Atem- oder Blutprobe?

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1 Atem- oder Blutprobe? Zur Technik der neuen Atemalkoholmessgeräte von Prof. Dr. Andreas Slemeyer FH Giessen-Friedberg / Fachbereich Elektrotechnik 1, Wiesenstr. 14 * Giessen Tel.: Fax: andreas.slemeyer@e1.fh-giessen.de

2 Unfallstatistik Quelle: Statistisches Bundesamt Unfälle mit mit Beteiligten unter Alkoholeinfluss Zahlen aus Unfälle mit Verunglückten in in Tsd. Tsd ,9 91,9 87,7 87,7 81,9 81,9 71,3 71, Schwer - verletzte 33% Getötete 3% Leichtverletzte 64% 2

3 Alkohol und Fahren: Grand Rapids-Studie (USA, 1963) Abschätzung des Risikos, unter Alkohol einen Unfall zu verursachen Risiko exponentiell zum Grad der Alkoholisierung Je schwerer der Unfall, desto wahrscheinlicher Alkohol als Ursache Grenzwerte in vielen Staaten durch diese Studie begründet Studie basiert auf Atemalkoholmessungen rel. rel. Unfallwahrscheinlichkeit Grenzwerte bisher geplant 0 0,2 0,2 0,4 0,4 0,6 0,6 0,8 0,8 1 BAK BAK in in 3

4 Neufassung des 24a StVG (Mai 1998): Ordnungswidrig handelt, wer im Straßenverkehr ein Kfz führt, obwohl er Neu 0,40 (0,25) mg/l Alkohol in der Atemluft oder 0,8 (0,5) Promille oder mehr Alkohol im Blut oder eine Alkoholmenge im Körper hat, die zu einer solchen Atemoder Blutalkoholkonzentration führt. 4

5 Grenzwerte Gesetzlich festgelegt für - Blutalkohol-Konzentration (BAK) bzw. - Atemalkohol-Konzentration (AAK) 0,3 bzw. 0,15 mg/l Gefahrengrenzwert 0,5 bzw. 0,25 mg/l Beginn des Bereichs von Ordnungwidrigkeiten 0,8 bzw. 0,40 mg/l relative Fahruntüchtigkeit 1,1 bzw. 0,55 mg/l absolute Fahruntüchtigkeit Eigene Messgrößen und und Grenzwerte für für BAK und und AAK: keine Konvertierung möglich! 5

6 Umsetzung der Novelle Vorbereitende Maßnahmen zur Einführung der Analysengeräte Bauartprüfung und Zulassung von beweisfähigen Atemalkohol- Analysengeräten und den erforderlichen Eicheinrichtungen durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig Ersteichung der Analysengeräte Schulung des Bedienungspersonals Seit Frühjahr 99: Einsatz geeichter Geräte 6

7 Sicht der Anwender Seit Jahrzehnten Forderung nach Einführung der beweisfähigen Atemalkoholanalyse Die neuen Alkoholtestgeräte sind da! Neue Geräte nach VDE 0405: Weltweit höchster Standard Bedienungs- und manipulationssicher Atemprobe versus Blutprobe: Bessere Akzeptanz durch Wahrung der körperlichen Unversehrtheit Geringere Kosten pro Test 7

8 Ziele des Vortrages Informationen über Atemalkohol: physiologische Aspekte Bauartanforderungen Luft C 2 H 5 OH Eichung, Geräterealisierung Beispiele für erzielte Verbesserungen Aktuelle Rechtssprechung 8

9 Alkohol im Körper Aufnahme und Verteilung venöses System 75 % arterielles System 25 % 9

10 Alkoholwirkungen Phasenabhängige Wirkung bedingt durch: Alkoholkonzentration im Gehirn: bedingt durch Alkoholkonzentration im arteriellen Blut Änderungsgeschwindigkeit der Konzentration: höhere Ausfallraten während der Anflutungsphase Änderungsrichtung der Konzentration: unterschiedlich in Anflutungs- oder Abbauphase individuellen Faktoren: z.b. Alkoholtoleranz, Medikamente 10

