Setiap pengiraan berdasarkan penyelidikan farmakokinetik yang disemak rakan sebaya.
Pada tahun 1932, saintis Sweden Erik Widmark menerbitkan persamaan asas untuk menganggarkan kepekatan alkohol dalam darah daripada jumlah alkohol yang anda minum. Pemahaman beliau mudah tetapi berkuasa: jika anda tahu berapa banyak alkohol yang masuk, dan bagaimana ia tersebar dalam badan anda, anda boleh menganggarkan berapa banyak yang sampai ke darah anda.
Persamaan Widmark klasik
Di sini, r ialah faktor taburan Widmark (berapa banyak badan anda yang sebenarnya dicapai oleh alkohol), dan kadar penyingkiran ialah kepantasan hati anda membersihkannya. Formula ini telah bertahan selama hampir satu abad, walaupun pelaksanaan moden banyak memperbaikinya.
Alcometer tidak menggunakan persamaan Widmark statik secara langsung. Sebaliknya, ia menjalankan simulasi dinamik minit demi minit yang menggantikan andaian penyederhanaan Widmark dengan model berasaskan bukti untuk penyerapan, taburan dan penyingkiran. Fikirkan ia sebagai idea teras Widmark, ditingkatkan dengan 90 tahun penyelidikan tambahan.
Setiap minuman yang anda masukkan ditukarkan kepada gram etanol tulen menggunakan formula mudah:
Pengiraan jisim alkohol
Pemalar 0.789 g/mL ialah ketumpatan etanol pada suhu bilik -- pemalar fizikal standard yang digunakan dalam pengiraan forensik di seluruh dunia.
Tidak semua badan anda menyerap alkohol secara sama rata. Tulang dan tisu lemak mengandungi sedikit air dan hampir tidak menyerap alkohol, manakala tisu otot dan organ kaya dengan air dan menyerap dengan mudah. Faktor taburan r menangkap ini: r yang lebih rendah bermakna alkohol tertumpu dalam jumlah yang lebih kecil, memberikan anda kepekatan alkohol dalam darah yang lebih tinggi daripada bilangan minuman yang sama.
Inilah sebabnya komposisi badan sangat penting. Daripada menggunakan satu nilai purata, Alcometer menyesuaikan r anda berdasarkan BMI anda, menggunakan jadual interpolasi Forrest (1986) seperti yang disusun oleh Maskell et al. (2015). [Forrest, 1986] [Maskell et al., 2015]
| BMI | Nilai r |
|---|---|
| 17.9 | 0.80 |
| 21.9 | 0.75 |
| 24.7 | 0.72 |
| 27.2 | 0.69 |
| 29.6 | 0.66 |
| BMI | Nilai r |
|---|---|
| 15.6 | 0.74 |
| 20.1 | 0.69 |
| 22.8 | 0.61 |
| 25.3 | 0.58 |
| 27.3 | 0.53 |
Hubungan songsang menceritakan kisah: BMI lebih tinggi bermakna r lebih rendah, yang bermakna kurang air badan untuk mencairkan alkohol, yang bermakna kepekatan alkohol dalam darah lebih tinggi. Wanita umumnya mempunyai nilai r lebih rendah daripada lelaki pada BMI yang sama kerana perbezaan taburan lemak badan.
Apabila ketinggian tidak diberikan, kalkulator kembali kepada purata populasi: r = 0.72 untuk lelaki dan r = 0.61 untuk wanita. Menambah ketinggian anda memberikan anggaran yang lebih khusus kepada profil, tetapi tetap bukan ukuran sebenar.
Formula Widmark asal mengandaikan semua alkohol diserap serta-merta -- seolah-olah badan anda memproses keseluruhan minuman pada saat anda selesai meminumnya. Sebenarnya, penyerapan mengikuti lengkung yang bergantung pada apa yang anda minum dan sama ada anda sudah makan.
