Czy ultradźwiękowe mierniki wzrostu są dokładne?

Wzrost najczęściej mierzy się za pomocą tyczki wzrostu lub fal ultradźwiękowych. W bardziej popularnej metodzie pomiaru wzrostu, tyczki stadiometru są regulowane do momentu, aż dotkną badanego. W tym momencie wyniki można odczytać za pomocą oznaczeń na tyczce, na ekranie cyfrowym lub bezpośrednio do urządzenia odbiorczego.
Lekarz przeprowadzający pomiar wzrostu

Dla porównania, ultradźwiękowe mierniki wzrostu działają w oparciu o inną technikę. Składają się z nadajnika i odbiornika ultradźwięków, a urządzenie mierzy czas potrzebny fali ultradźwiękowej na przebycie drogi od czujnika do obiektu i z powrotem, aby obliczyć odległość. Krótszy czas oznacza, że obiekt jest bliżej, a dłuższy – że obiekt jest dalej.
Zasada działania czujnika ultradźwiękowego
Źródło obrazu: Pomiar odległości za pomocą czujnika ultradźwiękowego, Journal of Automation and Control, 2015, tom 3, nr 3, s. 71–74
 
Dobrze znanym przykładem wykorzystania czujników ultradźwiękowych jest detekcja kolizji w pojazdach! Koncepcja i technologia są dość proste i dobrze znane, choć oczywiście nadal mogą występować zauważalne różnice między urządzeniami wysokiej i niskiej jakości.
 
Podczas projektowania i certyfikacji ultradźwiękowe wzrostomierze Charder są weryfikowane poprzez wykonywanie pomiarów znanych długości i rzeczywistych osób, a następnie porównywanie wyników pomiarów między urządzeniami testowymi i innymi certyfikowanymi wzrostomierzami.
Weryfikacja dokładności pomiaru
 
Jakie czynniki mogą mieć wpływ na dokładność pomiaru wzrostu za pomocą ultradźwięków?
Istnieją dwa rodzaje ultradźwiękowych mierników wzrostu. Oba wykorzystują tę samą zasadę działania, jednak występują różnice w sposobie realizacji, które wpływają na różne zmienne wpływające na dokładność pomiaru.
 
(1) Wersja przenośna
Przenośny ultradźwiękowy miernik wzrostu HM250U
Przenośne mierniki wzrostu, takie jak Charder HM250U, mierzą odległość odgruntaby obliczyć wysokość.
Stadiometr ultradźwiękowy do pomiaru wysokości i pochylenia
Najczęstszym problemem potencjalnie wpływającym na dokładność pomiaru jest przechylenie. Chociaż czujniki ultradźwiękowe mogą odbierać fale dźwiękowe nawet pod kątem, odległość od podłoża jest większa, gdy urządzenie jest przechylone. Dlatego w urządzeniu przenośnym należy wbudować system wykrywania przechyłu, który umożliwi pomiar wysokości tylko wtedy, gdy przechylenie jest minimalne, zapewniając w ten sposób wyniki mieszczące się w dopuszczalnym zakresie dokładności. Na przykład, HM250U posiada 4 kontrolki ostrzegawcze przechyłu, które informują o przechyleniu urządzenia i nie wykonują pomiaru, dopóki urządzenie nie znajdzie się w pozycji prostej, minimalizując w ten sposób potencjalną niedokładność.
 
(2) Wersja zamontowana
HM200U Ultradźwiękowy miernik wzrostu
Montowane ultradźwiękowe mierniki wzrostu, takie jak Charder HM200U, mierzą odległość od czubka głowy badanego.
 
Urządzenia stacjonarne nie muszą się martwić o pochylenie, ale na ich działanie mogą mieć wpływ inne czynniki, takie jak fryzury wystające poza głowę - na przykład afro lub wysoki kok - ponieważ fale ultradźwiękowe mogą odbijać się po dotarciu do włosów, a nie do czubka głowy.
 
Korzyści ze stosowania ultradźwiękowego miernika wzrostu
Ogólnie rzecz biorąc, oczekiwana dokładność urządzeń ultradźwiękowych jest zazwyczaj nieco niższa niż w przypadku urządzeń tradycyjnych ze względu na te zmienne. Jeśli tak, to dlaczego warto wybrać urządzenie ultradźwiękowe?
 
(1) Wygoda i szybkość
Oprócz szybszego pomiaru, pomiar ultradźwiękowy pozwala na bezpieczne, bezkontaktowe użytkowanie.
 
W przypadku osób podróżujących, zwłaszcza w odległych miejscach, rozłożenie i złożenie tradycyjnego wzrostuomierza może zająć dużo czasu w porównaniu z pomiarem za pomocą urządzenia przenośnego.
 
(2) Różnica może być nieistotna
Dokładny pomiar każdego centymetra może być istotny przy śledzeniu wzrostu dziecka! Jednak w innych zastosowaniach, takich jak obliczanie BMI w celu ustalenia odpowiedniej dawki leków, nie jest to już tak oczywiste.
 
Wyobraźmy sobie osobę, której waga wynosi 70 kg, a wzrost 180 cm. W takim przypadku jej BMI wyniosłoby 21,6.
 
Standardowy zakres akceptowalnej dokładności wynosi ±1 cm. W przypadku tej osoby, w najgorszym przypadku, może ona otrzymać wynik 179 cm (BMI 21,85) lub 181 cm (BMI 21,37), jeśli chodzi o niedokładność, która jest zasadniczo pomijalna dla celów BMI. Nawet jeśli zastosujemy większą niedokładność ±2 cm, aby sprawdzić, czy ma to znaczenie, otrzymamy 178 cm (BMI 22,09) w dolnym zakresie i 182 cm (BMI 21,13) w górnym zakresie.
 
Ten poziom zmienności wskaźnika BMI nie ma większego znaczenia przy takim wykorzystaniu jak ocena otyłości lub ustalanie dawkowania leków.
 
Wniosek
Czy ultradźwiękowy wzrostomierz jest wystarczająco dokładny? To zależy od konkretnego zastosowania, ale w większości przypadków odpowiedź brzmi: tak! O ile nie potrzebujesz bardzo precyzyjnego pomiaru wzrostu do oceny wzrostu (np. u dzieci), minimalny margines błędu, nawet przy niewielkich niedokładnościach, w dużej mierze nie przeważa nad zwiększoną przenośnością, szybkością i wygodą oferowaną przez tę technologię pomiaru.