11 Phasen der Alkoholisierung Phase 1: Anflutung Anstieg der AAK schneller als bei (venöser) BAK wegen Aufsättigung von Gewebe und Körperflüssigkeiten Phase 2: Ausgleich AAK-Maximum vor BAK-Maximum AAK bzw. BAK AAK BAK arterio-venöse Differenz Phase 3: Abbau Abbauraten von AAK und BAK vergleichbar (paralleler Kurvenverlauf) 0 Zeit Anflutung Ausgleich Abbau (Elimination) Hinweis: arteriovenöse Differenz um um so so größer, größer, je je höher höher die die Trinkgeschwindigkeit. 11

12 Arterio-venöse Differenz Ursache Gewebe und Körperflüssigkeiten müssen erst angereichert werden, bevor der Alkohol ins venöse System übertritt Bei unvollständigem Diffusionsausgleich zu niedrige (venöse) BAK Mögliche Folge: Promille-inadäquates Verhalten Bekanntes Phänomen: Trotz niedrigem BAK-Wert erkennbare alkoholbedingte Ausfallerscheinungen Bewertung aus aus rechtsmedizinischer Sicht Die Die Atemalkoholkonzentration beschreibt in in der der Resorptionsphase den den zeitlichen Verlauf der der Alkoholwirkungen etwas besser als als der der peripher-venöse Blutalkoholgehalt. Quelle: Quelle: Heifer, Heifer, Blutalkohol Vol Vol 16/

13 Konvertierbarkeit AAK BAK Probleme Verhältnis BAK/AAK phasenabhängig, besonders während Anflutung Rückführbarkeit von BAK und AAK auf ein gemeinsames Normal nicht gegeben Bestimmung der BAK im Serum (anstelle von Vollblut): zusätzliche Einflussgrößen durch individuelle Variabilität von Hämatokritwert und Dichte des Blutes Folge Keine durchgehende Konvertierung möglich! Lösungsweg Eigenständige Messgrößen für AAK und BAK 13

14 Atemprobe als Beweismittel Ziel Gewinnung einer Atemprobe, deren Alkoholkonzentration repräsentativ für die Alkoholkonzentration in der tiefen Lunge ist Wesentliche Einflussgrößen Ventilation vor und während der Probenabgabe abgegebenes Volumen Dauer der Ausatmung Mundrestalkohol, Aufstoßen Umgebungstemperatur, Körpertemperatur 14

15 Gutachten des Bundesgesundheitsamtes (Schoknecht 1992) Fragestellungen Ist die Atemalkoholanalyse für die forensische Praxis geeignet? Unfall- und Sicherheitsforschung Straßenverkehr Heft Welche Voraussetzungen müssten zur Sicherung größtmöglicher Zuverlässigkeit der Messmethode und ihres Ergebnisses erfüllt werden? Beweissicherheit der Atemalkoholanalyse Gutachten des Bundesgesundheitamts Können neben den Blutalkoholgrenzwerten eigene Messgrößen und Grenzwerte für die Atemalkoholkonzentration bestimmt werden? Herausgegeben im Auftrag des Bundesministers für Verkehr von der Bundesanstalt für Straßenwesen 15

16 Wesentliche Ergebnisse des Gutachtens 1. Geräte entsprechend OIML* ) -Anforderungen grundsätzlich geeignet * ) OIML: Organisation Internationale de la Métrologie Légale in Paris (Internationale Organisation für das gesetzliche Messwesen) 2. Einbeziehung weiterer Parameter erforderlich: Atemtemperatur Alter und Geschlecht 3. Verbesserungen erforderlich für: Messsicherheit und Langzeitstabilität analytische Spezifität Messablauf 4. Eigene Messgröße für Atemalkoholkonzentration DIN VDE 0405: Beweisfähige Atemalkohol-Analyse 16

