アルコール検知器

アルコール検知器（ブレスアナライザー）は、呼気中のアルコール濃度（BrAC）を測定する装置で、呼気と分析装置/分析器を組み合わせた造語で、アルコールメーターとも呼ばれる。交通違反の取り締まりを行う警察官が頻繁に使用する。この名称は、発明家ロバート・フランク・ボーケンシュタインが1950年代に開発した計測機器のブランド名であるブレスアナライザーの商標を一般化したものだ。 ^{[1] [2]}

呼気を使って体内のアルコール濃度を検査する可能性についての研究は、フランシス・E・アンスティが呼気中に少量のアルコールが排出されることを観察した1874年にまで遡ります。^[3]

1927年、エミール・ボーゲンは呼気分析に関する論文を発表した。彼はフットボール用空気袋に空気を集め、この空気に微量のアルコールが含まれているか検査したところ、呼気2リットルのアルコール含有量は尿1ccのアルコール含有量よりわずかに多いことがわかった。^[4]また1927年、シカゴの化学者ウィリアム・ダンカン・マクナリーは、水中の化学物質を通過する呼気の色が変わるアルコール検知器を発明した。この発明の用途として、主婦が夫が飲酒していたかどうかを検査することが提案された。^{[5] 1927年12月、イギリスの}マールボロで起きた事件で、警察医のゴルスキー博士は容疑者にフットボール用空気袋を息で膨らませるよう依頼した。男性の呼気2リットルには1.5mgのエタノールが含まれていたため、ゴルスキーは法廷で被告は「50%酔っていた」と証言した。血中アルコール濃度ではなく酩酊状態を基準としたことによる分析の無効性は、アルコールに対する耐性が一定でないことによるものかもしれない。しかし、この事例は呼気分析の一般原則を示している。^[6]

1931年にインディアナ大学医学部のローラ・ニール・ハーガーが開発した、路上で初めて実用的な呼気検査装置が酔っぱらい計でした。酔っぱらい計は、運転者の呼気サンプルを機械内の風船に直接採取しました。^[7]次に、呼気サンプルは酸性の過マンガン酸カリウム溶液に送られました。呼気サンプルにアルコールが含まれていれば、溶液の色が変わりました。色の変化が大きいほど、呼気に含まれるアルコールの量が多いことになります。酔っぱらい計は、ニュージャージー州レッドバンクのスティーブンソン社によって製造、販売されました。

1954年、ロバート・フランク・ボーケンシュタイン（1912年 - 2002年）はインディアナ州警察の警部であり、後にインディアナ大学ブルーミントン校の教授となった。彼の商標であるアルコール検知器は、化学酸化と測光法を使用してアルコール濃度を測定した。アルコール検知器の発明により、法執行機関は呼気分析によって個人の酩酊度を判定する迅速で持ち運び可能な検査手段を手に入れた。^[1]

その後の呼気分析装置は、主に赤外線分光法へと移行した。1967年、英国でビル・デューシーとトム・パリー・ジョーンズが初の電子式アルコール検知器を開発、販売した。彼らはカーディフにライオン研究所を設立した。デューシーは公認電気技師で、トム・パリー・ジョーンズはUWISTの講師だった。^[8] 1967年の道路安全法は、英国で初めて法的に強制可能な血中アルコール濃度の上限を導入し、この濃度を超えると自動車を運転することが違法となった。また、全国の警察が利用できる路上アルコール検知器が導入された。^[9] 1979年、ライオン研究所版のアルコール検知器はアルコライザーとして知られ、呼気中のアルコール濃度が一定値を超えると色が変わる結晶入りチューブを組み込んでおり、警察での使用が承認された。ライオン研究所は1980年にこの製品で英国女王賞を受賞し、世界中で販売されるようになった。^[8]アルコールライザーは1983年にライオンイントキシメーター3000に取って代わられ、その後ライオンアルコールメーターとライオンイントキシライザーに取って代わられた。^[10] これらの後期モデルは結晶ではなく燃料電池アルコールセンサーを使用し、より信頼性の高い路上検査を提供し、警察署で血液や尿のサンプルを採取する必要がなくなった。1991年、ライオン研究所はアメリカの会社MPD社に売却された。^[8]

呼気分析装置は、血液サンプルの分析を必要とする血中アルコール濃度(BAC)を直接測定するものではありません。代わりに、呼気に含まれるアルコール量 (BrAC) を測定します。BrAC は通常、呼気 1 リットルあたりのアルコールのミリグラム数で報告されます。BrAC と BAC の関係は複雑で、多くの要因の影響を受けます。

