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문제 정의
- 이런 인식하에서 본 연구에서는 음주 후 혈중 알코올 농도가 음주량과 시간 경과에 따라 어떻게 달라지며 그 측정 방식으로 호흡측정과 혈액측정 간에는 어떤 비율적 관계가 있는 가를 살펴보고자 하였다. 동시에 개인 및 환경변수 중 섭취 주류의 종류와 알코올 도수, 음식물 섭취 유형의 차이가 혈중알코올 농도 등에 어떤 차이를 가져오는지를 살펴보았으며 그에 따른 호흡측정의 신뢰성 제고 방안에 대해서도 검토하였다.
- 특히 혈중알코올농도 추정에 있어서는 알코올 분해의 생리적 특징에 있어 외국인과 다른 특성이 적지 않게 존재하는 한국인에 대해서 시간 경과에 따라 혈액측정과 호흡측정 간에 어떤 관계가 있는 지를 명확히 하는 것이 중요하다. 이런 인식하에서 본 연구에서는 음주 후 혈중 알코올 농도가 음주량과 시간 경과에 따라 어떻게 달라지며 그 측정 방식으로 호흡측정과 혈액측정 간에는 어떤 비율적 관계가 있는 가를 살펴보고자 하였다. 동시에 개인 및 환경변수 중 섭취 주류의 종류와 알코올 도수, 음식물 섭취 유형의 차이가 혈중알코올 농도 등에 어떤 차이를 가져오는지를 살펴보았으며 그에 따른 호흡측정의 신뢰성 제고 방안에 대해서도 검토하였다.
가설 설정
- 이 등식에서 2100:1의 분배비율 값 (BBR)은 특정인에 대해 호흡알코올 분석을 실시하는 경우, 모든 사람들은 34°C의 평균 폐포 공기온도를 가지며, 이 온도로 호기를 내뿜을 때, 그 호기 2100ml 안에는 혈액 1ml와 동일한 양의 에탄올을 포함한다는 가정을 포함한다.
제안 방법
- 반면, 섭취 주종(소주와 위스키)간의 따른 최대 BrAC의 차이가 없었으며3) 남녀간 성별에 따른 차이도 나타나지 않았다. 또한 최대 BAC를 ＜표 4＞와 같이 주종 및 섭취 알코올양, 섭취 음식물 유형에 따라 비교하였다. 최대 BAC 평균은 주종별로는 소주는 0.
- 17hPa로 나타났으며 이는 호기 및 혈액 측정에 영향을 미치지 않는 수준이었다. 본 실험에서는 혈중알코올의 측정과 호흡 알코올 농도측정을 위해서 각각 혈중알코올농도 분석기(Gas Chromatography HP 7694 Series Ⅱ, AutoSampler HP-7694), 호기알코올농도 측정기(SD-400 Breath alcohol analyzer)를 사용하였다. 호기알코올농도 측정기의 경우, 기기간의오차발생을 줄이기 위하여 공단 시험교정실의 검,교정 과정을 거쳤으며 그 결과는 ＜표 2＞와 같다.
- 본 연구에서는 마이크로컴퓨터 기반 실험장치(MBL) 를 통해 측정에 영향을 줄 수도 있는 매개변수(기온, 대기압, 습도)를 사전 측정하였다. 실험장소의 기본조건은 실험시작 10분전, 실험시작, 실험시작 후 30분 후 3회에 걸쳐 측정하였다.
- 본 연구에서는 혈중알코올 농도에 직접적인 관계가 있는 알코올 섭취량(0.35g/kg, 0.70g/kg)을 포함하여 성별 (남, 녀), 주류의 알코올 도수((20°, 40°), 함께 섭취한 음식물의 내용2)(돼지고기 김치찌개, 삼겹살) 등 4개 독립 변수에 대해 직교표에 의한 24형배치 설계를 활용하였다.
- 사실상의 분배비율은 BBR=2100×k이므로, BACactual 을 BrACmeas로 나눈 값을 BBR 값으로 산출하였다.
