Wie genau ist die Atemalkohol-Analyse?

Transkript

1 Wie genau ist die Atemalkohol-Analyse? von Prof. Dr. Andreas Slemeyer FH Giessen-Friedberg / Fachbereich Elektrotechnik 1, Wiesenstr. 14 * 3539 Giessen Tel.: Fax: andreas.slemeyer@e1.fh-giessen.de

2 Eichordnung Eichordnung 3 3 Abs. Abs. 1 Nr. Nr. 4 vom vom (BGBl (BGBl I, I, S. S. 1657): 1657): Geeicht sein sein müssen Atemalkoholmessgeräte für für die die amtliche Überwachung des des Straßenverkehrs. Anlage Anlage zur zur Eichordnung, Abschnitt 7 Nr. Nr. 2: 2: Atemalkoholmessgeräte dienen dienen zur zur Ermittlung der der Ethanolkonzentration (Massenkonzentration) in in der der Atemluft von von Personen bei bei der der amtlichen Überwachung des des Straßenverkehrs. Als Als Einheit Einheit der der Massenkonzentration wird wird mg/l mg/l verwendet. Kenngrößen: Eichfehlergrenze: Max. Max. Abweichung vom vom wahren wahren Wert Wert bei bei Eichung Verkehrsfehlergrenze: Max. Max. Abweichung beim beim Einsatz Einsatz Eichgültigkeitsdauer: Zeitraum für für Gültigkeit der der o.g. o.g. Fehlergrenzen 2

3 Zum Begriff Messrichtigkeit Definition Messrichtigkeit beschreibt die die systematische Abweichung des des Mittelwertewertes bei bei Wiederholungsmessungen vom vom richtigen bzw. bzw. wahren wahren Wert. Wert. Mittel- Generelle Aussagen Nachweis der der Messrichtigkeit von von Atemalkoholmessgeräten nur nur durch durch Vergleich mit mit dem dem Nationalen Normal Normal für für die die Darstellung der der Einheit Einheit Atemalkoholkonzentration Eichung Für Für die die Einheit Einheit Blutalkoholkonzentration : kein kein Nationales Normal Normal gegeben. Der Der Vergleich von von Atem- Atem- und und Blutalkoholkonzentrationen liefert liefert lediglich Aussagen über über die die Korrelation zwischen den den beiden beiden Verfahren, nicht nicht aber aber über über deren deren Messrichtigkeit. 3

4 Zur Gliederung Teil 1 Messrichtigkeit und Rückführbarkeit von Atemalkohol-Analysengeräten Teil 2 Statistischer Vergleich AAK/BAK 4

5 Voraussetzung für die Eichung Bauartprüfung und und -zulassung Untersuchung der der Geräte Geräte im im Hinblick auf auf Messrichtigkeit Erfüllung der der vorgegebenen Anforderungen an an die die Messrichtigkeit unter unter Einsatzbedingungen Messbeständigkeit Einhaltung der der Fehlergrenzen auch auch über über den den Eichzeitraum hinaus hinaus Mess- Prüfbarkeit Definition der der Eichprozedur sowie sowie der der Eigenschaften des des Eichnormals PTB Bauartzulassung Seriengeräte Muster Eichämter Eichung Analysengeräte Kalibriereinrichtung Einsatz 5

6 Voraussetzungen für die Zulassung von Atemalkoholmessgeräten Gutachten des des BGA BGA (1991) (1991) Festlegung der der Anforderungen an an beweissichere Geräte Geräte Vorschläge für für eigene eigene Messgrößegrößen und und Grenzwerte DIN DIN VDE VDE Mess- Umsetzung der der Anforderungen des des Gutachtens in in nationale Norm Norm Unfall- und Sicherheitsforschung Straßenverkehr Beweissicherheit der Atemalkoholanalyse Gutachten des Bundesgesundheitamts Heft Sonstige Vorschriften Gerätekonstruktion nach nach allgemein anerkannten Regeln Regeln der der Technik Herausgegeben im Auftrag des Bundesministers für Verkehr von der Bundesanstalt für Straßenwesen 6

7 VDE 45: Wichtigste Elemente Ausgangspunkt Entwicklung einer einer analytischen Methodik (ähnlich der der Blutalkoholanalyse) mit mit Doppelbestimmung aller aller beeinflussenden Parameter: Atemalkohol-Konzentration Atem-Temperatur Exspirationsvolumen Sicherstellung von von Messrichtigkeit und und Spezifität Zwei Zwei unabhängige Messsysteme zur zur Plausibilitätsprüfung und und Funktions- und und Kalibrierkontrolle Messsysteme mit mit unterschiedlicher Spezifität DIN 7

8 Messrichtigkeit bei Atemalkoholmessgeräten Anforderungen nach nach DIN DIN VDE VDE bzw. bzw. Eichordnung Messgerät Eichnormal Eichlösung AAK-Bereich <,4 mg/l,4 bis 1, mg/l >1, bis 2, mg/l,4 mg/l,4 mg/l Eichfehlergrenzen,2 mg/l 5 % vom Messwert 1 % vom Messwert,7 mg/l,6mg/l 8