校正とは、既知のアルコール標準と検査結果を比較して調整することにより、呼気分析装置の内部設定をチェックして調整するプロセスです。呼気分析装置のセンサーは時間の経過とともにドリフトするため、精度を確保するには定期的な校正が必要です。消費者向けに販売されている多くの携帯型呼気分析装置は、アルコール濃度を測定するためにシリコン酸化物センサー (半導体センサーとも呼ばれる) を使用しています。これらのセンサーは、呼気アルコール以外の物質による汚染や干渉を受けやすいため、6 か月ごとに再校正または交換する必要があります。より高級な個人用呼気分析装置や業務用呼気アルコール検査装置は、プラチナ燃料電池センサーを使用しています。これらも再校正が必要ですが、半導体デバイスよりも頻度は少なく、通常は 1 年に 1 回です。^{[引用が必要]}

高精度燃料電池呼気分析装置の校正には、ウェットバス法とドライガス法の 2 つの方法があります。どちらの方法も、特殊な装置と工場で訓練を受けた技術者を必要とします。訓練を受けていないユーザーや適切な装置がないと、校正作業は実行できません。

• 乾燥ガス法では、加圧容器に入ったエタノールと不活性窒素の正確な混合物である携帯型校正標準を使用します。初期設備コストは他の方法よりも低く、必要な手順も少なくなります。また、この設備は携帯型であるため、必要なときに必要な場所で校正を行うことができます。
• ウェットバス法では、特殊な呼気シミュレーター装置に収容され、供給される、正確な特殊なアルコール濃度のエタノール/水標準液を使用します。ウェットバス法は初期費用が高く、持ち運びには適していません。標準液は新鮮で、定期的に交換する必要があります。さらに、水性エタノールの想定される水と空気の分配比とそれに伴う不確実性を考慮する必要があります。^[11]

一部の半導体モデルは、ユニットを校正ラボに送ることなくセンサー モジュールを交換できるように特別に設計されています。

古い呼気分析装置の大きな問題の一つは、非特異性です。この装置は、アルコール飲料に含まれるエチルアルコール（またはエタノール）だけでなく、分子構造や反応性が類似する他の物質、「干渉化合物」も識別します。

最も古い呼気分析装置モデルは、呼気を二クロム酸カリウム溶液に通します。二クロム酸カリウムはエタノールを酢酸に酸化して、その過程で色が変わります。単色光線がこのサンプルを通過させ、検出器が強度の変化、つまり色の変化を記録します。この変化は呼気中のアルコール濃度を計算するのに使用されます。しかし、二クロム酸カリウムは強力な酸化剤であるため、多数のアルコール基が酸化され、偽陽性が生じる可能性があります。呼気に含まれる他の物質は酸化可能なものがほとんどないため、この偽陽性の原因となる可能性は低いです。

赤外線ベースの呼気分析装置は、サンプルチャンバーで捕らえられた呼気を通して赤外線ビームを照射し、ビームの波長の関数として化合物の吸光度を検出し、化合物の特定に使用できる吸光度スペクトルを生成します。吸光度は、特定の波長における分子内の特定の結合の調和振動と伸縮によるものです (赤外線分光法を参照)。赤外線におけるアルコールの特徴的な結合は OH 結合で、短波長で強い吸光度を与えます。アルコール基を含む化合物によって吸収される光が多いほど、反対側の検出器に到達する光が少なくなり、測定値が高くなります。他の基、特に芳香族環やカルボン酸でも、同様の吸光度測定値が得られます。^[12]

ただし、天然の揮発性妨害化合物もいくつか存在します。たとえば、米国道路交通安全局は、ダイエット中の人や糖尿病患者のアセトン濃度が、他の人よりも数百倍、あるいは数千倍も高い可能性があることを発見しました。アセトンは、一部の呼気検査機でエチルアルコールと誤認される可能性のある多くの物質の 1 つです。ただし、燃料電池ベースのシステムはアセトンのような物質には反応しません。

環境中の物質も、BACの誤った測定結果につながる可能性があります。たとえば、一般的なガソリン添加剤であるメチルtert-ブチルエーテルは、それにさらされた人に偽陽性を引き起こすという逸話的な主張があります。テストでは、これは古い機器に当てはまることが示されていますが、新しい機器はこの干渉を検出して補正します。^[13]環境や職場にある他の多くの製品も、BACの誤った結果を引き起こす可能性があります。これらには、ラッカー、ペイント剥離剤、セルロイド、ガソリン、洗浄液に含まれる化合物、特にエーテル、アルコール、その他の揮発性化合物が含まれます。

