Katrs aprēķins balstās uz recenzētiem farmakokinātikas pētījumiem.
Widmark formula: kur viss sākas
1932. gadā zviedru zinātnieks Ēriks Vidmarks publicēja pamata vienādojumu alkohola koncentrācijas asinīs (alkohola koncentrācija) aplēsei pēc izdzerā alkohola daudzuma. Viņa atziņa bija vienkārša, bet spēcīga: ja zināms, cik daudz alkohola uzņemts un kā tas izplatās organismā, var aplēst, cik daudz nonāk asinīs.
Klasiskais Widmark vienādojums
C = (alcohol_grams) / (body_weight x r) - elimination_rate x time
Šeit r ir Widmark sadalījuma koeficients (cik liela daļa ķermeņa faktiski uzņem alkoholu), un eliminācijas ātrums ir tas, cik ātri aknas to apstrādā. Formula ir izturējusi gandrīz gadsimtu, lai gan mūsdienu implementācijas to būtiski uzlabo.
💡
Alcometer neizmanto statisko Widmark vienādojumu tieši. Tā vietā tas veic minūti-pa-minūtei dinamisku simulāciju, kas aizstāj Widmark vienkāršojošos pieņēmumus ar uz pierādījumiem balstītiem absorbcijas, sadalījuma un eliminācijas modeļiem. Uzskati to kā Widmark pamatideju, kas uzlabota ar 90 gadu papildu pētījumiem.
Katrs ievadītais dzēriens tiek pārvērsts tīra etanola gramos, izmantojot vienkāršu formulu:
Alkohola masas aprēķins
alcohol_grams = volume_ml x (ABV / 100) x 0.789
Konstante 0,789 g/ml ir etanola blīvums istabas temperatūrā — standarta fizikāla konstante, ko izmanto tiesu medicīnas aprēķinos visā pasaulē.
Jūsu ķermeņa forma ir svarīga: sadalījuma koeficients
Ne viss Jūsu ķermenis absorbē alkoholu vienādi. Kauli un tauku audi satur maz ūdens un gandrīz neabsorbē alkoholu, turpretī muskuļu audi un orgāni ir bagāti ar ūdeni un to viegli uzņem. Sadalījuma koeficients r to atspoguļo: zemāks r nozīmē, ka alkohols koncentrējas mazākā tilpumā, nodrošinot augstāku no tā paša dzērienu daudzuma.
Tāpēc ķermeņa kompozīcija ir tik svarīga. Tā vietā, lai izmantotu vienu vidējo vērtību, Alcometer pielāgo Jūsu r, pamatojoties uz Jūsu BMI, izmantojot Forrest (1986) interpolācijas tabulu, ko apkopojis Maskell et al. (2015). [Forrest, 1986][Maskell et al., 2015]
Vīriešu sadalījuma koeficients (r) pēc BMI
BMI
r vērtība
17.9
0.80
21.9
0.75
24.7
0.72
27.2
0.69
29.6
0.66
Sieviešu sadalījuma koeficients (r) pēc BMI
BMI
r vērtība
15.6
0.74
20.1
0.69
22.8
0.61
25.3
0.58
27.3
0.53
Apgrieztā sakarība stāsta stāstu: augstāks BMI nozīmē zemāku r, kas nozīmē mazāk ķermeņa ūdens alkohola atšķaidīšanai, kas nozīmē augstāku. Sievietēm parasti ir zemākas r vērtības nekā vīriešiem pie tā paša BMI, jo atšķiras tauku sadalījums ķermenī.
💡
Ja augums nav norādīts, kalkulators izmanto populācijas vidējos rādītājus: r = 0,72 vīriešiem un r = 0,61 sievietēm. Auguma norādīšana sniedz personalizētāku — un precīzāku — aplēsi.
Kā Jūsu organisms absorbē alkoholu
Sākotnējā Widmark formula pieņem, ka viss alkohols tiek absorbēts uzreiz — it kā Jūsu organisms apstrādāJūs visu dzērienu brīdī, kad to pabeidzat. Patiesībā absorbcija seko līknei, kas ir atkarīga no tā, ko dzērāt un vai esi ēdis.
Alcometer to modelē, izmantojot loģistisku (S veida) līkni katram dzērienam. Galvenais parametrs ir t50: laiks, kurā 50% alkohola ir absorbēti. Dažādiem dzērieniem ir atšķirīgs absorbcijas ātrums.
Absorbcijas laiks pēc dzēriena veida (tukšā dūšā)
Dzēriens
Laiks līdz 50% absorbcijai
Laiks līdz 95% absorbcijai
Stiprie alkoholiskie dzērieni
36 min
75 min
Vīns
54 min
95 min
Alus
62 min
105 min
Šīs vērtības iegūtas no Mitchell et al. (2014), kas mērīja absorbciju 15 veseliem vīriešiem, izmantojot krusteniskā pētījuma dizainu. Stiprie dzērieni radīja augstāko maksimumu, kam sekoja vīns, tad alus — pat ja kopējais alkohola daudzums bija vienāds.