9 Darstellung der Messgröße AAK Atemalkoholkonzentration Definiert als als Massenanteil Ethanol in in mg mg pro pro Liter Liter Luft Luft bei bei C C Begleitgas wasserdampfgesättigt Darstellung der der Messgröße AAK: AAK: Eichnormal (Prüfgasgenerator): bauartzugelassen und und jährlich jährlich geeicht geeicht zertifizierte Eichlösungen (an (an das das nationale Normal Normal angeschlossen) Direkte Direkte Messung ohne ohne Probenaufbereitung möglich Geschlossene Rückführungskette 9

10 Eingangsüberprüfung an Atemalkoholmessgeräten Ziel Ziel Überprüfung der der Möglichkeit einer einer Verlängerung der der Eichgültigkeitsdauer Nicht: Nicht: Überprüfung auf auf Einhaltung der der Verkehrsfehlergrenzen Vorgehensweise Überprüfung der der AAK-Anzeige (keine (keine anderen Messgrößen) Ergebnisse Jahr Anz. Eichfehlergrenzen Verkehrsfehlergrenzen Geräte unter über unter über /1. Hj /2. Hj Fazit: In keinem Falle Überschreitung der Verkehrsfehlergrenze, somit Messergebnis immer zugunsten des Betroffenen! 1

11 Darstellung der Messgröße BAK Blutalkoholkonzentration Definiert als als Massenanteil Ethanol in in g pro pro 1 l l Vollblut Vollblut (neuerdings: g/kg?) g/kg?) Darstellung der der Messgröße BAK: BAK: Analyse von von Serum, Serum, nicht nicht Vollblut: Rückrechnung erforderlich Umrechnungsfaktor nicht nicht konstant wegen wegen physiologisch bedingter Schwankungen in in der der Blutzusammensetzung (Dichte, Hämatokrit, Hämolysegrad) Probenaufbereitung erforderlich 11

12 Vergleich der Analysenverfahren Kriterien Gewährleistung der Messrichtigkeit Referenz Rückführbarkeit Fehlergrenzen des Messergebnisses Atemalkohol Eichung (alle 6 Monate) Eichnormal Eichlösung Nationales Normal Einhaltung garantiert durch Eichbehörden Blutalkohol 1 - Tägliche Überprüfung 2 - Durch Ringversuche (jedoch nicht als Blindprobe!) Kontroll-Seren Innerer Standard Zertifizierung Kontrolle der Streubreite 12

13 Teil 2 Vergleich AAK/BAK Statistische Analyse der Rückläufe aus den Bundesländern an an die Polizeiführungsakademie Erfassungszeitraum: Halbjahr 2 13

14 Fragestellungen und Datenbasis Generelle Fragestellungen Vergleich AAK AAK mit mit zeitnahem BAK-Wert bei bei Proben, gewonnen unter unter Bedingungen der der polizeilichen Praxis Praxis Darstellung einer einer größeren Anzahl Anzahl von von Vergleichswerten BAK/AAK im im strafprozessualen Bereich, d.h. d.h. für für AAK>,55 mg/l mg/l (in (in Trinkversuchen kaum kaum erreichbar) Datenbasis Messgröße Bedingung Anzahl BAK/AAK Zeitdifferenz <±45 Min. Zeitdifferenz <±3 Min. Zeitdifferenz <±15 Min GC, ADH 1266 AAK1, AAK

15 AAK und BAK: Differenz der Verfahren Atemalkohol Blutalkohol Häufigkeitsverteilung der Differenzen AAK1-AAK2 N=1412 Häufigkeitsverteilung der Differenz der Mittelwerte ADH-GC N=1266 Häufigkeit in % ,1,7, ,4,8,4,3,1,1 Haufigkeit in % ,6,8,,8,8, ,2 1,2,9,6,3,2 -,1 -,8 -,6 -,4 -,2,,2,4,6,8,1,12 Differenz in mg/l -,2 -,1, Differenz in Promille,1,2 Streubreite sowie sowie mittlere mittlere Standardabweichung bei bei AAK AAK geringer als als bei bei BAK BAK Das Das bedeutet: Unterschiede in in der der Kalibrierung bei bei AAK AAK geringer als als bei bei BAK BAK 15

16 Variationskoeffizienten von BAK und AAK Vergleich der der Variationskoeffizienten von von BAK BAK und und AAK AAK Ursache für für Streuungen zwischen den den einzelnen Verfahren BAK: BAK: Unterschiede bezügl. bezügl. Messrichtigkeit, da da homogene Probe Probe AAK: AAK: Unterschiede bezügl. bezügl. Messrichtigkeit sowie sowie durch durch Variationen in in der der Probenzusammensetzung (2 (2 Atemproben) Berechnung Variationskoeffizient berechnet aus aus der der Standardabweichung der der Einzelwerte, bezogen auf auf den den jeweiligen Mittelwert v BAK v AAK Alle Konzentrationen 2,1 % 1,84 % BAK < 1,1 bzw. AAK <,55 mg/l 2,57 % 1,93 % BAK 1,1 bzw. AAK,55 mg/l 1,89 % 1,81 % 16

