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문제 정의
- 본 연구에서는 현재 휴대용 음주측정기에 사용되고 있는 Q-인자의 적합성을 판단하고, 96명의 한국인 성인남성을 대상으로 한 임상실험을 통해 혈액-호흡 분할비를 도출하였다.
- 상기 제시된 바와 같이 음주측정에서 혈액-호흡 분할비가 호흡기 날숨을 통한 혈중 알코올 농도분석의 간접적 분석에 중요한 영향을 미치고, 각국에 따라 상이한 Q-인자를 나타내고 있으므로, 본 연구에서는 임상실험에 참여한 한국인 남성의 혈중 알코올 농도와 호흡기 알코올 농도의 상관성 분석을 통하여 한국인 남성의 Q-인자를 살피고, 각종 신체지수들과 Q-인자간의 상관성 해석을 통하여 음주운전 방지장치 알고리즘 설정을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- Inbody 720 (Biospace, Cheonan, Korea)을 통하여 체수분총량 (total body water, TBW), 체지방량 (body fat mass, BFM), 체지방백분율(percentage body fat,PBF)과 신체질량지수(BMI)가 측정되었고, 호흡기 알코올 농도의 측정 소요시간을 고려하여 대상자는 10 개의 소집단으로 나누어 임상실험을 진행하였다. 소집단내의지원자중 임의로 두 분류로 나누어 0.
- Q-인자를 2,100으로 가정하여 실제 혈중 알코올 농도와 호흡기 알코올 농도의 변환을 통해 비교하였을 때, 두 측정기기는 상반된 결과를 제시하여 시간의 경과에 따른 Q-인자를 계산하였고, 그 결과를 제시하면 Fig. 3과 같다. 이때 계산결과의 신뢰성을 확보하기 위해서 0.
- 각 지원자의 호흡기 날숨은 혈액채취와 동시에 3liter의 냄새주머니(Non-odor bag, TK005-N-003, BMSCorp., Japan)에 포집되었고, 다중가스 분석기(INNOVA-1312, Lumasense Technologies, Denmark)를 통하여 분석되었다. 이때 사용된 다중가스 분석기는 ppb에서 ppm의 정확성을 갖고 있으며, 임상실험 전 보정을 통하여 분석 정확도를 높였다.
- 수거된 혈액들은 공인기관인 Neodin 의학 연구소에 의뢰하여 BACs를분석하였다. 공인기관까지 운반시 모든 용기는 4℃에서 6℃로 유지시켰으며, 혈중 알코올 농도는 효소 분석법(COBAS Integra, Roche USA)에 의하여 측정되었으며, 측정 한계치 이하의 값들은 분석 시 제외시켜 혈중알코올 농도와 호흡기 알코올 농도의 상관성 해석을 진행하였다.
- 한편 개인의 시간대별 Q-인자 (혹은 혈액-호흡 분할비)는 혈중 알코올 농도와 호흡기 알코올 농도 비로 계산되었고, 호흡기 알코올 농도는 다중가스 분석기를 통해 측정·계산되었다. 그러나 현재 경찰청에서 사용하고 있는 음주운전 측정기의 혈액-호흡 분할비는 2,100을 사용하고 있으므로, 측정된 알코올 농도에 2,100을 곱하여 호흡기 알코올 농도를 계산하였다. 자료의 정리 시 사용된 평균, 표준편차 및 95% 신뢰구간은 MS 엑셀과 Sigma Plot 12.
- 이때 사용된 다중가스 분석기는 ppb에서 ppm의 정확성을 갖고 있으며, 임상실험 전 보정을 통하여 분석 정확도를 높였다. 다중 가스 분석기로 혈액채취와 동일시간대에 포집된 지원자들의 호흡기 알코올 농도를 세 번 측정한 후, 평균 BACs는 BrACs에 Q-인자로 2,100을 곱하여 1차적으로 환산하였다. 또한 혈액과 호흡기 날숨의 채집과 동시에 휴대용 알코올측정장치(AL9000, Sentech Corp.
- 다중 가스 분석기로 혈액채취와 동일시간대에 포집된 지원자들의 호흡기 알코올 농도를 세 번 측정한 후, 평균 BACs는 BrACs에 Q-인자로 2,100을 곱하여 1차적으로 환산하였다. 또한 혈액과 호흡기 날숨의 채집과 동시에 휴대용 알코올측정장치(AL9000, Sentech Corp., Korea)를 통하여BrACs를 측정하였으며, 측정의 신뢰도를 향상하기 위해 장치는 임상실험 진행 전에 제조사에서 교정하였다.