💡
Ēšana visu palēnina par aptuveni 30 minūtēm, bet Alcometer apzināti nesamazina kopējo absorbētā alkohola daudzumu, kad esi ēdis. Tā ir drošības ziņā konservatīva izvēle: Jūsu novērtēšana par zemu varēJūs būt bīstama, tāpēc mēs labāk nedaudz pārvērtēsim nekā novērtēsim par zemu.
Kā Jūsus aknas izvada alkoholu
Iedomājies savas aknas kā rūpnīcu, kas var apstrādāt tikai aptuveni vienu dzērienu stundā. Atšķirībā no lielākās daļas vielu, alkohols tiek eliminēts ar aptuveni nemainīgu ātrumu (ko sauc par nulles kārtas kinētiku) — Jūsus aknas strādā ar pilnu jaudu neatkarīgi no tā, cik daudz alkohola ir Jūsus asinīs.
Alcometer izmanto eliminācijas ātrumus no lielākā sistemātiskā pārskata par šo tēmu (Jones, 2010):
Dzimums
Eliminācijas ātrums
Ekvivalents
Vīrietis
0.168 permille/h
~16.8 mg/dL/h
Sieviete
0.190 permille/h
~19.0 mg/dL/h
Sievietes faktiski eliminē alkoholu nedaudz ātrāk nekā vīrieši absolūtos skaitļos, iespējams, proporcionāli lielākas aknu-ķermeņa svara attiecības dēļ.
Ir viens svarīgs izņēmums: kad Jūsu nokrīt ļoti zemu (zem aptuveni 0,005%), Jūsus aknas pārslēdzas no nemainīga ātruma apstrādes uz lēnāku, no koncentrācijas atkarīgu režīmu. Tas ir tāpēc, ka par alkohola apstrādi atbildīgais aknu enzīms (alkohola dehidrogenāze) vairs nav pilnībā piesātināts ļoti zemā alkohola līmenī. Alcometer modelē šo pāreju, kas nozīmē, ka "pēdējais mazumiņš" alkohola izvadīšanai prasa nesamērīgi ilgāku laiku — detaļa, ko lielākā daļa kalkulatoru neievēro.
Kāpēc mēs rādām trīs līnijas, nevis vienu
Viens skaitlis rada viltus precizitātes sajūJūs. Patiesībā, pat ar ideāliem ievades datiem, divi cilvēki ar vienādu dzimumu, svaru un augumu, kas izdzer identiskus daudzumus, iegūs atšķirīgus līmeņus. Ķermeņa kompozīcija, aknu enzīmu aktivitāte, hidratācija un ģenētika — tas viss spēlē lomu.
Alcometer to risina, veicot trīs paralēlas simulācijas katram scenārijam, izmantojot nenoteiktības koeficientus no Maskell et al. (2015):
Josla
Sadalījuma koeficients (r)
Eliminācijas ātrums
Ko tas nozīmē
Optimistisks
r x 1,092 (lielāks)
Ātrāks par 22%
Jūs metabolizē ātri, labvēlīga ķermeņa kompozīcija
Tipisks
r x 1,0 (vidējs)
Vidējs ātrums
Visticamākā aplēse taviem demogrāfiskajiem datiem
Konservatīvs
r x 0,908 (mazāks)
Lēnāks par 22%
Jūs metabolizē lēni, mazāk labvēlīga kompozīcija
💡
Trīs joslas aptver aptuveni 80% populācijas variāciju centrālo daļu. Aptuveni 10% cilvēku atradīsies ārpus pat konservatīvās joslas abos virzienos. Tāpēc mēs vienmēr sakām, ka tās ir aplēses, nevis mērījumi.
Metabolisma līknes un robežu konteksta novērtējums
Alcometer veic simulāciju uz priekšu laikā, minūti pa minūtei, līdz Jūsu aplēstais sasniedz nulli vai nokrīt zem likumīgā ierobežojuma. Tas izmanto to pašu dinamisko eliminācijas modeli, ieskaitot zema palēninājumu.
Drošības nolūkos "laiks līdz likumīgajam ierobežojumam" attēlojumā tiek izmantota konservatīvā josla, apzināti kļūdoties piesardzības virzienā. Ja Jūs domā, vai esat zem ierobežojuma, Jūs, iespējams, vēlies sliktākā gadījuma aplēsi — nevis optimistisko.