- 시간적으로 가장 가까운 범위 내(최대 15분 차이 이내)에서 BrAC 데이타와 BAC 데이터를 ＜표 5＞와같이 호흡측정기별, 측정횟수별로 비교하였다.
- 실험은 실험 절차 소개, 실험 동의서 작성, 사전조사실시, 사전 음주측정 테스트 및 체지방 측정 실시, 실험 장소의 기본조건 측정(습도, 기온, 대기압 측정, MBL 사용), 음주, 음주측정의 순으로 진행하였다. 총 소요 시간은 약 6시간 정도이다.
- 본 연구에서는 마이크로컴퓨터 기반 실험장치(MBL) 를 통해 측정에 영향을 줄 수도 있는 매개변수(기온, 대기압, 습도)를 사전 측정하였다. 실험장소의 기본조건은 실험시작 10분전, 실험시작, 실험시작 후 30분 후 3회에 걸쳐 측정하였다. 측정결과, 실험장소의 평균온도는 23.
- 주종은 도수의 효과를 쉽게 비교하기 위하여 현재 시중에서 가장 일반적으로 마시는 소주를 포함, 그 도수가 2배 정도 되는 위스키를 선택하였다. 음주량은 단위체중당 마시는 알코올 양을 기준으로 0.35 g/kg, 0.70 g/kg의 2개 그룹으로 나누었다. 혈중알코올농도의 측정은 가급적 실제 음주상황과 유사하도록 육류 구이(고형물) 조건과 육류 찌개(액체혼합) 조건으로 나누어 각기 200g의 고기류를 음주와 함께 섭취하도록 하였다.
- 전체 250개의 쌍 중 어느 한쪽이 0이 나와 비교를 할수 없었거나 양쪽이 모두 0.01% 이하로 떨어져 분배비율의 산정에 오차가 있을 수 있는 값을 제외한 결과 얻어진 201쌍에 대한 분배비율을 살펴보았다. 분배비 평균은 30분대의 2,184에서부터 240분대의 2,509에 까지 시간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이고 있다.
- 최대 호흡중 알코올 농도(Breath Alcohol Concentration ; 이하 BrAC로 표기)를 ＜표 3＞과 같이 주종 및 섭취 알코올양, 섭취 음식물 유형에 따라 비교하였다.
- 호흡측정은 음주 종료 후 15분부터 음주측정을 시작하여 30분, 45분, 60분, 90분, 120분, 180분 및 240분까지 8회 측정하였다. 혈액 채취는 음주 종료 후 30분, 60분, 90분, 120분 및 180분에 호흡채취 전후로 총 5회를 실시하였다.
- 70 g/kg의 2개 그룹으로 나누었다. 혈중알코올농도의 측정은 가급적 실제 음주상황과 유사하도록 육류 구이(고형물) 조건과 육류 찌개(액체혼합) 조건으로 나누어 각기 200g의 고기류를 음주와 함께 섭취하도록 하였다. (실험 전의 식사는 정상적으로 하였고, 별도로 통제하지 않았다.
- 70 g/kg집단은 45분에 걸쳐 하였으며 전체 알코올 투여량을 3등분하여 매 15분 동안 전체 투여 알코올의 1/3씩 일정량으로 나누어 마시게 하였다. 호흡측정은 음주 종료 후 15분부터 음주측정을 시작하여 30분, 45분, 60분, 90분, 120분, 180분 및 240분까지 8회 측정하였다. 혈액 채취는 음주 종료 후 30분, 60분, 90분, 120분 및 180분에 호흡채취 전후로 총 5회를 실시하였다.
대상 데이터
- 도로교통안전관리공단 홈페이지와 사내 게시판을 통해 주량이 소주 반병에서 한병에 해당하는 사회적 음주자로 몸무게는 45-90kg 사이인 20-50대의 실험 지원자를 공모하여 그 중에서 건강에 이상이 없는 남, 녀 각각 24명씩, 총48명을 선발하였다. 이들의 평균 연령은 37.
데이터처리
- 본 연구에서 실험 결과 분배비율은 각각의 피험자에 대해 측정한 5회 정도의 대응 샘플에 대해 구하고, 평균과 표준편차를 포함, 신뢰한계를 구하였다.
