Iga arvutus põhineb eelretsenseeritud farmakokineetilisel uurimusel.
Widmarki valem: kust kõik algab
1932. aastal avaldas rootsi teadlane Erik Widmark põhivalemi alkoholi kontsentratsiooni veres hindamiseks joodud alkoholi koguse põhjal. Tema taipamine oli lihtne, kuid võimas: kui teate, kui palju alkoholi sisse läks ja kuidas see kehas levib, saate hinnata, kui palju jõuab verre.
Klassikaline Widmarki võrrand
C = (alcohol_grams) / (body_weight x r) - elimination_rate x time
Siin on r Widmarki jaotusfaktor (kui suur osa Teie kehast alkoholi tegelikult omastab) ja eliminatsioonikiirus näitab, kui kiiresti maks seda eemaldab. Valem on vastu pidanud peaaegu sajandi, kuigi kaasaegsed rakendused on seda oluliselt täiustanud.
💡
Alcometer ei kasuta staatilist Widmarki võrrandit otseselt. Selle asemel teostab see minut-minutilt dünaamilist simulatsiooni, mis asendab Widmarki lihtsustavad eeldused tõenduspõhiste absorptsiooni, jaotuse ja eliminatsiooni mudelitega. Kujutage seda ette kui Widmarki põhiideed, mida on täiustatud 90 aasta lisauuringutega.
Iga sisestatud jook teisendatakse puhta etanooli grammideks lihtsa valemi abil:
Alkoholi massi arvutus
alcohol_grams = volume_ml x (ABV / 100) x 0.789
Konstant 0,789 g/ml on etanooli tihedus toatemperatuuril — standardne füüsikaline konstant, mida kasutatakse kohtumeditsiinilistes arvutustes kogu maailmas.
Teie keha kuju loeb: jaotusfaktor
Kogu keha ei omasta alkoholi ühtlaselt. Luud ja rasvkude sisaldavad vähe vett ja omavad alkoholi vaevalt, samas kui lihaskude ja elundid on veerikkad ja omastavad seda kergesti. Jaotusfaktor r peegeldab seda: madalam r tähendab, et alkohol kontsentreerub väiksemas mahus, andes kõrgema sama joogi koguse korral.
Seepärast on keha koostis nii oluline. Ühe keskmise väärtuse asemel kohandab Alcometer Teie r-i Teie BMI alusel, kasutades Forresti (1986) interpolatsioonitabelit, mille koostas Maskell et al. (2015). [Forrest, 1986][Maskell et al., 2015]
Meeste jaotusfaktor (r) BMI järgi
BMI
r väärtus
17.9
0.80
21.9
0.75
24.7
0.72
27.2
0.69
29.6
0.66
Naiste jaotusfaktor (r) BMI järgi
BMI
r väärtus
15.6
0.74
20.1
0.69
22.8
0.61
25.3
0.58
27.3
0.53
Pöördvõrdeline seos räägib oma lugu: kõrgem BMI tähendab madalamat r-i, mis tähendab vähem kehavett alkoholi lahjendamiseks, mis tähendab kõrgema hinnangulise väärtuse. Naistel on üldiselt madalamad r väärtused kui meestel sama BMI korral, kuna keharasva jaotumine erineb.
💡
Kui pikkust ei ole sisestatud, kasutab kalkulaator populatsiooni keskmisi: r = 0,72 meestele ja r = 0,61 naistele. Pikkuse lisamine annab isikupärasema — ja täpsema — hinnangu.
Kuidas Teie keha alkoholi omastab
Algne Widmarki valem eeldab, et kogu alkohol omastub koheselt — nagu organism töötleks kogu joogi kohe selle lõpetamisel. Tegelikkuses järgib imendumine kõverat, mis sõltub joogist ja sellest, kas Te olete söönud.
Alcometer modelleerib seda logistilise (S-kujulise) kõvera abil iga joogi jaoks. Põhiparameeter on t50: aeg, mil 50% alkoholist on omastunud. Erinevatel jookidel on erinev omastamiskiirus.