Svarīgi: kāpēc tās ir aplēses, nevis garantijas
Šis izglītojošais novērtējums pieņem, ka nav papildu dzērienu, zāļu mijiedarbības vai medicīnisku stāvokļu, kas ietekmē metabolismu. To nekad nedrīkst izmantot, lai noteiktu spēju vadīt transportlīdzekli.
Ko modelis nevar ņemt vērā
Tāpat kā jebkurš modelis, kalkulators pieņem vienkāršojošus pieņēmumus. Šeit ir nozīmīgākie faktori, kurus tas neaptver:
Faktors
Kāpēc tas ir svarīgi
Ģenētiskā enzīmu variācija
ADH/ALDH varianti (bieži Austrumāzijas populācijās) var dramatiski mainīt metabolisma ātrumu
Zāļu mijiedarbība
Daudzi medikamenti ietekmē kuņģa vai aknu alkohola apstrādi
Aknu slimība
Hroniskas slimības samazina metabolisko jaudu zem modelētajiem ātrumiem
Ekstrēmas ķermeņa kompozīcijas
Ļoti muskuloziem cilvēkiem var būt r vērtības ārpus modelētā diapazona
Hroniska smaga dzeršana
Enzīmu indukcija (CYP2E1) var paaugstināt eliminācijas ātrumus līdz 25-35 mg/dL/h
Vemšana
Ja vemjat drīz pēc dzeršanas, faktiskā absorbcija var būt daudz zemāka
Karbonizācija
Gāzēti maisījumi var paātrināt kuņģa iztukšošanos un absorbciju
Vecums, augstums, menstruālais cikls
Visi ietekmē, bet pašlaik netiek modelēti
Regulatīvā un juridiskā atruna
Šis kalkulators sniedz tikai izglītojošas aplēses — nevis juridiskus, medicīniskus vai tiesu ekspertīzes slēdzienus.
Alkohola koncentrācijas asinīs novērtējums nevar aizstāt sertificētu alkometru vai asins analīzi.
Likumīgie ierobežojumi atšķiras atkarībā no jurisdikcijas, vadītāja kategorijas un transportlīdzekļa veida.
Jebkurš virs 0,0 norāda uz alkohola klātbūtni un iespējamu traucējumu.
Atsauces
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
Watsona vienādojums: ķermeņa ūdens alternatīva Vidmarka r
Vidmarka sadalījuma faktors r ir alkohola koncentrācija asinīs novērtēšanas darbs zirgs, bet tam ir labi zināma strukturāla vājība: tas aplūko ķermeņa ūdens daļu kā koeficientu, kas saistīts ar dzimumu un rupju ĶMI tabulu, kamēr etanola atšķaidīšanai patiesi ir svarīgs indivīda kopējais ķermeņa ūdens (TBW). 1981. gadā Watson, Watson un Batt publicēja regresijas vienādojumus TBW tieši novērtēšanai pēc vecuma, auguma un svara.
Praktiskā atšķirība starp Vidmarku un Watsonu visskaidrāk parādās divās grupās: aptaukojušamies subjektos, kuru pārmērīgie tauki pazemina ūdens daļu, un ļoti liesos, muskuļotos subjektos. Maskell un kolēģi 2015 tieši ieteica Watsonu pāri Vidmarkam tiesu medicīniskai precizitātei.
Attiecība 2100:1: kāpēc alkometri atšķiras no alkohola koncentrācija asinīs
Katrs jebkad pārdotais alkometrs pieņem fiksēJūs attiecību starp etanola koncentrāciju dziļā plaušu (alveolu) gaisā un etanola koncentrāciju asinsrites, kas apgādā šīs alveolas. Šī attiecība ir asiņu-elpas sadalījuma koeficients, un saskaņā ar konvenciju tā ir iestatīta uz 2100:1.
Problēma ir tā, ka 2100:1 ir populācijas vidējais rādītājs. Individuāli sadalījuma attiecības svārstās no aptuveni 1 500:1 līdz 3 000:1.
Jones 2010. gada sistemātisks pārskats secināja, ka 2100:1 konvencija ir piemērota iedzīvotāju līmeņa vadīšanas pēc alkohola lietošanas ieviešanai, bet to nekad nevajadzēJūs interpretēt kā precīzu individuālu pārveidi.
alkohola koncentrācija asinīs vienības: Rozetas akmens
Alkohola koncentrācijai asinīs ir vairāk vienību nekā jebkurai citai izplatītai laboratorijas vērtībai.
Apzīmējums
Ekvivalenti
Tipiskais lietojums
1 ‰ (promile)
= 0,1% = 1 g/L = 100 mg/100 ml
ES, lielākā daļa pasaules
0,1%
= 1 ‰ = 1 g/L
ASV
1 g/L
= 1 ‰ = 0,1% = 100 mg/dL
Klīniskās laboratorijas
1 mg/L BrAC × 2100
= 1 g/L alkohola koncentrācija asinīs
Elpas-asins konvertēšana
ASV juridiskais braukšanas limits 0,08% pārveidojas uz 0,8 g/L un 0,8 ‰. ES noklusējums 0,5 ‰ pārveidojas uz 0,05% un 0,5 g/L.
