Elektrische Verletzungen: wie man sie beurteilt, was zu tun ist
Elektrische Verletzungen: Obwohl versehentliche elektrische Unfälle im Haushalt (z Vereinigte Staaten
In den USA gibt es > 30 000 nicht tödliche Stromunfälle pro Jahr, und Stromverbrennungen machen etwa 5 % der Zulassungen in Verbrennungsanlagen in den USA aus.
Elektrische Verletzungen, Pathophysiologie
Klassisch wird gelehrt, dass die Schwere der Verletzung durch Elektrizität von Kouwenhoven-Faktoren abhängt:
- Stromart (Gleichstrom [DC] oder Wechselstrom [AC])
- Spannung und Stromstärke (Maßnahmen der Stromstärke)
- Expositionsdauer (längere Expositionen erhöhen die Schwere der Verletzungen)
- Körperwiderstand
- Aktueller Pfad (der bestimmt, welche spezifischen Gewebe geschädigt sind)
Allerdings scheint die elektrische Feldstärke, eine Größe, die kürzlich berücksichtigt wurde, die Verletzungsschwere genauer vorherzusagen.
Strom: Kouwenhoven-Faktoren
Wechselstrom ändert häufig die Richtung; Es ist die Stromart, die normalerweise an Haushalte in den Vereinigten Staaten und Europa geliefert wird.
Gleichstrom fließt ständig in die gleiche Richtung; es ist die Stromart, die von Batterien geliefert wird.
Defibrillatoren und Kardioversionsgeräte liefern normalerweise Gleichstrom.
Wie Wechselstrom den Körper schädigt, hängt stark von der Frequenz ab.
Niederfrequenter Wechselstrom (50-60 Hertz) wird sowohl in den USA (60 Hertz) als auch in Europa (50 Hertz) in Haushaltssystemen verwendet.
Da niederfrequenter Wechselstrom eine intensive Muskelkontraktion (Tetanie) verursacht, die die Hände an der Stromquelle blockieren und die Exposition verlängern kann, kann er gefährlicher sein als hochfrequenter Wechselstrom und ist 3- bis 5-mal gefährlicher als Gleichstrom von gleiche Spannung und Stromstärke.
Die Einwirkung von Gleichstrom führt tendenziell leichter zu einer einzelnen krampfartigen Kontraktion, die die Person oft von der Stromquelle abwirft.
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Elektrische Verbrennungen: Einfluss von Spannung und Stromstärke auf die Schwere der Verletzung
Sowohl für Wechsel- als auch für Gleichstrom gilt: Je höher die Spannung (V) und die Stromstärke (A), desto größer ist die resultierende elektrische Verletzung (bei gleicher Exposition).
Der Haushaltsstrom in den USA reicht von 110 V (Standardsteckdosen) bis 220 V (für Großgeräte, zB Kühlschrank, Trockner).
Hochspannungsströme (> 500 V) neigen zu tiefen Verbrennungen, während Niederspannungsströme (110 bis 220 V) zu Muskeltetanie und Immobilität an der Stromquelle neigen.
Die maximale Stromstärke, die eine Kontraktion der Armbeugemuskeln bewirken kann, aber es der Person immer noch ermöglicht, ihre Hand von der Stromquelle zu lösen, wird als Loslassstrom bezeichnet.
Der Loslassstrom variiert je nach Körpergewicht und Muskelmasse.
Für einen durchschnittlich 70 kg schweren Mann beträgt der Loslassstrom etwa 75 Milliampere (mA) bei Gleichstrom und etwa 15 mA bei Wechselstrom.
Ein 60-Hz-Wechselstrom mit niedriger Spannung, der auch nur für den Bruchteil einer Sekunde durch den Brustkorb fließt, kann Kammerflimmern verursachen, selbst bei Stromstärken von nur 60-100 mA; bei Gleichstrom werden ca. 300-500 mA benötigt.
Gelangt der Strom direkt zum Herzen (zB über einen Herzkatheter oder die Elektroden eines Herzschrittmachers), kann bereits eine Stromstärke von < 1 mA ein Flimmern (sowohl bei Wechsel- als auch bei Gleichstrom) auslösen.
Gewebeschäden durch Stromeinwirkung werden hauptsächlich durch die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme verursacht, was zu thermischen Schäden führt.
Die abgeführte Wärmemenge ist gleich Stromstärke 2 × Widerstand × Zeit; daher neigt das Gewebe mit dem höchsten Widerstand für eine gegebene Stromstärke und Dauer dazu, den meisten Schaden zu erleiden. Der Widerstand des Körpers (gemessen in Ohm/cm2) wird hauptsächlich von der Haut bereitgestellt, da alle inneren Gewebe (außer Knochen) einen vernachlässigbaren Widerstand aufweisen.
Hautdicke und Trockenheit erhöhen die Widerstandsfähigkeit; trockene, gut keratinisierte und intakte Haut weist durchschnittliche Werte von 20 000-30 000 Ohm/cm2 auf.
Eine verhornte, verdickte Palme oder Pflanze kann einen Widerstand von 2-3 Millionen Ohm/cm2 haben; im Gegensatz dazu hat dünne, feuchte Haut einen Widerstand von ca. 500 Ohm/cm2.
Der Widerstand verletzter Haut (zB durch Schnitte, Abschürfungen, Nadelstiche) oder feuchter Schleimhäute (zB Mund, Enddarm, Vagina) kann bis zu 200-300 Ohm/cm2 betragen.
