Sind ultraschallgestützte Höhenmessgeräte genau?

Height wird in der Regel entweder mit einer physischen Höhenmesslatte oder mit Ultraschallwellen gemessen. Bei der verbreiteteren Methode mit der Höhenmesslatte werden die Stangen des Stadiometers so eingestellt, dass sie den Probanden berühren. Anschließend können die Ergebnisse über gedruckte Markierungen auf der Latte, auf einem digitalen Bildschirm oder direkt an ein Empfangsgerät übertragen werden.
Physician conducting height measurement

Im Vergleich dazu arbeiten ultraschallgestützte Höhenmessgeräte mit einer anderen Technik. Sie bestehen aus einem Sender und Empfänger für Ultraschallgeräusche, und das Gerät misst die Zeit, die benötigt wird, damit die Ultraschallwelle vom Sensor zum Objekt fliegt und wieder zurückkommt, um die Entfernung zu berechnen. Eine kürzere Zeit bedeutet, dass das Objekt näher ist, und eine längere Zeit bedeutet, dass das Objekt weiter entfernt ist.
Ultrasonic sensor working principle
Dieses Bild ist zu verdanken: Distance Measurement via Using of Ultrasonic Sensor, Journal of Automation and Control, 2015, Vol. 3, No. 3, 71-74
 
Ein bekanntes Beispiel für die Nutzung von Ultraschallsensoren ist die Kollisionserkennung in Fahrzeugen! Das Konzept und die Technologie sind recht einfach und gut etabliert, allerdings kann es natürlich immer noch deutliche Unterschiede zwischen Geräten hoher und niedriger Qualität geben.
 
Während des Designs und der Zertifizierung werden Charders Ultraschall-Höhenmessgeräte durchgeführt, indem Messungen für bekannte Längen und tatsächliche Personen durchgeführt werden. Dabei werden die Messergebnisse zwischen Testgeräten und anderen zertifizierten Höhenmessgeräten verglichen.
Measurement accuracy verification
 
Welche Faktoren können die Genauigkeit eines ultraschallbasierten Höhenmessgeräts beeinflussen?
Es gibt in der Regel zwei Arten von ultraschallbasierten Höhenmessgeräten, und obwohl sie beide das gleiche Prinzip verwenden, gibt es Unterschiede in der Umsetzung, die verschiedene Variablen beeinflussen, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen können.
 
(1) Die tragbare Version
HM250U Portable Ultrasonic Height Stadiometer
Tragbare Höhenmessgeräte wie das Charder HM250U messen die Entfernung vom Boden, um die Höhe zu berechnen.
Ultrasonic height stadiometer tilt
Die häufigste potenzielle Ursache für Ungenauigkeiten bei der Messung ist die Neigung. Obwohl Ultraschallsensoren Schallwellen auch unter einem Winkel empfangen können, ist die Entfernung zum Boden weiter, wenn das Gerät geneigt ist. Daher muss ein Neigungserkennungssystem in ein tragbares Gerät integriert sein, das die Höhenmessung nur abschließt, wenn die Neigung minimal ist, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse innerhalb des akzeptablen Genauigkeitsbereichs liegen. Zum Beispiel verfügt das HM250U über 4 Neigungswarnleuchten, die anzeigen, ob das Gerät geneigt ist, und die Messung erst durchführen, wenn das Gerät gerade ist, um mögliche Ungenauigkeiten zu minimieren.
 
(2) Die montierte Version
HM200U Ultrasonic Height Stadiometer
Montierte Ultraschall-Höhenmessgeräte wie das Charder HM200U messen die Entfernung vom Scheitel des Kopfes der Person.
 
Montierte Geräte müssen sich keine Gedanken über Neigung machen, können jedoch von anderen Variablen beeinflusst werden, wie z.B. Frisuren, die vom Kopf abstehen, wie etwa ein Afro oder ein hoher Dutt. Hier können Ultraschallwellen nach dem Erreichen der Haare zurückprallen, anstatt den Scheitel des Kopfes zu erreichen.
 
Vorteile der Verwendung eines Ultraschall-Höhenmessgeräts
Alles in allem ist die allgemein erwartete Genauigkeit für Ultraschallgeräte aufgrund solcher Variablen tendenziell etwas geringer als bei traditionellen Geräten. Warum sollte man sich dann für ein Ultraschallgerät entscheiden?
 
(1) Bequemlichkeit und Geschwindigkeit
Zusätzlich zu schnelleren Messungen ermöglicht die ultraschallgestützte Messung eine sichere kontaktlose Verwendung.
 
Für reisende Praktiker, insbesondere in abgelegenen Gebieten, kann das Aufstellen und Abbauen eines traditionellen Höhenmessgeräts erheblich mehr Zeit in Anspruch nehmen als das Messen mit einem Handgerät.
 
(2) Der Unterschied kann unerheblich sein
Das genaue Messen jedes Zentimeters kann wichtig sein, insbesondere bei der Verfolgung des Wachstums im Kindesalter! Bei anderen Anwendungen wie der Berechnung des BMI zur Bestimmung der angemessenen Medikamentendosierung ist dies jedoch weniger eindeutig.
 
Als Beispiel, stellen Sie sich eine Person vor, die ein Gewicht von 70 kg und eine Größe von 180 cm hat. In diesem Fall würde ihr BMI berechnet werden als 21,6.
 
Die akzeptable Genauigkeit liegt üblicherweise im Bereich von ±1 cm. Für diese Person könnte die Messung bei schlechtester Genauigkeit zu einem Ergebnis von 179 cm (BMI 21,85) oder 181 cm (BMI 21,37) führen, was für BMI-Zwecke praktisch vernachlässigbar ist. Selbst wenn wir eine größere Ungenauigkeit von ±2 cm betrachten, ergäbe sich am unteren Ende eine Größe von 178 cm (BMI 22,09) und am oberen Ende eine Größe von 182 cm (BMI 21,13).
 
Diese Art von Variation im BMI ist größtenteils unerheblich, wenn es um Anwendungen wie die Bewertung von Fettleibigkeit oder die Bestimmung der Medikamentendosierung geht.
 
Schlussfolgerung
Ist ein ultraschallgestütztes Höhenmessgerät genau genug? Es hängt von Ihrem spezifischen Anwendungsfall ab, aber für die meisten Zwecke lautet die Antwort ja! Es sei denn, Sie benötigen eine sehr präzise Höhenmessung zur Bewertung des Wachstums (zum Beispiel bei Kindern), überwiegt der geringfügige Messfehler in der Regel nicht die verbesserte Portabilität, Geschwindigkeit oder Bequemlichkeit, die diese Messungstechnologie bietet.

Literatur-Empfehlungen

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