Alcometer memodelkan ini menggunakan lengkung logistik (bentuk-S) untuk setiap minuman. Parameter utama ialah t50: masa di mana 50% alkohol telah diserap. Minuman berbeza mempunyai kelajuan penyerapan berbeza.
| Minuman | Masa sehingga 50% diserap | Masa sehingga 95% diserap |
|---|---|---|
| Arak keras | 36 min | 75 min |
| Wain | 54 min | 95 min |
| Bir | 62 min | 105 min |
Nilai-nilai ini daripada Mitchell et al. (2014), yang mengukur penyerapan pada 15 lelaki sihat menggunakan reka bentuk kajian silang. Arak keras menghasilkan puncak tertinggi, diikuti oleh wain, kemudian bir -- walaupun jumlah alkohol dikekalkan tetap.
Makan memperlahankan segalanya kira-kira 30 minit, tetapi Alcometer sengaja tidak mengurangkan jumlah keseluruhan alkohol yang diserap apabila anda makan. Ini adalah pilihan konservatif keselamatan: menganggarkan kepekatan alkohol dalam darah anda terlalu rendah boleh membahayakan, jadi kami lebih suka menganggarkan sedikit lebih tinggi daripada menganggarkan terlalu rendah.
Fikirkan hati anda sebagai kilang yang hanya boleh memproses kira-kira satu minuman sejam. Tidak seperti kebanyakan bahan, alkohol disingkirkan pada kadar yang hampir tetap (dipanggil kinetik tertib sifar) -- hati anda bekerja pada kelajuan penuh tanpa mengira berapa banyak alkohol dalam darah anda.
Alcometer menggunakan kadar penyingkiran daripada ulasan sistematik terbesar mengenai topik ini (Jones, 2010):
| Jantina | Kadar penyingkiran | Setara |
|---|---|---|
| Lelaki | 0.168 permille/h | ~16.8 mg/dL/h |
| Wanita | 0.190 permille/h | ~19.0 mg/dL/h |
Wanita sebenarnya menyingkirkan alkohol sedikit lebih cepat daripada lelaki secara mutlak, mungkin kerana nisbah hati-kepada-berat-badan yang lebih besar secara proporsional.
Terdapat satu pengecualian penting: apabila kepekatan alkohol dalam darah anda jatuh sangat rendah (di bawah kira-kira 0.005%), hati anda beralih daripada pemprosesan kadar tetap kepada mod yang lebih perlahan dan bergantung kepekatan. Ini kerana enzim hati yang bertanggungjawab (alkohol dehidrogenase) tidak lagi tepu sepenuhnya pada paras alkohol yang sangat rendah. Alcometer memodelkan peralihan ini, yang bermakna "sedikit terakhir" alkohol mengambil masa yang tidak seimbang lebih lama untuk dibersihkan -- butiran yang kebanyakan kalkulator terlepas.
Satu nombor kepekatan alkohol dalam darah mencipta rasa ketepatan yang palsu. Sebenarnya, walaupun dengan input sempurna, dua orang berjantina sama, berat dan ketinggian yang minum jumlah yang sama akan mempunyai paras kepekatan alkohol dalam darah berbeza. Komposisi badan, aktiviti enzim hati, penghidratan dan genetik semuanya memainkan peranan.
Alcometer menangani ini dengan menjalankan tiga simulasi selari untuk setiap senario, menggunakan pekali ketidakpastian daripada Maskell et al. (2015):
| Jalur | Faktor taburan (r) | Kadar penyingkiran | Apa maknanya |
|---|---|---|---|
| Optimistik | r x 1.092 (lebih besar) | Lebih pantas 22% | Anda memetabolisma dengan pantas, komposisi badan yang baik |
| Tipikal | r x 1.0 (purata) | Kadar purata | Anggaran paling mungkin untuk demografi anda |
| Konservatif | r x 0.908 (lebih kecil) | Lebih perlahan 22% | Anda memetabolisma dengan perlahan, komposisi kurang baik |
Tiga jalur meliputi kira-kira 80% pusat variasi populasi. Kira-kira 10% orang akan jatuh di luar jalur konservatif ke mana-mana arah. Inilah sebabnya kami sentiasa berkata ini adalah anggaran, bukan ukuran.
Alcometer menjalankan simulasi ke hadapan dalam masa, minit demi minit, untuk menunjukkan bagaimana anggaran kepekatan alkohol dalam darah boleh menurun dari masa ke masa. Ia menggunakan model penyingkiran dinamik yang sama, termasuk kelambatan pada kepekatan alkohol dalam darah yang rendah.