アルコールの吸収は、最後の摂取後 20 分 (空腹時) から 2 時間半 (満腹時) 継続し、通常は約 40～50 分かかります。吸収段階では、不規則な収縮パターンなどの胃腸生理学の影響を受けるため、体内のア​​ルコール濃度は予測不能に変化します。吸収後、体内の濃度は落ち着き、予測可能なパターンに従います。吸収中は、動脈血の BAC は通常、静脈血よりも高くなりますが、吸収後は、静脈血 BAC が動脈血 BAC よりも高くなります。これは、1 杯の大きな飲み物を一気に飲むボーラス投与の場合に特に明らかです。アルコールをさらに摂取すると、吸収と吸収後の定義は明確ではなくなります。ただし、最後の飲み物の吸収が終了すると、濃度は標準的な吸収後曲線に従います。また、血中アルコール濃度グラフからは吸収段階がいつ終了するかが必ずしも明らかではありません。例えば、体は吸収と排出が比例する持続的な平衡血中アルコール濃度に達することがあります。^[14]

すべての段階において、BrAC は動脈血中アルコール濃度と密接に相関しています。動脈血は酸素を体全体に分配します。呼気アルコールは、血液ガス (アルコール) が動脈血から肺に流れて呼吸で排出される際のアルコール濃度の平衡を表します。ABAC:BrAC の比率は、すべての段階で 2294 ± 56、吸収後段階で 2251 ± 46 [2141-2307] です。たとえば、呼気アルコール濃度 0.10 mg/L の飲酒検知器測定値は、約 0.0001×2251 g/L、つまり 0.2251 g/L の動脈血アルコール濃度 (0.2251 パーミルまたは 0.02251% BAC に相当) を表します。^[15]

静脈血アルコール濃度と呼気アルコール濃度の比率は、1300:1から3100:1まで大きく変動する可能性がある。例えば、血中アルコール濃度が0.07%と仮定すると、分配比は1500:1となり、呼気検査では0.10 g/2100 mLとなり、一部の地域では法定限度を超える。^[16]しかし、吸収段階では一般に低い分配比が観察される。吸収後の比率は2382 ± 119 [2125–2765]と比較的一定であるが、この比率は実験室環境で測定されたものであり、現実のシナリオでは変動が大きくなる可能性がある。^[17]

BrAC 値や血液検査値の高値によるその他の偽陽性は、腎代謝や腎不全によるタンパク尿や血尿の患者に関連しています。腎障害を伴う関連患者の代謝率は、呼気中のアルコール濃度と関連して異常です。しかし、二クロム酸カリウムは強力な酸化剤であるため、腎臓や血液の濾過によって多くのアルコール グループが酸化され、偽陽性が生じる可能性があります。^[18]

アルコール検知器で分析される呼気は「肺胞気」であると言われることがあります。これは肺循環の血液に近接する肺胞から出たもので、ヘンリーの法則で近似される血液に比例した濃度のエタノールを含んでいます。^{[19] [20]}しかし、呼気中のアルコールは基本的に肺の気道から出たもので、肺胞から出たものではありません。アルコールは水蒸気と同じように作用するため、肺の空気の湿度を調べることは有益です。呼吸中、吸い込んだ空気は気道から水とアルコールを吸収します。ほとんどすべての摂取は上気道で起こるため、BrAC はこれらの気道に血液を供給する気管支循環のアルコール濃度に最も影響されます。空気が肺胞に到達したときには、すでに平衡に近い状態になっています。乾燥した空気を吸い込んでも肺が著しく乾燥しないのはそのためです。呼気により、水とアルコールは急速に気道に失われますが、これは主に5～15世代の分岐の間に起こります。とはいえ、寒いときに自分の息を見るとわかるように、一部の水蒸気は気道に再吸収されずに吐き出され、同様に一部のアルコールも呼吸中に吐き出されます。しかし、この空気中のアルコール濃度と血中アルコール濃度の関係はやや疑わしく、多くの変数によって影響を受ける可能性があります。^[20]

空気が吐き出されると、吐き出された空気のアルコール濃度は時間とともに増加し、最初の数秒間に大幅に上昇し、その後は緩やかになりますが、被験者が吐き出すのを止めるまで安定しません。これは、気道に非アルコール空気の「デッドスペース」があるためではありません。アルコール濃度は肺のすべての領域でほぼ同じです。むしろ、呼気中に水とアルコールが気道、主に気管と気道の第 6 世代から第 12 世代に再沈着するためです。粘液表面に沈着する液体が増えると、残りの液体はより遠くまで移動し、結果としてアルコール検知器によって記録されるアルコールの量が増えます。被験者が可能な限り深く吐き出したとしても、記録されるアルコール濃度は肺胞アルコール濃度に達することはありません。^[20]ヘンリーの法則によれば、肺胞気アルコール濃度は肺の BAC を 1756 で割った値となり、^[21]動脈血濃度を 2251 で割った値である BrAC と比較すると^{[15] 、}被験者が呼気を止めるとアルコール濃度は横ばいになる。これは肺胞気が得られたことを示しているわけではなく、被験者が呼気を止める時点に関係なく横ばいになる。しかし、これは呼気終末時の BrAC が容易に得られることを意味している。^[20]ここで、BrAC を単一の数値として報告する意味が何であるかという疑問が生じる。それは「肺深部の空気」、つまり被験者が完全に呼気したときに得られる最高の数値なのか。それとも、曲線の初期部分での濃度ゼロなのか。Hlastala は、呼気中の平均 BrAC を使用することを提案している。これは、約 5 秒の時点で測定された BrAC に相当する。^[22]カリフォルニア州最高裁判所は、BrACは被験者の呼気の最後の部分のアルコール濃度として定義されると判断した。^[23]

