) manual imitando a ThermoHuman (adaptado de Requena-Bueno et al., 2020)

Los resultados que obtuvieron los autores, indican que ThermoHuman requiere de menos tiempo de análisis, analizando de forma completamente correcta el 88,4% de las imágenes. Los procesos de análisis mostraban diferencias entre sí, pero con un tamaño del efecto pequeño. Por lo que, la fiabilidad entre ThermoHuman y los procedimientos manuales es excelente.

La limitación original descrita por varios estudios en referencia a la aplicación de la termografía infrarroja en humanos y al tiempo requerido para el análisis cuantitativo (Marins J, et al., 2014; Priego-Quesada et al., 2017b), queda solventada con el uso de ThermoHuman, ya que se consigue ahorrar un 86% del tiempo empleado en el análisis. Es decir, de 8 minutos por individuo pasamos a menos de 1 minuto por individuo.

El análisis de imágenes térmicas con ThermoHuman obtuvo un resultado de fiabilidad excelente (ICC de 0,96)

Requena-Bueno et al., 2020

Los análisis realizados con ThermoHuman tienen un índice de correlación (ICC) un poco superior (0,96 frente a 0,94) que los coeficientes manuales (figura 2). Lo que indica una excelente fiabilidad y reproducibilidad para ambos procedimientos. No obstante, los autores señalan que aunque ambos métodos sean validos, no recomiendan combinarlos dadas las diferencias observadas.

Resultados validación software Thermohuman
Figura 2. Adaptada de Requena-Bueno y colaboradores (2020)

Asimismo, cabe mencionar que los resultados también indican un margen de mejora en la efectividad de los algoritmos de reconocimiento de ThermoHuman, dado que el 12% de las imágenes mostraron algún tipo de error en la delimitación de las ROI.

Conclusiones

Esta publicación contribuye a demostrar y consolidar la validez, fiabilidad y reproducibilidad del software ThermoHuman. Se incide en la mejora que supone, tanto en ahorro de tiempo (un 86% menos) como en los resultados excelentes de fiabilidad y reproducibilidad (ICC de 0,96). En ese sentido, se ahonda en el mensaje y misión de ThermoHuman, encaminados a favorecer la labor de los profesionales que trabajan con termografía y humanos ahorrando tiempo, asegurando la validez y fiabilidad, y facilitando la gestión y visualización de los resultados. No obstante, también se pone de manifiesto la necesidad de seguir mejorando los algoritmos para aumentar la eficacia en el reconocimiento automático, tarea en la que seguimos trabajando.

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Desde el equipo de ThermoHuman agradecemos la labor realizada por el GIBD y la Universitat de Valencia en la publicación independiente de este trabajo.


Fernández-Cuevas, I., Marins, J. C., Gómez Carmona, P. M., García-Concepción, M. Á., Arnáiz Lastras, J., & Sillero Quintana, M. (2012, 5-8 September). Reliability and reproducibility of skin temperature of overweight subjects by an infrared thermography software designed for human beings. Paper presented at the XII Congress EAT 2012, Porto, Portugal.

Fernández-Cuevas, I., Marins, J. C., Arnáiz Lastras, J., Gómez Carmona, P., & Sillero Quintana, M. (2016). Validity, Reliability, and Reproducibility of Skin Temperature in Healthy Subjects Using Infrared Thermography. In P. Humbert, H. Maibach, F. Fanian & P. Agache (Eds.), Agache’s Measuring the Skin (pp. 1311-1318). Cham: Springer International Publishing.

Gomes Moreira, D., Costello, J.T., Brito, C.J., Adamczyk, J.G., Ammer, K., Bach, A.J.E., Costa, C.M.A., Eglin, C., Fernandes, A.A., Fern ́andez-Cuevas, I., Ferreira, J.J.A., Formenti, D., Fournet, D., Havenith, G., Howell, K., Jung, A., Kenny, G.P., Kolosovas- Machuca, E.S., Maley, M.J., Merla, A., Pascoe, D.D., Priego Quesada, J.I., Schwartz, R.G., Seixas, A.R.D., Selfe, J., Vainer, B.G., Sillero-Quintana, M. (2017). Thermographic imaging in sports and exercise medicine: a Delphi study and consensus statement on the measurement of human skin temperature. J. Therm. Biol. 69, 155–162. https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2017.07.006.

Kroese, L. F., Sneiders, D., Kleinrensink, G. J., Muysoms, F., & Lange, J. F. (2018). Comparing different modalities for the diagnosis of incisional hernia: a systematic review. Hernia22(2), 229-242.

Marins, J. C. B., Moreira, D. G., Cano, S. P., Quintana, M. S., Soares, D. D., de Andrade Fernandes, A., … & dos Santos Amorim, P. R. (2014). Time required to stabilize thermographic images at restInfrared Physics & Technology65, 30-35.

Priego Quesada, J. I., Kunzler, M. R., & Carpes, F. P. (2017). Methodological aspects of infrared thermography in human assessment. In Application of Infrared Thermography in Sports Science (pp. 49-79). Springer, Cham.

Requena-Bueno, L., Priego-Quesada, J. I., Jimenez-Perez, I., Gil-Calvo, M., & Pérez-Soriano, P. (2020). Validation of ThermoHuman automatic thermographic software for assessing foot temperature before and after runningJournal of Thermal Biology92, 102639.

Europa Thermohuman ThermoHuman ha contado con el apoyo de los Fondos de la Unión Europea y de la Comunidad de Madrid a través del Programa Operativo de Empleo Juvenil. De igual manera ha participado en el Programa de Iniciación a la Exportación ICEX Next, contando con el apoyo de ICEX y con la cofinanciación del fondo europeo FEDER.

CDTI ThermoHuman ha recibido financiación del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), con la participación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (ERDF), para la creación de una nueva herramienta basada en termografía para la prevención y predicción de artritis reumatoide. Ver detalle del proyecto.