Omastamise ajastus joogi tüübi järgi (tühja kõhuga)
Jook
Aeg 50% omastumiseni
Aeg 95% omastumiseni
Kanged alkohoolsed joogid
36 min
75 min
Vein
54 min
95 min
Õlu
62 min
105 min
Need väärtused pärinevad Mitchell et al. (2014) uuringust, kes mõõtsid omastumist 15 tervel mehel ristuuringu disainiga. Kanged joogid andsid kõrgeima alkoholi kontsentratsiooni tipp veres, neile järgnes vein, seejärel õlu — isegi kui kogu alkoholi kogus oli sama.
💡
Söömine aeglustab kõike umbes 30 minutit, kuid Alcometer ei vähenda tahtlikult kogu omastunud alkoholi kogust, kui Te olete söönud. See on ettevaatlik valik: hinnangu alahindamine võib olla ohtlikum kui mõõdukas ülehindamine.
Kuidas Teie maks alkoholi eemaldab
Kujutage oma maksa ette tehasena, mis suudab töödelda ainult umbes ühe joogi tunnis. Erinevalt enamikust ainetest elimineerub alkohol ligikaudu konstantse kiirusega (mida nimetatakse nullijärgu kineetikaks) — Teie maks töötab täisvõimsusel sõltumata sellest, kui palju alkoholi on Teie veres.
Alcometer kasutab eliminatsioonikiirusi suurimast süstemaatilisest ülevaatest sel teemal (Jones, 2010):
Sugu
Eliminatsioonikiirus
Ekvivalent
Mees
0.168 permille/h
~16.8 mg/dL/h
Naine
0.190 permille/h
~19.0 mg/dL/h
Naised elimineerivad alkoholi tegelikult veidi kiiremini kui mehed absoluutarvudes, tõenäoliselt proportsionaalselt suurema maksa-kehakaalu suhte tõttu.
On üks oluline erand: kui alkoholi kontsentratsioon veres langeb väga madalale (alla umbes 0,005%), lülitub Teie maks konstantse kiiruse töötlemiselt aeglasemale kontsentratsioonist sõltuvale režiimile. See on tingitud sellest, et alkoholi töötlemise eest vastutav maksaensüüm (alkoholdehüdrogenaas) ei ole enam täielikult küllastunud väga madalal alkoholitasemel. Alcometer modelleerib seda üleminekut, mis tähendab, et alkoholi "viimane tilk" võtab ebaproportsionaalselt kauem aega — detail, mida enamik kalkulaatoreid ei arvesta.
Miks näitame kolme joont, mitte ühte
Üks number loob vale täpsustunde. Tegelikkuses, isegi ideaalsete sisendandmetega, saavad kaks sama soo, kaalu ja pikkusega inimest, kes joovad identseid koguseid, erinevad tasemed. Keha koostis, maksaensüümide aktiivsus, hüdratatsioon ja geneetika — kõik need mängivad rolli.
Alcometer lahendab selle, teostades kolm paralleelset simulatsiooni iga stsenaariumi jaoks, kasutades määramatuse koefitsiente Maskell et al. (2015) uuringust:
Riba
Jaotusfaktor (r)
Eliminatsioonikiirus
Mida see tähendab
Optimistlik
r x 1,092 (suurem)
22% kiirem
Metaboliseerite kiiresti, soodne keha koostis
Tüüpiline
r x 1,0 (keskmine)
Keskmine kiirus
Kõige tõenäolisem hinnang Teie demograafilistele andmetele
Konservatiivne
r x 0,908 (väiksem)
22% aeglasem
Metaboliseerite aeglaselt, vähem soodne koostis
💡
Kolm riba katavad ligikaudu 80% populatsiooni variatsiooni keskosa. Umbes 10% inimestest jääb isegi konservatiivse riba piiridest välja kummaski suunas. Seepärast ütleme alati, et need on hinnangud, mitte mõõtmised.