呼気終末時のBrACは、いくつかの要因によって異なります。^[24]ほとんどのアルコール呼気検査装置では、呼気サンプルを受け入れる前に、最小呼気量（通常1.1〜1.5 L）または最小6秒間の呼気時間が必要です。これにより、肺容量の小さい被験者に懸念が生じます。より大きな被験者と比較して、利用可能な肺容量のより大きな部分を吐き出さなければならないからです。数学モデルによると、同じ最小1.5 Lの呼気と肺胞アルコール濃度の場合、肺容量が2 Lの被験者の呼気終末時のBrACは、6 Lの被験者よりも35％高くなる可能性があります。一般的な実験室条件など、最大限に呼気する場合、測定されたBrACは肺のサイズの影響を受けません。^[25]被験者の体温と呼吸温度も結果に影響し、温度の上昇は測定されたBrACの増加に対応します。^{[24] [17]}さらに、周囲の空気の湿度と温度によって結果が最大10％低下する可能性があります。^[26]これらの要因の結果として、呼気検​​査は一部の被験者にとっては他の被験者よりも寛容になります。^[20]それにもかかわらず、呼気量による全体的な変動は通常低く、^[27]一部のアルコール検知器は空気の量を補正します。^[15]

ジョーンズはアルコール検知器の使用直前と使用中にいくつかの呼吸パターンをテストし、以下の変化を発見した（効果の順）。^[24]

• 強制呼気の前に20秒間室内空気を急速に吸気し、呼気す​​る過換気 - 10%減少
• 口から適度に吸気し、深く吐き出す - コントロール
• 吸気なしの深い呼気 - 統計的に有意な増加はない
• 深く息を吐く前に鼻から息を吸う。 - 1.3%増加
• 深く吸気し、その後ゆっくりと（20秒）吐き出す。 - 2.0%増加
• 鼻から吸気し強制的に呼気する前に、口を5分間閉じて（浅い呼吸）、7.7%増加
• 鼻から吸気し、30秒間息を止めてから強制的に吐き出す。 - 12.6%増加
• 強制呼気の前に30秒間息を止める通常の吸気。 - 15.7%増加

全体的に、結果は、肺と測定空気の接触が増えると、測定されたBrACが増加することを示しています。テストの直前に階段を上り下りするなどの運動をすると、測定されたBrACが13％以上減少し、運動と過換気の複合効果は20％に達します。^[24]

呼気分析計の測定値が誤って高く表示される最も一般的な原因の1つは、口の中のアルコールの存在です。被験者の呼気サンプルを分析する際、呼気分析計の内部コンピューターは、呼気サンプル内のアルコールが肺から来たものであると仮定します。しかし、アルコールはさまざまな理由から口、喉、または胃から来た可能性があります。^[28]口、喉、または胃からの非常に微量のアルコールは、呼気アルコールの測定値に大きな影響を与える可能性があります。

また、最近のマウスウォッシュや口臭予防スプレーの使用も、アルコール含有量がかなり高いため、結果を歪める可能性があります。^[29] 例えば、リステリン マウスウォッシュには26.9%のアルコールが含まれており、5分から10分間結果を歪める可能性があります。 ^[30]ある科学者が、 Intoxilyzer 5000でBinacaブレススプレーの効果をテストしました。彼は被験者に喉にスプレーしてもらい、23回のテストを行い、法定基準をはるかに超える0.81という高い数値を得ました。科学者はまた、スプレーの効果は18分経過するまで検出レベルを下回らなかったと指摘しました。^[31]