- Inbody 720 (Biospace, Cheonan, Korea)을 통하여 체수분총량 (total body water, TBW), 체지방량 (body fat mass, BFM), 체지방백분율(percentage body fat,PBF)과 신체질량지수(BMI)가 측정되었고, 호흡기 알코올 농도의 측정 소요시간을 고려하여 대상자는 10 개의 소집단으로 나누어 임상실험을 진행하였다. 소집단내의지원자중 임의로 두 분류로 나누어 0.35 mg/ml/kg 혹은 0.7 mg/ml/kg의 소주 (담금주, 30 % (v/v))를 15분 동안 마시도록 요청하였다. 알코올 섭취 후, 처음 호흡기 알코올 농도 분석시의 오류를 최소화하기 위해 음용수로 구강내의 잔류 알코올을 세척하도록 하였으며, 이때 물은 마시지 않도록 하였다.
- 한편 BACs의 측정을 위해 상완 오금정맥(antecubitalfossa)에서 숙련된 간호사 4 명을 통하여 2 ml의 혈액을 채취하고, 항응고제(Ethylene-diamine tetra-acetic acid tube)가 도포된 용기(Vacutainer tube, BD Franklin,Lake NJ, USA)에 담아 수거하였다. 수거된 혈액들은 공인기관인 Neodin 의학 연구소에 의뢰하여 BACs를분석하였다. 공인기관까지 운반시 모든 용기는 4℃에서 6℃로 유지시켰으며, 혈중 알코올 농도는 효소 분석법(COBAS Integra, Roche USA)에 의하여 측정되었으며, 측정 한계치 이하의 값들은 분석 시 제외시켜 혈중알코올 농도와 호흡기 알코올 농도의 상관성 해석을 진행하였다.
- 7 mg/ml/kg의 소주 (담금주, 30 % (v/v))를 15분 동안 마시도록 요청하였다. 알코올 섭취 후, 처음 호흡기 알코올 농도 분석시의 오류를 최소화하기 위해 음용수로 구강내의 잔류 알코올을 세척하도록 하였으며, 이때 물은 마시지 않도록 하였다. 혈중 알코올 농도와 호흡기 알코올 농도의 상관성 해석을 위해 혈액과 호흡기 날숨을 정해진 시간에 채취하였는데, 이는 미리 선정된 시간 간격(15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240분)에 따랐다.
- 지원자들은 인터넷과 게시판의 공고를 통하여 모집하였고, 정신건강의학과에서 기본적인 검진과 신체검사를 통해 최종 선발되었는데, 기본 검진으로 키, 몸무게, CBC(Complete Blood Count), LFT(Liver Function Test), AUDIT-K (Alcohol Use Disorder Identification Test-Korea), CAGE(Cut-down, Annoyed, Guilty, Eyeopener) 등을 실시하였다. 검진 후, 최종 101명의 대상자를 선정하였고, 임상에 참여한 남성은 20대에서 50대까지 체중 55에서 78kg, 평소 소주 2병이내를 마시는 성인이었다.
- 한편 BACs의 측정을 위해 상완 오금정맥(antecubitalfossa)에서 숙련된 간호사 4 명을 통하여 2 ml의 혈액을 채취하고, 항응고제(Ethylene-diamine tetra-acetic acid tube)가 도포된 용기(Vacutainer tube, BD Franklin,Lake NJ, USA)에 담아 수거하였다. 수거된 혈액들은 공인기관인 Neodin 의학 연구소에 의뢰하여 BACs를분석하였다.
- 알코올 섭취 후, 처음 호흡기 알코올 농도 분석시의 오류를 최소화하기 위해 음용수로 구강내의 잔류 알코올을 세척하도록 하였으며, 이때 물은 마시지 않도록 하였다. 혈중 알코올 농도와 호흡기 알코올 농도의 상관성 해석을 위해 혈액과 호흡기 날숨을 정해진 시간에 채취하였는데, 이는 미리 선정된 시간 간격(15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240분)에 따랐다. 또한 연속적인 자료의 분석 시 모호함을 피하기 위해 음식물과 알코올 음료의 섭취는 금하였고, 과격한 신체 행동 또한 임상실험이 진행되는 동안 제한하였다.
대상 데이터
- 지원자들은 인터넷과 게시판의 공고를 통하여 모집하였고, 정신건강의학과에서 기본적인 검진과 신체검사를 통해 최종 선발되었는데, 기본 검진으로 키, 몸무게, CBC(Complete Blood Count), LFT(Liver Function Test), AUDIT-K (Alcohol Use Disorder Identification Test-Korea), CAGE(Cut-down, Annoyed, Guilty, Eyeopener) 등을 실시하였다. 검진 후, 최종 101명의 대상자를 선정하였고, 임상에 참여한 남성은 20대에서 50대까지 체중 55에서 78kg, 평소 소주 2병이내를 마시는 성인이었다. 이 연구는 건국대학교 병원의 윤리위원회 심의를 통과 후 수행되었다.
데이터처리
- 그러나 현재 경찰청에서 사용하고 있는 음주운전 측정기의 혈액-호흡 분할비는 2,100을 사용하고 있으므로, 측정된 알코올 농도에 2,100을 곱하여 호흡기 알코올 농도를 계산하였다. 자료의 정리 시 사용된 평균, 표준편차 및 95% 신뢰구간은 MS 엑셀과 Sigma Plot 12.5를 사용하여 도출하였다.