Nullilähedase väärtuse aja hinnang
Alcometer viib simulatsiooni ajas edasi minutite kaupa, kuni hinnanguline väärtus jõuab nullilähedaseks või langeb alla valitud võrdlusläve. See kasutab sama dünaamilist eliminatsioonimudelit, sealhulgas madalate väärtuste aeglustumist.
Ohutuse huvides kasutab võrdlusläveni jõudmise kuva konservatiivset riba, kaldudes tahtlikult ettevaatlikkuse poole. Kui võrdlete hinnangut seadusliku kontekstiga, on konservatiivne rahvastikutaseme hinnang sobivam kui optimistlik variant.
Oluline: miks need on hinnangud, mitte garantiid
Nullilähedase väärtuse hinnang eeldab, et lisa jooke ei ole, ravimite koostoimeid ei ole, ainevahetust mõjutavaid haigusseisundeid ei ole ja et Teie tegelik alkoholi kontsentratsioon veres vastab mudeli hinnangule (mis ise on ebakindel). Neid hinnange ei tohiks kunagi kasutada sõiduki juhtimise otsustamiseks.
Mida mudel ei saa arvestada
Nagu iga mudel, teeb ka kalkulaator lihtsustavaid eeldusi. Siin on olulisimad tegurid, mida see ei hõlma:
Tegur
Miks see on oluline
Geneetiline ensüümide variatsioon
ADH/ALDH variandid (levinud Ida-Aasia populatsioonides) võivad dramaatiliselt muuta ainevahetuse kiirust
Ravimite koostoimed
Paljud ravimid mõjutavad mao- või maksa alkoholitöötlust
Maksahaigus
Kroonilised haigused vähendavad metaboolset võimsust alla modelleeritud kiiruste
Äärmuslikud kehaehitused
Väga lihaslistel inimestel võivad olla r väärtused väljaspool modelleeritud vahemikku
Krooniline raske joomine
Ensüümide induktsioon (CYP2E1) võib tõsta eliminatsioonikiirusi 25-35 mg/dL/h-ni
Oksendamine
Kui oksendate varsti pärast joomist, võib tegelik omastamine olla palju madalam
Karboniseerimine
Gaseeritud segud võivad kiirendada mao tühjenemist ja omastamist
Vanus, kõrgus, menstruaaltsükkel
Kõik mõjutavad-i, kuid neid ei modelleerita praegu
Regulatiivne ja õiguslik vastutuse välistamine
See kalkulaator esitab ainult hariduslikke hinnanguid — mitte õiguslikke, meditsiinilisi ega kohtuekspertiisi määratlusi.
alkoholi kontsentratsioon veres hinnang ei saa asendada sertifitseeritud alkomeetrit ega vereanalüüsi.
Seaduslikud piirangud erinevad jurisdiktsiooni, juhiloa kategooria ja sõidukitüübi lõikes.
Iga üle 0,0 näitab alkoholi olemasolu ja võimalikku häiritust.
Viited
1.
Widmark EMP.Die theoretischen Grundlagen und die praktische Verwendbarkeit der gerichtlich-medizinischen Alkoholbestimmung.Berlin: Urban & Schwarzenberg (1932). PubMed/PMC
2.
Maskell PD, De Paoli G, Seneviratne C, Pounder DJ.Alcohol calculations and their uncertainty.Medicine, Science and the Law (2015). PubMed/PMC
3.
Jones AW.Evidence-based survey of the elimination rates of ethanol from blood with applications in forensic casework.Forensic Science International (2010). PubMed/PMC
4.
Hoiseth G, Wiik E, Kristoffersen L, Morland J.Ethanol elimination rates at low concentrations based on two consecutive blood samples.Forensic Science International (2016). PubMed/PMC
5.
Mitchell MC Jr, Teigen EL, Ramchandani VA.Absorption and peak blood alcohol concentration after drinking beer, wine, or spirits.Alcoholism: Clinical and Experimental Research (2014).[n=15]PubMed/PMC
6.