17 VDE 0405 Philosophie Ausgangspunkt Entwicklung einer analytischen Methodik (ähnlich der Blutalkoholanalyse) mit Doppelbestimmung aller beeinflussenden Parameter: Atemalkohol-Konzentration Atem-Temperatur Exspirationsvolumen DIN Sicherstellung von Messrichtigkeit und Spezifität Zwei unabhängige Messsysteme zur Plausibilitätsprüfung und Funktions- und Kalibrierkontrolle Messsysteme mit unterschiedlicher Spezifität 17

18 Forderungen aus dem Gutachten (1) Temperatureinfluss auf AAK Hintergrund Dampfdruck von Äthanol 1,3 temperaturabhängig mit + 6,6 %/ K Einflussgrößen für endexspiratorische Temperatur: Körpertemperatur Umgebungstemperatur Ventilation vor dem Test AAK (rel. Einheiten) 1,2 1,1 1 1,00 1,07 1,13 1,20 1,26 Umsetzung in VDE 0405 Korrektur der Einflussgrößen durch Erfassung der Atemtemperatur und Verrechnung mit Bezug auf 34 C 0,9 0,93 0,87 0, Atemtemperatur in C 18

19 Forderungen aus dem Gutachten (2) Messablauf und Doppelmessung Hintergrund Wartezeit nach Trinkende bisher nicht verbindlich festgelegt (wichtig wegen Fehlbeeinflussung durch Mundrestalkohol) Bei Einzelmessung: Einfluss von Mundrestalkohol oder Aufstoßen nicht erkennbar Umsetzung in VDE 0405 Wartezeit von 20 Min. nach Trinkende (einschl. Kontrollzeit von 10 Min. vor dem Test, ohne Einnahme beeinflussender Substanzen) Definierte Messzyklus: 2 Einzelmessungen im Abstand von 2 bis max. 5 Minuten 19

20 Anforderungen an eine gültige Atemprobe Minimalbedingungen Atemfluss mind. mind. 0,1 0,1 l/s l/s Ausatmungszeit mind. mind. 3 s Ausatmungsvolumen: Männer: 1,6 1, ll Frauen Frauen :: 1,2 1, ll (abhängig vom vom Alter) Alter) Hauchen hab ich gesagt! 20

21 Anforderungen an ein gültiges Ergebnis Basis 2 aufeinanderfolgende Atemproben innerhalb von von 2 bis bis 5 Minuten Auswertung der der Doppelmessung Abweichungen zwischen beiden beiden Analysenergebnissen: ,4 0,4 mg/l mg/l < 0,04 0,04 mg/l mg/l > 0,4 0,4 mg/l mg/l < % vom vom Mittelwert Abweichung der der Ausatmungsvolumina: V < V < 2 ll Abweichung der der Ausatmungszeit: t < t < 5 s Abweichung der der Atemtemperaturen: Τ Τ <1,5 <1,5 C C 21

22 Berechnung des gültigen Messergebnisses Vorgeschriebenes Verfahren Mittelwertbildung aus aus den den Analysenwerten beider beider Proben Proben und und Verfahren Anzeige und und Ausdruck nur nur bei bei Einhaltung aller aller Anforderungen Falls Falls Messergebnis ungültig: Hinweis auf auf mögliche Ursache(n) 22

23 Bauartzulassung und Eichung Für Geräte zur Verkehrsüberwachung: Bauartzulassung und Eichung notwendig. Problem: Bisherige Kalibriersysteme zur Überprüfung auf Erfüllung der Anforderungen nach VDE 0405 nicht geeignet. Analysengerätgeräte PTB PTB Bauartzulassung Seriengeräte Muster Kalibriereinrichtung Eichämter Eichung Einsatz 23