それら以外では、口内アルコールの最も一般的な原因はげっぷです。 [ ^32]これにより、胃からの液体やガス（アルコールを含む）が食道と口腔の軟部組織に上昇し、消散するまでそこに留まります。米国医師会は、中毒の化学検査マニュアル（1959年）で次のように結論付けています。「肺胞気以外の原因（げっぷ、逆流、嘔吐）による呼気中のアルコールとの真の反応は、もちろん、呼気アルコール検査結果を台無しにします。」胃酸逆流、または胃食道逆流症は、口内アルコールの問題を大幅に悪化させる可能性があります。胃は通常、弁によって喉から分離されていますが、この弁が機能不全またはヘルニアになると、胃内の液体の内容物が上昇して食道と口に浸透するのを止めるものがなくなります。その後、アルコールを含む内容物が呼気中に吐き出され、アルコール検知器に送られます。この症状に苦しむ10人を対象としたある研究では、呼気中のエタノール濃度は実際には増加しませんでした。^[33]

口の中のアルコールは他の方法でも作られる。義歯はアルコールを閉じ込めるという説もあるが、実験では通常の15分間の観察期間を守れば違いは見られなかった。^[34] 歯周病も歯茎にポケットを作り、アルコールを長時間閉じ込める可能性がある^[要出典]。口の中にアルコールが残っているために誤った結果が出ることが知られているもう1つの方法は、酔った人との情熱的なキスである^[要出典]

口内アルコール汚染を防ぐために、認定呼気検査技師と警察官は、呼気検査を行う前に少なくとも 15 ～ 20 分間、被験者を注意深く観察するように訓練されている。^{[35] [36]}一部の機器には、安全装置も組み込まれている。Intoxilyzer 5000 には、「スロープ」パラメータがある。このパラメータは、0.6 秒間に呼気 210 L あたり 0.006 g のアルコール濃度の低下を検出し、口内アルコールが残留していることを示す状態となり、オペレーターに「無効なサンプル」の警告を発して、口内アルコールが残留していることを知らせる。他の機器では、少なくとも 2 分間隔で 2 回検査する必要がある。マウスウォッシュやその他の口内アルコールは 2 分後にはいくらか拡散し、2 回目の測定結果が 1 回目と一致しなくなるため、再検査が必要になる。しかし、多くの予備呼気検査器には、このような安全装置が組み込まれていない。

呼気分析装置を「騙す」（つまり、血中アルコール濃度を低く表示する）ことができるとされる物質や技術は数多く存在します。

2003年の科学テレビ番組「MythBusters」では、呼気分析装置による検査をごまかすためのさまざまな方法がテストされた。テストされた方法は、ブレスミント、タマネギ、義歯用クリーム、マウスウォッシュ、ペニー硬貨、電池などだったが、いずれも効果がなかった。番組では、アルコールの臭いを隠すためにこれらのアイテムを使用するとごまかすことはできるが、実際に人のBrACを下げることはないため、使用量にかかわらず呼気分析装置による検査には影響がなく、マウスウォッシュの使用はBrACを上げるだけだったと指摘した。ペニー硬貨は化学反応を起こし、電池は電荷を発生するとされているが、どちらの方法も呼気分析装置の結果には影響しなかった。^[29]

ミスバスターズのエピソードでは、別の複雑さも指摘されていた。つまり、口の中に物を入れ（例えば、タマネギを食べ、うがい薬でうがいし、電池を隠し）、呼気検査を行い、そしておそらくその物を取り出す必要があるということだ。そして、その全てを、検査を実施する警察官に気づかれないように慎重に行わなければならない（呼気検査の前に口の中に物を入れていることに警察官が気付いたら、当然非常に疑わしくなるだろう）。特に酩酊状態の人がそのような離れ業を成し遂げるのは、おそらく非常に難しいだろう。^[29]

さらに、番組では、呼気検査は血液検査（より正確な血中アルコール濃度）で検証されることが多く、たとえ呼気検査を騙すことができたとしても、血液検査で確実に有罪が確定すると指摘した。^[29]

BrAC の測定値を低下させる可能性のある他の物質としては、口の中に隠した活性炭の袋 (アルコール蒸気を吸収するため)、燃料電池タイプの検出器を欺く酸化ガス (N ₂ O、Cl ₂、O ₃など)、赤外線吸収検出器を欺く有機干渉物質などがあります。赤外線吸収検出器は、特定の離散波長でのみ測定を行うため、連続吸収スペクトルを測定する実験室機器よりも干渉を受けやすくなります。ただし、干渉は吸収を高めるだけで、低下させることはできないため、推定血中アルコール濃度は過大評価されます。^{[引用が必要]}さらに、Cl _{2 は}有毒で腐食性があります。

2007 年のSpikeネットワークの番組Manswersでは、呼気分析装置を破ろうとする、より一般的であまり一般的ではない方法のいくつかが紹介されましたが、どれもうまくいきませんでした。テスト 1 は、ペニーなどの銅でコーティングされたコインをなめることでした。テスト 2 は、舌の上に電池を載せるテストでした。テスト 3 は、ガムを噛むテストでした。被験者がアルコールを摂取した場合、これらのテストのいずれも「合格」の数値を示しませんでした。