Paparan ini ialah konteks pendidikan tentang metabolisme dan ambang rujukan, bukan keputusan undang-undang atau panduan tindakan. Jalur konservatif membantu menunjukkan ketidakpastian, bukan memberikan kebenaran untuk memandu.
Penting: mengapa ini adalah anggaran, bukan jaminan
Unjuran ini mengandaikan tiada minuman tambahan, tiada interaksi ubat, tiada keadaan perubatan yang mempengaruhi metabolisme, dan tindak balas sebenar anda sepadan dengan anggaran model yang tidak pasti. Jangan gunakan unjuran ini untuk membuat keputusan tentang memandu.
Seperti mana-mana model, kalkulator membuat andaian penyederhanaan. Berikut adalah faktor paling ketara yang tidak ditangkap:
| Faktor | Mengapa ia penting |
|---|---|
| Variasi enzim genetik | Varian ADH/ALDH (biasa dalam populasi Asia Timur) boleh mengubah kelajuan metabolisme secara dramatik |
| Interaksi ubat | Banyak ubat mempengaruhi pemprosesan alkohol gastrik atau hepatik |
| Penyakit hati | Keadaan kronik mengurangkan kapasiti metabolik di bawah kadar yang dimodelkan |
| Komposisi badan ekstrem | Orang yang sangat berotot mungkin mempunyai nilai r di luar julat yang dimodelkan |
| Minum berat kronik | Induksi enzim (CYP2E1) boleh menolak kadar penyingkiran sehingga 25-35 mg/dL/h |
| Muntah | Jika anda muntah sejurus selepas minum, penyerapan sebenar mungkin lebih rendah |
| Karbonasi | Pencampur berkarbonat boleh mempercepatkan pengosongan gastrik dan penyerapan |
| Umur, altitud, kitaran haid | Semua mempengaruhi tetapi tidak dimodelkan pada masa ini |
Penafian kawal selia dan undang-undang
Faktor pengedaran Widmark r ialah asas anggaran kepekatan alkohol dalam darah tetapi mempunyai kelemahan struktur. Pada 1981 Watson, Watson dan Batt menerbitkan persamaan regresi yang menganggar TBW secara langsung daripada umur, tinggi, dan berat.
TBWlelaki (L) = 2.447 − 0.09156 · umur + 0.1074 · tinggicm + 0.3362 · beratkg
Maskell 2015 mengesyorkan Watson berbanding Widmark untuk ketepatan forensik.
Setiap breathalyzer mengandaikan nisbah pembahagian darah-nafas tetap 2100:1. Nisbah pembahagian manusia sebenar mempunyai julat 1,500:1 hingga 3,000:1.
Peningkatan 1 °F suhu badan meningkatkan anggaran alkohol nafas ~7%. Jones 2010 merumuskan nisbah 2100:1 sesuai untuk konteks penguatkuasaan peringkat populasi.
| Notasi | Setara | Penggunaan |
|---|---|---|
| 1 ‰ (per mille) | = 0.1% = 1 g/L = 100 mg/dL | EU, kebanyakan dunia |
| 0.1% | = 1 ‰ = 1 g/L | Amerika Syarikat |
| 1 g/L | = 1 ‰ = 0.1% | Makmal klinikal |
| 1 mg/L BrAC × 2100 | = 1 g/L kepekatan alkohol dalam darah | Nafas kepada darah |
0.08% = 0.8 g/L = 0.8 ‰. 0.5 ‰ = 0.05% = 0.5 g/L.
Formula: kepekatan alkohol dalam darah(T) = kepekatan alkohol dalam darah(T + N) + (N · elimination_rate)
Maskell 2015 menganggar ketidakpastian dalam Widmark retrograde yang dilaksanakan dengan baik pada ±15-20%.
ADH1B*2 menghasilkan alkohol dehidrogenase yang ~40x lebih pantas. Sekitar 75% populasi di Asia Timur.
ALDH2*2 dalam 30-50% populasi Jepun, Korea dan sebahagian China. Enzim aktiviti rendah menyebabkan asetaldehid terkumpul.