24 Kalibrierverfahren Zwei Verfahren üblich: 1. Prüfgas aus Druckgasflaschen Nachteile: große Herstellungstoleranzen, teuer (wegen geringer Konzentration) Konzentration abhängig vom barometrischen Druck nicht exakt temperierbar nicht wasserdampfgesättigt 2. Flüssigsimulatoren (Verdampferprinzip) Nachteile bisheriger Systeme: erzeugte Konzentration nicht konstant nur für kleine Durchflüsse 24

25 Projekt an der FH Gießen: Entwicklung einer Kalibriereinrichtung Geforderte Eigenschaften Konzentration auch nach großer Volumenentnahme innerhalb 0,1 % vom Anfangswert für Flüsse bis 0,3 l/s Proben-Gastemperatur (34,0 ±0,1) C automatischer Betrieb Durchführung Entwicklung eines neuen Kalibratorkonzepts mit Kompensation der Verdampfungsverluste und verbesserter Temperaturstabilität Bau und Erprobung von Prototypen im Rahmen mehrerer Diplomarbeiten in Kooperation mit Dräger Sicherheitstechnik GmbH in Lübeck PTB in Braunschweig 25

26 Funktionsprinzip des Kalibrators Anwendung des Gegenstromprinzips 1. Stufe 2. Stufe Heizung Gas strömt in Gegenrichtung zur Förderung der Simulatorlösung Ergebnis Gaseingang verbrauchte Simulatorlösung Ausgangskonzentration bleibt konstant, da verbrauchte Lösung durch frische ersetzt wird Kalibrator liefert Gasprobe Prüfgasausgang Temperaturfühler Flüssigkeitspumpen frische Simulatorlösung definierter Konzentration definierter Temperatur definierten Volumens 26

27 Ergebnis der Entwicklung Dräger Kalibrator Alcocal Kompensationsprinzip sowie sowie thermische Auslegung patentiert kompakte, transportable Einheit Einheit Bauartzulassung erteilt erteilt durch durch PTB PTB seit seit Frühjahr im im Einsatz Einsatz beim beim Hersteller sowie sowie Eichdirektionen verschiedener Bundesländer 27

28 Messergebnisse mit Alcocal mg/l 0,38 0,37 0,36 0,35 0,34 ALCOTEST #1 ALCOTEST #2 mess_ptb3a abgegebenes Prüfgasvolumen in l 1/4 der Eichfehlergrenzen 28

29 VDE 0405: Technische Realisierung ALCOTEST 7110 EVIDENTIAL 2 Systeme unterschiedlicher Spezifität zur Bestimmung der Atemalkoholkonzentration: Optisches System nach dem Prinzip der Infrarotabsorption (Wellenlänge: 9,4 µm) Elektrochemischer Sensor (Brennstoffzelle) 29

30 ALCOTEST 7110 Evidential: Analysensystem Pumpe Elektrochem. Sensor IR- Strahler Spiegel IR- Empfänger Temperaturfühler Atemprobe beheizter Schlauch Heizung Mundstück 30

31 Zeitlicher Ablauf eines Atemtests Start Prüfung der Mundstücktemperatur Eingabe der Probandendaten Prüfung der Mundstücktemperatur Spülen, Prüfen der Umgebungsluft, Nullabgleich 2. Atemprobe Spülen, Prüfen der Umgebungsluft, Nullabgleich Spülen, Nullabgleich Referenzmessung Atemprobe Anzeige und Ausdruck des Messergebnisses Spülen, Prüfen der Umgebungsluft, Nullabgleich Ende der Messung 31

32 Messungen mit Alcotest 7110 Evidential Übersicht über die nachfolgenden Beispiele Einflussgröße Ventilation und Temperaturkorrektur Einfluss von Mundrestalkohol Vergleich der Konzentrationen von 1. und 2. Atemprobe Vergleich zwischen AAK und BAK 32

33 Einfluss unterschiedlicher Ventilation: Zeitverlauf ohne Temperaturkorrektur 250 N,Hypo,Hyper 200 AAK in µg/l Normal 50 Hypo Hyper % vom Exspirationsvolumen 33