이론/모형
- 분배비율 산출방법은 Henry의 법칙에서 유도된 식 (1)을 사용하였다. 이 등식에서 2100:1의 분배비율 값 (BBR)은 특정인에 대해 호흡알코올 분석을 실시하는 경우, 모든 사람들은 34°C의 평균 폐포 공기온도를 가지며, 이 온도로 호기를 내뿜을 때, 그 호기 2100ml 안에는 혈액 1ml와 동일한 양의 에탄올을 포함한다는 가정을 포함한다.
성능/효과
- 0.35g/kg 집단과 0.70g/kg 집단의 BAC의 시간당 분해 율을 비교한 결과 0.70g/kg 집단의 시간당 분해율이 더높은 것으로 나타났다. 그 차이는 유의한 것으로 나타났다(F=27.
- 그럼에도 불구하고 이 재판에서는 피고인은 2,100:1의 비율이 본인에게 맞지 않는다는 것을 의심할 합리적인 근거를 제시하지 아니하면 2,100:1의 분배율을 갖는다고 추정하는 것을 일반적으로 승인하였다(Melethil, 2002). 결과적으로 우리의 경우도 2100:1의 분배율을 적용하는 데 있어서는 기본적으로 문제가 없다고 보여 진다.
- 결론적으로 이러한 변산성에도 불구하고 음주운전 소추과정에서 2100:1의 분배비율을 적용하는 것은 현 수준에서는 대부분의 l피의자에게 이익이 있기 때문에 그 적용은 무리가 없는 것으로 보인다. 그 보다 더 중요한 것은 단속과정에서 얼마나 엄격하고, 신뢰롭게 호흡측정 절차를 적용하느냐 하는 것일 것이다.
- 결론적으로 혈액호흡의 분배비율과 알코올의 흡수및 분해 과정은 개인마다 다르고, 개인 내적으로도 시간에 따라 다르다. 따라서 기존의 음주측정 방식과 음주운전 사후 측정에 따른 혈중알코올 농도 역산 방식은 여러 가지 오차에 노출되어 있음으로서 결과해석에 대한 논란의 여지를 제공한다.
- 그리고 이번 실험 결과에 따르면 음주 종료 후 초기 30분 대의 경우는 음주운전 피혐의자에 있어 호흡측정이 혈액측정에 비해 불리할 수 있음이 드러났다. 그런데 임상적으로 보면 흡수 단계에서의 BBR 분산성의 효과는 뇌의 손상 지표를 나타내는 것으로 좀 더 실질적인 것으로 알려져 있다.
- 끝으로 본 연구에서는 실험절차 상의 다소의 제한점은 있었으나 개인의 혈중 알코올 농도와 관련 술의 종류, 알코올 양, 성별의 차이, 음식물에 따른 차이 등에 대해서 우리나라 사람에 대한 일반적인 결과를 얻을 수 있었다. 또한 그 동안 외국에서 주로 다루어진 공복상태에서의 음주 실험과는 달리 우리나라 사람의 일반적인 패턴인 음식물 섭취 상태에서의 음주 조건 하에서 실험을 실시한 것도 의의 있는 내용이다9).
- 독립변수에 따른 최대 BAC의 차이를 분석한 결과 섭취 알코올 양에 대해서만 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(F(1,43)=149.8, p<0.000).
- 독립변수에 따른 최대 BrAC의 차이를 분석한 결과 섭취 알코올 양(F (1,43)=95.5, p<0.000)과 섭취 음식물유형(F(1,43) =5.1, p<0.029)에 대해서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 즉 몸무게 당 마신 알코올 양이 증가할 때 최대 BrAC에 도달하는 시간이 점점 길어지는 사람들이 있으며, 이는 흡수율과 관련이 있는 것으로 추정되었다. 또한 섭취 주류의 종류와 알코올 도수, 음식물 섭취 유형이 미치는 영향과 관련해서는 섭취 알코올 양이 많고, 섭취 음식물 유형이 찌게보다 고기인 경우 최대 BrAC가 높게나타났으나, BAC에 있어서는 섭취 알코올양을 제외하고는 차이가 없는 것으로 나타났다. 이 부분은 향후 좀더 통제된 실험을 통한 검증이 필요한 부분이다.