一般的に、2 種類のアルコール検知器が使用されています。小型の携帯型アルコール検知器は、法廷で証拠として提出できるほど信頼性は高くありませんが、逮捕を正当化するには十分です。これらの装置は、現場で警察官が「現場飲酒検査」の一種として、一般に「予備的呼気検査」または「予備的アルコール検査」と呼ばれるものとして、または逮捕時の検査の証拠装置として使用できます。警察署にある大型のアルコール検知器は、法廷での証拠を作成するために使用できます。これらのデスクトップ分析器は、通常、赤外線分光光度計技術、電気化学燃料電池技術、またはこれら 2 つの組み合わせを使用します。

アメリカ合衆国の法執行機関が使用するすべての呼気アルコール検査装置は、運輸省の国家道路交通安全局の承認を受けなければならない。^[37]

呼気中のアルコール濃度の測定値は、飲酒運転（酒気帯び運転または酒酔い運転とも呼ばれる）の罪の訴追にいくつかの方法で利用される可能性がある。歴史的に、米国の州は当初、高レベルの BAC での運転を禁止し、BrAC に関する法律はなかった。BrAC 検査の結果は、BAC の間接的な証拠として提示されただけだった。被告がその後の血液検査を拒否した場合、州が BAC を証明できる唯一の方法は、血中アルコールから呼気中のアルコールがどのように発生するか、また、その 2 つが他のアルコールに変換されるかについての科学的証拠を提示することだった。飲酒運転の弁護団は、そのような証拠の科学的信頼性にしばしば異議を唱えた。^[要出典] 2011 年 9 月まで、サウスダコタ州は正確性を確保するために血液検査のみに依存していた。^{[38] [39]}

各州は、飲酒検知器の証拠に頼ることができないことに対して、さまざまな方法で対応しました。カリフォルニア州など多くの州は、呼気中のアルコール濃度が一定レベルを超えるとそれ自体が違法となるように法令を改正しました。言い換えれば、BrAC レベル自体が有罪判決の直接的な前提証拠となり、BAC を推定する必要がなくなったのです。英国などの絶対的管轄区域では、呼気アルコール濃度 (BrAC) が十分に高い状態で車両を運転することは自動的に違法となります。運転者の呼気分析器の測定値はその犯罪の証拠として提出され、不正確な測定値に基づいてのみ異議を申し立てることができます。

カリフォルニア州やニュージャージー州など他の州では、この法律は依然としてBACと結びついているが、特定の機器によるBrACの結果は、指示通りに使用した場合、血液検査の代わりとして推定的に正確であると司法的にみなされている。^{[40] [41]} BrAC検査は被告人が飲酒運転をしていたことを証明するために必須ではないが、これらの州の法律では反証可能な推定が設けられており、つまりBrACの数値が高い場合、運転手は酒に酔っていたと推定されるが、陪審員がその推定を信頼できないと判断した場合、または他の証拠によって、実際に呼気または血中アルコール濃度が0.08%以上の状態で運転していたかどうかについて合理的な疑いが立証された場合、その推定は反証される可能性がある。

もう 1 つの問題は、BrAC は通常、運転から数時間後に検査されることです。ワシントン州などの一部の管轄区域では、車両の運転から検査が実施されるまでの経過時間、または検査から一定時間以内の経過時間に関係なく、呼気分析器の検査結果の使用が許可されています。他の管轄区域では、逆行外挿を使用して運転時の BAC または BrAC を推定します。

刑事訴追の例外はウィスコンシン州であり、同州では飲酒運転の初犯は通常、民事条例違反となる。^[42]

血液と呼気の濃度の法定比率については国際的な合意はなく、2000:1（ヨーロッパのほとんどの国）から2100:1（米国）や2300:1（英国）までの範囲である。^[43]米国では、2100:1という比率は1930年から1950年にかけて行われた研究に基づいて決定され、1952年の国家安全評議会の報告書で2100:1という数字が確立された。国家安全評議会は、最近の研究では実際の関係は2100:1よりも高く、2300:1に近い可能性が高いことが示されていることを認めているが、この差は法執行において実用的な重要性はほとんどないと考えている。より低い2100:1の係数を使用することは保守的になりすぎ、ドライバーに有利にしかならない。^[44]

初期の頃、米国における BrAC 閾値の範囲は州によってかなり異なっていました。その後、連邦ガイドラインにより、各州は一律 0.08% の BrAC レベルを採用しました。連邦政府は、交通安全高速道路基金を特定の問題に関する連邦ガイドラインの遵守と結び付けることで、連邦ガイドラインの可決を確実にしていると言わ^{れています(}たとえば、連邦政府は 50 州全体で法定飲酒年齢を 21 歳にすることを保証しています)。