34 Einfluss unterschiedlicher Ventilation: Zeitverlauf mit Temperaturkorrektur 250 N,Hypo,Hyper 200 AAK in µg/l Normal Kor. 50 Hyper Kor. Hypo Kor % vom Exspirationsvolumen 34

35 Mundrestalkohol Bestimmung der Halbwertszeit Messungen mit Siemens ALCOMAT 4 3,5 3 2,5 mg/l 2 1,5 1 0, Zeit in Min. Mon Chéri Lacalut Mundspray Weinbrandbohne 35

36 Mundrestalkohol Messungen mit ALCOTEST ,5 0,46 0,45 kein gültiges Ergebnis: Differenz der Einzelwerte zu groß 0,4 mg/l 0,35 0,32 0,37 0,33 0,32 0,3 0,25 0,33 t=7 min: 1 St. Mon Chéri 0,30 0,30 t=25 min: 1 St. Mon Chéri 0, t/min Mundrest plus Grundalk 36

37 Mundrestalkohol Bewertung der Ergebnisse Resultierende Halbwertszeit für für Mundrestalkoholeinfluss: ca. ca s Scheinbare AAK AAK nach nach 4 Min. Min. bereits bereits unter unter 0,3 0,3 mg/l mg/l Halbwertszeit geringfügig abhängig von von Art Art der der Substanz Längere Einwirkungsdauer auf auf die die Schleimhäute nur nur von von geringem Einfluss Ausschluss durch durch Doppelmessung im im Abstand von von 2 Minuten 37

38 scok2.ds4 Ergebnisse des Feldversuchs Verringerung der Streuung durch Temperaturkorrektur Differenz der Abweichungen zwischen 1. und 2. Atemprobe Grenzgeraden kennzeichnen die zulässige Abweichung: Bis 0,4 mg/l: ± 0,04 mg/l Über 0,4 mg/l: ± 10 % v. Mittelwert ohne Temperaturkorrektur mit Temperaturkorrektur 38

39 Trinkversuche Differenz zwischen 1. und 2. Atemprobe 0,1 Richtertagung Bexbach Differenz in mg/l 0,08 0,06 0,04 0,02 0-0,02-0,04-0,06-0,08 Grenzwerte nach VDE ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8-0,1 Mittelwert AAK in mg/l Auswert/Dia2 39

40 Vergleich AAK/BAK 1,4 Richtertagung Bexbach ,2 BAK in 1 0,8 0,6 Blutentnahme 14 Min. vor Atemtest y = 2,1231x 0,4 0,2 Blutentnahme 30 Min. nach Atemtest n= ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 AAK in mg/l Auswert/Dia4 40

41 Vergleich BAK/AAK Trinkversuch Inst. für Rechtsmedizin in München (Mai 2000) 1,2 BAK in 0/00 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Trendlinie y = 2,3073x R 2 = 0, : ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 AAK in mg/l 41

42 Trinkversuche Bewertung der Ergebnisse Differenz zwischen zwei Atemtests: Grenzwerte deutlich unterschritten Vergleich BAK/AAK: Gute Übereinstimmung mit dem international üblichen Wert des Verteilungsverhältnisses BAK/AAK von 2100:1 (in der Abbauphase eher gegen 2300:1) Korrelation Trotz fehlender durchgehender Konvertierungsmöglichkeit gute Korrelation zwischen AAK und BAK Abweichungen zwischen AAK und BAK Größere Abweichungen durch zu große Zeitdifferenzen erklärbar 42

43 Atemalkohol und aktuelle Rechtsprechung Stand Zahlreiche Bußgeldbescheide bereits erteilt Erste Urteile auch im strafprozessualen Bereich (>1,1 ) auf der Basis des Messergebnisses Atemalkohol Ausgang des Verfahrens abhängig vom Kenntnisstand (und Standpunkt) des Gutachters Häufige Einspruchsbegründungen große Abweichungen von der Blutalkoholkonzentration wegen (angeblicher) Anflutungsphase Einfluss von Mundrestalkohol durch Einnahme von Medikamenten Gerät nicht entsprechend den Anforderungen des BGA-Gutachtens Gerätetoleranz nicht vom Messergebnis abgezogen 43