- 또한 음주 종료 후 60~90분이 지난 흡수 이후 상태의 경우 본 연구에서는 2,300~2,500의 평균 분배비율을 갖는 것으로 나타났다. 이것은 흡수 이후 상태에서 Dubowski(1985)가 보고한 2,280:1의 평균과 99.
- 본 연구 결과, 혈중 알코올 농도의 시간당 분해율은 평균적으로 0.015%로 나타났으며, 이러한 결과는 외국의 사례와도 크게 다르지 않았다. 또한 이러한 결과는 음주량과는 관련이 적은 것으로 나타났다.
- 이는 많이 마신 집단 개인의 본래 능력에 기인한 것인지 아니면 음주량 증가에 따라 분해율이 증가하는 것인지는 불분명하다. 시간당 분해율의 평균은 0.015%로나타났으며 성별, 연령별 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.
- 첫째는 장비 교정과 검사실시에 따른 10%의 오차, 둘째는 2100:1의 표준 분배비를 채택하는 데 따른 30%의 개인 간 오차이다. 전문가 증언에서 개인의 분배비율은 일정하지만 질병, 약물복용, 공해와 같은 환경요인에 의해 달라질 수 있으며, 분배비율은 1,550:1에서 2,700:1가지 달라질 수있다는 증언이 있었다. 그럼에도 불구하고 이 재판에서는 피고인은 2,100:1의 비율이 본인에게 맞지 않는다는 것을 의심할 합리적인 근거를 제시하지 아니하면 2,100:1의 분배율을 갖는다고 추정하는 것을 일반적으로 승인하였다(Melethil, 2002).
- 한편 본 연구의 주된 관심사인 호흡측정과 혈액측간 간의 관계분석과 관련해서는 혈액 호흡 분배비는 시간에 관계없이 일정하기 보다는 30분대의 2,184에서부터 240분대의 2,509에 까지 시간이 증가함에 따라 달라지는 경향을 발견할 수 있었다. 종료 후 30분대인 알코올의 흡수단계에서의 혈액호흡 분배비율의 평균은 2,184:1로, 2,100:1보다는 높게 나타나고 있으며, 2100:1보다 낮은 경우는 일부에 불과했다. 이는 Labianca와 Simpson(1996)이 제시한 1,836:1의 평균 흡수상태 BBR보다는 다소 높은 결과이다.
- 최대 BrAC 평균은 주종별로는 소주가 0.063±0.028%, 위스키가 0.058±0.026%, 섭취 알코올 양 별로는 0.35g/kg집단이 0.38±0.014%, 0.70g/kg집단이 0.082±0.018%, 음식물 유형별로는 찌개류는 0.055±0.027%, 고기류는 0.065±0.027%로 나타났다.
- 측정결과, 실험장소의 평균온도는 23.9±0.04도, 평균습도는 53.46± 0.05%, 평균대기압은 1012.77±0.17hPa로 나타났으며 이는 호기 및 혈액 측정에 영향을 미치지 않는 수준이었다.
- 한편 본 연구의 주된 관심사인 호흡측정과 혈액측간 간의 관계분석과 관련해서는 혈액 호흡 분배비는 시간에 관계없이 일정하기 보다는 30분대의 2,184에서부터 240분대의 2,509에 까지 시간이 증가함에 따라 달라지는 경향을 발견할 수 있었다. 종료 후 30분대인 알코올의 흡수단계에서의 혈액호흡 분배비율의 평균은 2,184:1로, 2,100:1보다는 높게 나타나고 있으며, 2100:1보다 낮은 경우는 일부에 불과했다.
후속연구
- 이 피험자는 사후조사 결과 당뇨병이 있는 것으로 나타났다. 당뇨병과 음주 후 혈중 알코올 농도의 왜곡에 대해서는 추후 분석이 있어야 할 것이다. 한편 30분 이후 최대 BrAC 도달 집단에서도 1명의 피험자가 특이한 BrAC 패턴을 보여주고 있다.
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