Retrogrāda ekstrapolācija: Vidmarka tiesu medicīniskais lietojums
Vadītājs tiek apturēts pulksten 01:00, un līdz brīdim, kad policijas iecirknī pulksten 02:30 tiek ņemts asins paraugs, izmērītā alkohola koncentrācija asinīs ir 0,062%. Procedūra, kas atbild uz šo jautājumu, ir retrogrāda ekstrapolācija:
Ja mēs pieņemam, ka vadītājs bija postabsorbcijas fāzē braukšanas laikā, un izmantojam Jones 2010. gada dzimumam atbilstošu eliminācijas ātrumu, 1,5 stundu ekstrapolācija ar 0,168 ‰/stundā pievieno aptuveni 0,025 ‰ mērījumam. Maskell 2015. gadā kvantificēja labi izpildīta retrogrāda Vidmarka palikušo neskaidrību aptuveni ±15-20%.
ADH1B*2 un ALDH2*2: kāpēc Vidmarkam ir nepieciešama ģenētiskā korekcija
Vidmarka sistēma pieņem vienu eliminācijas ātrumu uz dzimumu, vienkāršojumu, kas slēpj vienu no lielākajiem alkohola vielmaiņas reālā pasaules variācijas avotiem.
Pirmais variants ir ADH1B*2, viens nukleotīdu polimorfisms, kas rada fermentu ar aptuveni 40 reizes lielāku katalītisko aktivitāti. ADH1B*2 Austrumāzijā ir izplatīts — to nes aptuveni 75% iedzīvotāju.
Otrais variants ir ALDH2*2. ALDH2*2 sasniedz 30-50% prevalenci Japānā, Korejā un Ķīnas daļās.
Alcometer pašlaik šos alēles nemodelē; viens eliminācijas ātrums uz dzimumu joprojām tiek izmantots.
Biežāk uzdotie jautājumi
Kāpēc Alcometer parāda 3 alkohola koncentrācija asinīs līnijas 1 vietā?
Pat ar perfektu ievadi reālā alkohola koncentrācija asinīs mainās aptuveni ±20% apkārt jebkuram modeļa novērtējumam individuālo atšķirību dēļ. Alcometer vadā trīs paralēlas simulācijas — optimistisku, tipisku un konservatīvu — izmantojot Maskell et al. (2015) neskaidrības koeficientus.
Vai Vidmarka formula ir precīza?
Klasiskā 1932. gada Vidmarka vienādojums ir precīzs populācijas vidējam alkohola koncentrācija asinīs aptuveni ±20% robežās, bet tas pieņem vienkāršojošus pieņēmumus. Alcometer izmanto Vidmarka pamatu, bet aizstāj statiskos gabalus ar pierādījumos balstītiem apakšmodeļiem.
Kāda ir atšķirība starp elpas un asins alkoholu?
Asins alkohols (alkohola koncentrācija asinīs) ir etanola masa uz asins tilpuma vienību. Elpas alkohols (BrAC) ir etanola masa uz izelpotā alveolārā gaisa tilpuma vienību. Abus saista asins-elpas sadalījuma attiecība, konvencionāli 2100:1.
Vai alkohola koncentrācija asinīs kalkulators var pateikt manu tiesā-precīzu alkohola koncentrācija asinīs?
Nē. Tiesā pieņemams alkohola koncentrācija asinīs prasa sertificētu elpas vai asins testu. Jebkurš kalkulators rada statistisku novērtējumu, kas atrodas ±20% neskaidrības joslā.
Vai cilvēki ar atšķirīgu ģenētiku metabolizē alkoholu atšķirīgi?
Jā, būtiski. Divas ferementa alēles ir svarīgākās. ADH1B*2 rada alkohola dehidrogenāzi aptuveni 40 reizes ātrāku. ALDH2*2 rada gandrīz neaktīvu aldehīda dehidrogenāzi.
Kā darbojas retrogrāda ekstrapolācija vadīšanas pēc alkohola lietošanas lietās?
Retrogrāda ekstrapolācija aplēš alkohola koncentrācija asinīs agrākā laikā no vēlākā mērījuma. Ja pulksten 02:30 ņemts asins paraugs rāda 0,062% un subjekts ir postabsorbcijas fāzē, pagājušā laika reizināšana ar dzimumam atbilstošu eliminācijas ātrumu dod atpakaļ ekstrapolēJūs alkohola koncentrācija asinīs braukšanas laikā.