Ramchandani VA, Kwo PY, Li TK.Effect of food and food composition on alcohol elimination rates in healthy men and women.Journal of Clinical Pharmacology (2001). PubMed/PMC
7.
Jones AW, Hahn RG, Stalberg HP.Disposition of ethanol in blood and cerebrospinal fluid after oral administration.Journal of Studies on Alcohol (1991). PubMed/PMC
8.
Holford NHG.Clinical pharmacokinetics of ethanol.Clinical Pharmacokinetics (1987). PubMed/PMC
9.
Norberg A, Jones AW, Hahn RG, Gabrielsson JL.Role of variability in explaining ethanol pharmacokinetics.Clinical Pharmacokinetics (2003). PubMed/PMC
10.
Forrest ARW.The estimation of Widmark's factor.Journal of the Forensic Science Society (1986). PubMed/PMC
Widmarki jaotusfaktor r on alkoholi kontsentratsiooni hindamise töökoond, kuid sellel on tuntud struktuuriline nõrkus: see käsitleb kehavee osa kui soo ja jäme BMI-tabeli kaudu seotud koefitsienti, samas kui etanooli lahjenduse jaoks on oluline iga indiviidi koguvesi (TBW). 1981. aastal Watson, Watson ja Batt avaldasid regressioonvõrrandid TBW hindamiseks vanuse, pikkuse ja kaalu põhjal.
Praktiline erinevus Widmarki ja Watsoni vahel ilmneb selgemalt kahes rühmas: rasvunud katsealustes, kelle ülemäära rasv langetab vee osa, ja väga lahjades lihaselistes katsealustes. Maskell ja kolleegid 2015 soovitasid sõnaselgelt Watsonit Widmarkile üle kohtuekspertiisi täpsuse jaoks.
Suhe 2100:1: miks alkomeetrid erinevad alkoholi kontsentratsioonist
Iga kord müüdud alkomeeter eeldab kindlat suhet alveolaarse õhu etanoolisisalduse ja alveolid varustava vere vahel. See suhe on vere-hingamise jaotussuhe, mis on kokkuleppeliselt seatud 2100:1-le.
Probleem on see, et 2100:1 on populatsiooni keskmine. Üksikud jaotussuhted ulatuvad ligikaudu 1 500:1–3 000:1. Temperatuur on suurim muutuja.
Suuõõne alkoholijääk on ka probleem, mistõttu tõendid hingamisetestiseadmed nõuavad 15-minutilist jälgimisperioodi.
Jones 2010 süstemaatiline ülevaade järeldas, et 2100:1 konventsioon sobib populatsiooni tasandi joobes juhtimine jõustamiseks, kuid ei tohiks kunagi tõlgendada täpse indiviidi konversioonina.
alkoholi kontsentratsioon veres ühikud: Rosetta kivi
Alkoholi kontsentratsioon veresel on rohkem ühikuid kui mis tahes muu tavalise labori väärtusel.
Tähis
Vasted
Tüüpiline kasutus
1 ‰ (promill)
= 0,1% = 1 g/L = 100 mg/100 ml
EL, enamik maailma
0,1%
= 1 ‰ = 1 g/L
USA
1 g/L
= 1 ‰ = 0,1% = 100 mg/dL
Kliinilised laborid
1 mg/L BrAC × 2100
= 1 g/L alkoholi kontsentratsioon veres
Hingamise-vere teisendus
USA seaduslik juhtimispiirang 0,08% teiseneb 0,8 g/L ja 0,8 ‰. EL-i vaikimisi 0,5 ‰ teiseneb 0,05% ja 0,5 g/L.
Juht peatatakse kell 01:00 ja kell 02:30 võetud vereproovi mõõdetud alkoholi kontsentratsioon veres on 0,062%. Süüdistus soovib teada, milline oli juhi alkoholi kontsentratsioon veres juhtimise ajal. Protseduur, mis sellele küsimusele vastab, on tagasipööramine:
Kui eeldame, et juht oli juhtimisest ajal post-absorptsiooni faasis, ja kasutame Jones 2010 sooga seotud eliminatsiooni kiirust, lisab 1,5-tunnine ekstrapolatsioon 0,168 ‰/tund umbes 0,025 ‰ mõõtmisele. Maskell 2015 määras hästi teostatud retrograadse Widmarki jääkebakindluse umbes ±15–20%-le.