17 Vergleich BAK-AAK: Regression (gesamt) Korrelation BAK/AAK Zeitdifferenz max. +/-3 Min., N=923 4, BAK in Promille 3,5 3, 2,5 2, 1,5 BAK = 2,134 $AAK +,18 R 2 =,97 Q=2, 1,,5,,2,4,6,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 AAK in mg/l Hinweis: BAK-Werte zwischen,2 und 3,6 (!) 17

18 BAK/AAK im Bereich der Grenzwerte: t ï! 15 min 2, Korrelation BAK/AAK im Bereich der Grenzwerte Zeitdifferenz max. +/- 15 Minuten 1,8 BAK in Promille 1,6 1,4 1,2 1,,8,6 Q=2, BAK = 2,117 $AAK +,42 R 2 =,95,8 Promille 1,1 Promille,4,2,5 Promille,,5,1,15,2,25,3,35,4,45,5,55,6,65,7 AAK in mg/l 18

19 Quotient Q = BAK/AAK: Häufigkeitsverteilung Häufigkeitsverteilung der Q-Werte (gesamt, N=923, max. +/- 3 Min.) Häufigkeit 1 1,5 1, ,9 2,1 2,3 2,5 2,7 Q in Promille/mg/l 1 2,9 1 3,1 1 3,3 Mittelwert: Q=2,166 Mittlere 5 %: Q = 2,7...2,25 Q min = 1,75 Q max = 3,2 (!) 19

20 Häufigkeitsverteilung der Q-Werte für AAKm,55 bzw. AAK<,55 mg/l 5 AAK<,55 mg/l 49 AAK>=,55 mg/l 255 Häufigkeit Häufigkeit ,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 Q 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 Q Für AAKm,55 mg/l: Streuung des Q-Wertes signifikant geringer als für AAK<,55 mg/l 2

21 Quotient BAK/AAK: Ergebnisse Q mittel in /mg/l s in /mg/l v in % N gesamt 2,166,143 6,6 923 AAK <,55 mg/l 2,236,18 8,1 176 AAK m,55 mg/l 2,149,127 5,9 747 Anmerkungen Q-Wert Q-Wert verringert sich sich mit mit steigender steigender Konzentration Konzentration Vergrößerung Vergrößerung des des Abstands Abstands zwischen zwischen Atem- Atem- und und Blutprobe Blutprobe Abweichungen von von Q nach nach oben oben erheblich größer größer als als nach nach unten: unten: Q max = max 3,2 3,2 /mg/l /mg/l Q min = min 1,75 1,75 /mg/l /mg/l Bedeutung: BAK BAK in in Einzelfällen erheblich höher höher im im Verhältnis zur zur AAK! AAK! 21

22 Ergebnisse: Falsch-positive AAK-Werte Basis Basis bzw. bzw Datensätze BAK/AAK mit mit Zeitdifferenz max. max.! 3 3 bzw. bzw.! Minuten Fragestellung Anteil Anteil der der BAK-Werte unterhalb jeweiligem BAK-Grenzwert bei bei gegebener AAK AAK Vorgabe des des Gesetzgebers Bei Bei Erreichen des des AAK-Grenzwertes: mind. mind % der der BAK-Werte über über jeweiligem BAK-Grenzwert Ergebnisse Bei Bei Erreichen der der AAK-Grenzwerte,25,25 bzw. bzw.,4,4 mg/l: mg/l: alle alle BAK-Werte ë,5,5 bzw. bzw. ë,8,8 Bei Bei Erreichen des des AAK-Grenzwertes,55,55 mg/l: mg/l: nur nur 7 Werte Werte (15 (15 Minuten: nur nur 2 Werte) Werte) < 1,1 1,1 Für Für AAKë,58 mg/l: mg/l: alle alle BAK-Werte ë 1,1 1,1.. 22

23 Zusammenfassung Messrichtigkeit der der Atemalkoholmessgeräte durch durch Bauartzulassung, Eichung und und Rückführbarkeit garantiert Messbeständigkeit durch durch Eingangstests nachgewiesen Messtechnische Qualität der der Atemalkoholanalyse mindestens so so hoch hoch wie wie die die der der Blutalkoholanalyse Ergebnisse der der Atemalkoholanalyse durch durch Blutprobe (sofern (sofern Entnahme innerhalb von von Minuten) in in allen allen Fällen Fällen bestätigt Keine Keine Benachteiligung durch durch Methode Atemalkohol gegeben Korrelation BAK/AAK im im strafprozessualen Bereich noch noch besser besser als als im im OWi-Bereich Einsatz der Atemalkoholanalyse als Alternative zur Blutalkoholanalyse (nicht Ersatz) im strafprozessualen Bereich gerechtfertigt 23

24 Nachtrag zur Frage der Maßeinheiten 24