44 Oberstes Bayerisches Landesgericht (1) Beschluss des des Senats für für Bußgeldsachen vom vom (AZ.: (AZ.: 2 ObOWi ObOWi 598/99) Leitsätze Die Die Festlegung eigener eigener Grenzwerte für für die die Alkoholkonzentration in in der der Atemluft in in a Abs. Abs. 1 StVG StVG und und ihre ihre Verknüpfungen mit mit denselben Rechtsfolgen,, die die für für die die ihnen ihnen gegenübergestellten BAK-Grenzwerte bestimmt sind, sind, ist ist verfassungsrechtlich unbedenklich. Das Das Analysengerät Dräger Dräger Alcotest Evidential MK MK II II misst misst die die AAK AAK grundsätzlich zuverlässig; ein ein Sicherheitszuschlag ist ist weder weder den den gemessenen Einzelwerten noch noch dem dem aus aus ihnen ihnen (ohne (ohne Aufrundung) zu zu errechnenden Mittelwert hinzuzufügen. In In sachlich-rechtlicher Hinsicht genügt genügt in in den den Urteilsgründen die die Mitteilung der der Messmethode, der der beiden beiden Einzelmesswerte sowie sowie des des aus aus ihnen ihnen errechneten Mittelwertes. 44

45 Oberstes Bayerisches Landesgericht (2) Weitere Aussagen Zuverlässigkeit und Messpräzision des Verfahrens grundsätzlich anerkannt Sowohl BAK wie auch AAK geben Hinweise auf alkoholische Beeinflussung Keine Bedenken gegen die Festlegung von eigenen AAK- Grenzwerten Mitteilung eines Toleranzwertes sowie eines Sicherheitszuschlages nicht erforderlich Stellungnahme Kein bindender Charakter für andere Bundesländer Bei abweichenden Urteilen anderer OLGs: BGH als oberste Instanz gefragt 45

46 Atem- oder Blutprobe? Atemprobe Messergebnis entspricht der der aktuellen Alkoholisierung Grenzwerte mit mit 5 % Zuschlag zugunsten des des Probanden unmittelbare Entscheidung über über weiteres Vor- Vordungehegehen möglich Wahrung der der Verhältnismäßigkeit der der Mittel Mittel (besonders wichtig wichtig im im Bußgeldbereich) Blutprobe Eingriff Eingriff in in die die körperliche Unversehrtheit Arzt Arzt für für Blutentnahme erforderlich Bei Bei längerer Wartezeit: Nachresorption möglich Vorläufige Einbehaltung des des Führerscheins Falls Falls positiv: positiv: Kosten Kosten für für Blutentnahme und und -analyse (zusätzlich zum zum Bußgeld) 46

47 Fazit Einführung der der beweisfähigen Atemalkohol-Analyse Aus Aus Sicht Sicht der der Wissenschaft: kein kein Paradigmawechsel, sondern längst längst gängige internationale Rechtspraxis Zugelassenen Geräte Geräte entsprechend BGA-Gutachten und und Norm Norm VDE VDE 0405: 0405: Höchste Analysenqualität und und Bedienungssicherheit Aktuelle Rechtspraxis im im Bußgeldbereich inzwischen breite breite Akzeptanz vor vor Gericht. Noch Noch offen: offen: Strafprozessualer Bereich Positive Signalwirkung in in der der Öffentlichkeit: Rückgang alkoholbedingter Unfälle Unfälle bereits bereits erkennbar Vereinfachung des des Verfahrens: positiv positiv für für den den Verkehrsteilnehmer Aktuelle und und zukünftige Grenzwerte: Bessere Durchsetzbarkeit gegeben 47

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