ADH1B*2 ja ALDH2*2: miks Widmark vajab geneetilist korrektsiooni
Widmarki raamistik eeldab ühte eliminatsiooni kiirust soo kohta, mis peidab ühe suurimat alkoholi metabolismi reaalse maailma variatsiooni allikat.
Esimene variant on ADH1B*2, mis toodab ensüümi umbes 40-kordse aktiivsusega. ADH1B*2 on Ida-Aasias levinud — kantav ligikaudu 75% populatsioonist.
Teine variant on ALDH2*2. ALDH2*2 saavutab 30–50% levimuse Jaapanis, Koreas ja osa Hiina. Kiire ADH ja aeglase ALDH kombinatsioon toodab sündroomi, mis tuntakse Aasia punetusreaktsioonina.
Alcometer praegu neid alleele ei modelleeri; üks eliminatsiooni kiirus soo kohta on endiselt kasutusel.
Korduma kippuvad küsimused
Miks Alcometer näitab 3 alkoholi kontsentratsioon veres joont ühe asemel?
Isegi täiusliku sisendiga varieerub tegelik alkoholi kontsentratsioon veres umbes ±20% mudeli hinnangu ümber individuaalsete erinevuste tõttu. Alcometer jookseb kolm paralleelset simulatsiooni — optimistlik, tüüpiline ja konservatiivne — Maskell jt (2015) ebakindluse koefitsientidega. Kolm ribat katavad ligikaudu 80% populatsioonist.
Kas Widmarki valem on täpne?
Klassikaline 1932. aasta Widmarki võrrand on täpne populatsiooni keskmiste alkoholi kontsentratsioonide jaoks umbes ±20% ulatuses, kuid see teeb lihtsustatud eeldusi. Alcometer kasutab Widmarki selgroogu, kuid asendab staatilised osad tõenduspõhiste alammudelitega.
Mis vahe on hingamise ja vere alkoholi vahel?
Vere alkohol (alkoholi kontsentratsioon veres) on etanooli mass vere mahu ühiku kohta. Hingamisalkohool (BrAC) on etanooli mass väljahingatud alveolaarse õhu mahu ühiku kohta. Neid kahte seob vere-hingamise jaotussuhe, kokkuleppeliselt 2100:1.
Kas alkoholi kontsentratsioon veres-kalkulaator võib mulle öelda kohtuliku-täpse alkoholi kontsentratsiooni?
Ei. Kohtuvabaks alkoholi kontsentratsioon veres vajab tõendatud hingamise- või veretestid. Iga kalkulaator toodab statistilise hinnangu, mis asub ±20% ebakindluse ribas.
Kas erineva geneetikaga inimesed metaboliseerivad alkoholi erinevalt?
Jah, oluliselt. Kaks ensüümi alleeli on tähtsaimad. ADH1B*2 toodab umbes 40 korda kiiremini alkoholi dehüdrogenaasi. ALDH2*2 toodab peaaegu mitteaktiivset aldehüüddehüdrogenaasi. Kombinatsioon kiirendab etanooli-atsetaldehüüdi konversiooni ja aeglustab atsetaldehüüdi puhastust.
Kuidas tagasipööramine töötab joobes juhtimise juhtumites?
Retrograadne ekstrapolatsioon hindab alkoholi kontsentratsiooni varasemas ajas hilisest mõõtmisest. Kui 02:30 võetud vereproov näitab 0,062% ja isik on post-absorptsiooni faasis, annab möödunud aja korrutamine soo kohane eliminatsiooni kiirusega tagasipööratud alkoholi kontsentratsioon veres juhtimise ajal.