オーストラリアのビクトリア州の警察は、20%の許容誤差を認めるアルコール検知器を使用しています。ビクトリア州警察の元副長官（交通運輸担当）ノエル・アシュビー氏は、この許容誤差はさまざまな体型に対応できるようにするためのものだと主張しています。^[要出典]

予備呼気検査または予備アルコール スクリーニング検査では、小型の携帯型呼気分析装置 (携帯型アルコール検知器) を使用します (「予備呼気検査」(「PBT」) および「予備アルコール スクリーニング検査」という用語は、同じ装置および機能を指します)。これらは通常、電気化学プラチナ燃料電池分析に基づいています。これらの装置は、一部の証拠用アルコール検知器に似ていますが、通常、証拠目的に十分な頻度で較正されていません。検査装置は通常、血中アルコール濃度 (BAC) の数値を表示しますが、主な用途はスクリーニングです。場合によっては、装置に「合格/不合格」の指標が付いていることもあります。たとえば、カナダでは、「アルコール スクリーニング装置」と呼ばれる PST 装置は、0 から 49 mg% では数字、50 から 99 mg% では「警告」、100 mg% 以上では「不合格」と表示されるように設定されています。^[32]これらの予備的な呼気検査は、現場での飲酒検査（FST）や標準的な現場での飲酒検査（SFST）に一般的に関連する一連のパフォーマンステストの一部ではないものの、現場での飲酒検査の一部として分類されることがあります。

カナダでは、予備的な非証拠スクリーニング装置が、議会によって承認されたスクリーニング装置として承認される。飲酒検知器のサンプルの提出を求めるには、警察官は、その人が血液100mLあたり80mgを超えるアルコール濃度で運転していたという「合理的な疑い」を持たなければならない。^{[45]要求は運転の3時間以内に行われなければならない。拒否する運転手は、刑法第254条[45]}に基づいて起訴される可能性がある。大麻の合法化に伴い、飲酒検知器による検査を、酩酊状態の疑いなく実施できるように刑法を改正することが提案されている。^[46]

米国道路交通安全局は、予備スクリーニング用に承認された呼気アルコール検査機器の適合製品リストを維持している。^[47]米国では、予備呼気検査 (PBT) の主な用途は、逮捕の相当な理由を立証することである。すべての州に黙示の同意法があり、つまり運転免許を申請することで、運転者は飲酒運転で逮捕された後に証拠となる化学検査 (血液、呼気、または尿) を受けることに同意することになる。^[48]しかし、米国の法律では、逮捕に相当な理由がなかったことが判明した場合、逮捕とその後の検査は無効になる可能性がある。PBT は、警察官が逮捕を正当化するために使用できる基準アルコール レベルを確立する。PBT の結果は、相当な理由を立証する場合を除いて、一般に法廷で証拠として認められないが、アイダホ州など一部の州では、携帯型の予備呼気検査機器または予備アルコール スクリーナーからのデータまたは「測定値」を法廷で証拠として提出することを許可している。フロリダ州^[49]やコロラド州^[50]などの州では、PBTを拒否しても罰則はない。警察は、FST、PBT、その他の逮捕前手続きへの参加は任意であると被疑者に助言する義務はない。対照的に、黙示の同意要件の下で行われる正式な証拠検査は必須とみなされている。^[48]

ミシガン州では、予備的な飲酒検査を拒否すると、非商用運転手は違反点数なしで「民事違反」の罰金を科せられるが^[51]、一般的な「黙示の同意」法の下では拒否とはみなされない。^[52] 一部の州では、飲酒運転の起訴においてこれが証拠価値を持つかどうかは疑問であるものの、州は現場での飲酒検査を拒否した証拠を法廷に提出することができる。

多くの州では、飲酒運転の保護観察中の運転手には異なる要件が適用され、その場合予備呼気検査への参加は保護観察の条件となる可能性があり、商用運転手には「薬物検査」要件が適用されます。米国の一部の州、特にカリフォルニア州では、21歳未満の運転手の予備呼気検査拒否を罰する法律が制定されていますが、これらの法律の合憲性は検証されていません。(実際問題として、ほとんどの刑事弁護士は、予備呼気検査または予備アルコール検査を拒否する容疑者に対して、警察との話し合いや拒否の「正当化」を行わないようアドバイスしています。)

カナダでは、証拠用呼気検査機器は承認済み機器として指定される。米国道路交通安全局は、証拠用として承認された呼気アルコール検査機器の適合製品リストを維持している。^[53]赤外線機器は「証拠用呼気検査機器」としても知られ、一般的に法廷で認められる結果を出す。