성능/효과
- 알코올 섭취 후, 시간에 따른 BAC의 변화양상을 살펴보았을 때, 한국인 남성은 Fig. 1에 제시된 세가지 전형적인 패턴 (a)좌천이형, b) 표준형, c) 우천이형)을나타내고 있음을 알 수 있었고, 두 가지 이상의 패턴이 혼재된 다섯 명의 자료는 분석에서 제외되었다. 표준형과 비교하였을 때, 좌천이형은 혈중 알코올 농도의 최고치를 나타내지 않았으나, 우천이형의 경우 90분 이후에 혈중 알코올 농도 최고치를 나타내었고,Fig.
- 또한 알코올의 섭취 후, 혈중 알코올 농도가 최고치에 이르는 평균시간 Tmax는 본 연구에서 약 55 분을 나타내었다(12). 따라서 Fig. 3은 Tmax를 기준으로 계산되어 제시된 것으로, 알코올 섭취 후 60 분 이내의 시간대에서 Q-인자의 평균은 1,779를 나타내었다. 그러나 60 분 이후, 평균 Q-인자는 2,011을 나타내었으며, 전체 시간대에서의 평균 Q-인자는 1,913을 나타내었다.
- 이는 호흡기를 통하여 측정된 BrACs는 실제 혈액을 채취하여 측정된 BACs와 거의 유사한 값을 나타내고 있음을 보여주는 결과이다. 따라서 전체 시간 구간을 통해 도출한 평균 Q-인자 1,913은 한국인 남성의 혈중 알코올 농도분석에 보다 합리적인 판단 근거를 갖고 유의하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 또한 다중 가스 분석기로 측정·환산한 BACs는 약 10 %의 옵셋(+0.0006%)를 갖고 있었으나, 휴대용 음주측정기는 보다 큰 옵셋 값을 갖고 있음을 볼 수 있다.
- 4 L였으며, 이를 기준으로 평균치 이상과 미만을 갖는 대상자들로 구분하여 Q-인자를 산출한 결과 TBW가 평균 이상인 경우, Q=1,903, 평균 미만의 값을 갖고 있는 지원자들의 평균 Q=1,999를 나타내었다. 또한 실험대상의 평균 BMI는 25를 나타내었고, BMI가 평균 이상을 나타내는 군의 Q=1,935, 미만인 경우 Q=1,951을 나타내었다. BFM과 PBF의 평균값을 기준으로 Q-인자의 변화는 거의 없음을 Table 1을 통해 확인할 수 있다.
- 01 %보다 작은 BACs 값들은 제외하였다. 또한 알코올의 섭취 후, 혈중 알코올 농도가 최고치에 이르는 평균시간 Tmax는 본 연구에서 약 55 분을 나타내었다(12). 따라서 Fig.
- 한편 Table 1은 신체지수에 Q-인자를 제시한 것이다. 임상실험에 참가한 남성의 평균 TBW는 42.4 L였으며, 이를 기준으로 평균치 이상과 미만을 갖는 대상자들로 구분하여 Q-인자를 산출한 결과 TBW가 평균 이상인 경우, Q=1,903, 평균 미만의 값을 갖고 있는 지원자들의 평균 Q=1,999를 나타내었다. 또한 실험대상의 평균 BMI는 25를 나타내었고, BMI가 평균 이상을 나타내는 군의 Q=1,935, 미만인 경우 Q=1,951을 나타내었다.
- 즉 음주 측정기의 통상적인 오차 ± 0.005 %에 합해져 최대 -0.01 %의 오차가발생될 수 있음을 알려주는 결과이다.
- 4에서 제시된 결과를 보충 설명하고 있다. 즉, Q=2,100을 사용하면 호흡기를 통해 측정한 알코올 농도는 혈중 알코올 농도보다 더 높게 측정하고 있음을 구체적으로 보여주고 있는 것이고, 그 차이는 측정기기의 오차에 약 0.0052 %를 더해 나타낼 수 있음을 보여주는 결과이다. 즉 음주 측정기의 통상적인 오차 ± 0.
- 현용 Q-인자 2,100은 휴대용 음주측정기에서 실제 혈중 알코올 농도를 15 % 이상 낮게 측정하고, 다중 가스 분석기는 약 10 % 높게 측정하는 결과를 나타내었다. 한편 임상 실험을 통해 도출한 전체 시간대의 평균 Q인자 1,913은 BrACs를 실제 혈중 알코올 농도와 가장 근사적으로 대응하는 결과를 나타내었다.
후속연구
- 따라서 현재 사용되고 있는 Q-인자는 수정·보완됨이 타당하리라 사료되고, 심층연구를 통해 음주 운전 방지장치의 연구개발에 적용되어야 할 것으로 사료된다.
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