飲酒運転の罪に対する一般的な抗弁（適切な状況下）は、飲酒は運転後に起こったというものである。この抗弁が主張される典型的な状況は、運転者が交通事故後にアルコールを摂取した場合である。これは、飲酒も運転後に起こったという点を除けば、吸収段階の酩酊状態（またはボーラス飲酒）と密接に関係している。この抗弁は、逆行性外挿（下記）によって覆すことができるが、起訴を複雑にする。^[54]

吸収段階の酩酊状態を弁護として認める法域では、運転後の飲酒も弁護として認めるが、運転後の飲酒を罰する法域もある。運転前（または運転中）に摂取したアルコールの吸収に関する法律は、一般的にそれ自体が認められているが、運転後の飲酒に関するほとんどの法律では、運転とは関係のない活動に関連した状況に対する弁護を認めている。^{[説明が必要]}カナダ では、運転の3時間以内（カナダ司法省は2時間としている）に飲酒運転の制限値を超えることは違法であるが、新しい法律では、運転手が警察から呼気検査の要求を予期する理由がなかった場合、「運転後の飲酒」という弁護を認めている。^[55] 南アフリカはより単純で、「事故後」の飲酒に対しては、警察に通報され、必要な場合は医学的検査を受けるまで、別の罰則が適用される。^[56]

呼気分析器による検査は、通常、警察署で、逮捕後1時間以上経ってから実施される。この検査では検査時のBrACがわかるが、それだけでは運転時のBrACがどの程度だったかという疑問には答えられない。検察は通常、専門家の意見に基づいて、逆行性外挿法を用いて運転時の推定アルコール濃度を提示する。これは、人体の吸収率と排出率の生理学的特性を適用して、時間を遡って運転時のBrACレベルを推定するものである。^{[57] [58] [59]}

外挿は5つの因子と0.015/時間の一般的な除去率を使用して計算されます。^[57]

例

呼気検査の時刻-午後10時...呼気検査の結果-0.080...運転時刻-午後9時（警官に止められる）...最後の飲酒時刻-午後8時...最後の食事-午後12時。これらの事実を用いて、専門家は、その人物が最後に飲んだ酒は空腹時に飲んだと述べることができる。つまり、最後の酒（午後8時）の吸収は1時間以内-午後9時までに完了したということである。停止時には、運転手は完全に吸収されている。0.080という検査結果は午後10時のものであった。したがって、停止以来の1時間の排出が加算され、0.080+0.015=0.095が停止時の呼気アルコール濃度のおおよその値となる。^[60]

公衆アルコール検知器は、消費者が飲酒の源泉で自分自身を検査する方法になりつつあります。^{[61]これらは、パブ、バー、レストラン、慈善団体、結婚式、あらゆる種類の認可されたイベントで使用されています。飲酒検知器による検査は}コロナウイルスの感染リスクを高めるため、スウェーデンでは一時的に使用が中止されました。^[62]

光起電アッセイ

光起電力アッセイは、時代遅れの光電式飲酒濃度計でのみ使用されている、今日ではほとんど見られない呼気検査の一種です。このプロセスでは、光電池を使用して酸化還元反応の色の変化を分析する仕組みです。呼気サンプルを、硫酸、重クロム酸カリウム、硝酸銀の水溶液に通します。硝酸銀は触媒として作用し、アルコールをかなりの速度で酸化させます。反応に必要な酸性条件も硫酸によって提供される可能性があります。溶液中で、エタノールは重クロム酸カリウムと反応し、重クロム酸イオンをクロム(III)イオンに還元します。この還元の結果、溶液の色が赤オレンジ色から緑色に変わります。反応した溶液は光電池によって未反応溶液のバイアルと比較され、色の変化の度合いに比例した電流が生成されます。この電流によって BAC を示す針が動きます。^{[63]他の方法と同様に、}化学分析を使用する呼気検査装置は誤った読み取りをする傾向があります。例えば、エタノールに似た組成を持つ化合物は還元剤としても機能し、血中アルコール濃度の上昇を示すために必要な色の変化を引き起こす可能性があります。

赤外線分光法

赤外線飲酒検知器は、エタノールを高度に特定します。通常、警察署のアルコール検知器は赤外線分光法の原理で作動します。

燃料電池

燃料電池ガスセンサーは、電極上でエタノールがアセトアルデヒドに酸化される現象を利用しています。生成される電流は、存在するアルコールの量に比例します。これらのセンサーは非常に安定しており、通常は 6 か月ごとに校正が必要で、路上の呼気検査装置によく見られるタイプのセンサーです。

半導体

半導体ガスセンサーは、蒸発したエタノールなどの還元ガスの存在下でのスズ酸化物層の導電率の増加に基づいています。^[64]安価なアルコール検知器に使用されていますが、その安定性は燃料電池機器ほど信頼できません。

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