Bei einem hohen Hautwiderstand kann mehr elektrische Energie durch die Haut abgeleitet werden, was zu ausgedehnten Hautverbrennungen, aber weniger inneren Verletzungen führt.
Wenn der Hautwiderstand gering ist, sind die Hautverbrennungen weniger groß oder fehlen und es wird mehr elektrische Energie an die inneren Strukturen übertragen.
Somit zeigt das Fehlen äußerer Verbrennungen nicht das Fehlen einer elektrischen Verletzung an, und die Schwere äußerer Verbrennungen zeigt nicht die Schwere eines elektrischen Schadens an.
Die Schädigung des inneren Gewebes hängt von ihrem Widerstand sowie der Stromdichte ab (Strom pro Flächeneinheit; Energie ist konzentrierter, wenn die gleiche Stromstärke durch einen kleineren Bereich fließt).
Wenn beispielsweise elektrische Energie durch einen Arm fließt (hauptsächlich durch Gewebe mit geringerem Widerstand, z Widerstandsgewebe (z. B. Knochen, Sehnen), was den unteren Widerstandsbereich des Gewebes verringert; daher neigt die Schädigung von Geweben mit geringerem Widerstand dazu, in den Gelenken schwerwiegender zu sein.
Der Weg des Stroms durch den Körper bestimmt, welche Strukturen beschädigt werden.
Da Wechselstrom ständig die Richtung umkehrt, sind die gebräuchlichen Begriffe „Eingang“ und „Ausgang“ unangemessen; 'source' und 'ground' sind genauer.
Die Hand ist der häufigste Quellpunkt, gefolgt vom Kopf.
Der Fuß ist der häufigste Massepunkt. Strom, der zwischen den Armen oder zwischen dem Arm und einem Fuß fließt, fließt wahrscheinlich durch das Herz und verursacht möglicherweise Herzrhythmusstörungen.
Diese Strömung ist tendenziell gefährlicher als die Strömung, die von einem Fuß auf den anderen wandert.
Auf den Kopf gerichteter Strom kann das zentrale Nervensystem schädigen.
Elektrische Feldstärke
Die Stärke des elektrischen Feldes ist die Intensität der Elektrizität über den Bereich, auf den es angewendet wird.
Zusammen mit den Kouwenhoven-Faktoren bestimmt sie auch den Grad der Gewebeschädigung.
20 Volt (000 kV), die durch den Körper eines etwa 20 m großen Mannes verteilt werden, ergeben beispielsweise eine Feldstärke von etwa 2 kV/m.
In ähnlicher Weise führen 110 Volt, wenn sie über nur 1 cm angelegt werden (zB Kinderlippen), zu einer ähnlichen Feldstärke von 11 kV/m; Dieses Verhältnis erklärt, warum ein solcher Niederspannungsschaden Gewebeschäden derselben Schwere verursachen kann wie einige Hochspannungsschäden, die über größere Bereiche aufgebracht werden.
Umgekehrt könnten, wenn man die Spannung eher als die elektrische Feldstärke betrachtet, minimale oder unbedeutende elektrische Verletzungen technisch als Hochspannung klassifiziert werden.
Der Schock, den Sie beispielsweise durch das Krabbeln mit den Füßen im Winter auf einem Teppich erhalten, beträgt Tausende von Volt, verursacht jedoch völlig vernachlässigbare Verletzungen.
Die Wirkung des elektrischen Feldes kann eine Schädigung der Zellmembran (Elektroporation) verursachen, selbst wenn die Energie nicht ausreicht, um einen thermischen Schaden zu verursachen.
Elektrische Verletzungen: pathologische Anatomie
Das Anlegen eines elektrischen Feldes geringer Intensität verursacht ein sofortiges unangenehmes Gefühl (den „Schock“), verursacht jedoch selten ernsthafte oder dauerhafte Verletzungen.
Das Anlegen eines hochintensiven elektrischen Feldes verursacht eine thermische oder elektrochemische Schädigung des inneren Gewebes.
Der Schaden kann umfassen
- Hämolyse
- Koagulation von Proteinen
- Koagulationsnekrose von Muskeln und anderen Geweben
- Thrombose
- Entwässerung
- Ausriss von Muskeln und Sehnen
Schäden durch ein hochintensives elektrisches Feld können zu erheblichen Ödemen führen, die durch das Anschwellen von Blutgerinnseln in den Venen und Muskeln zum Kompartmentsyndrom führen.
Signifikante Ödeme können auch Hypovolämie und Hypotonie verursachen.
Muskelzerstörung kann zu Rhabdomyolyse und Myoglobinurie sowie zu Elektrolytstörungen führen.
Myoglobinurie, Hypovolämie und Hypotonie erhöhen das Risiko einer akuten Nierenschädigung.
Die Folgen einer Organdysfunktion hängen nicht immer mit der Menge des zerstörten Gewebes zusammen (zB kann Kammerflimmern bei relativ geringer Gewebezerstörung auftreten).
Symptomatik
Verbrennungen können auf der Haut auch dann deutlich abgegrenzt werden, wenn der Strom unregelmäßig in tiefere Gewebe eindringt.
Schwere unwillkürliche Muskelkontraktionen, Krämpfe, Kammerflimmern oder Atemstillstand können aufgrund einer Schädigung des Zentralnervensystems oder der Muskeln auftreten.
Schädigung des Gehirns, Spinale Nabelschnur oder periphere Nerven können verschiedene neurologische Defizite verursachen.
Ein Herzstillstand kann auftreten, wenn keine Verbrennungen vorliegen, wie bei Unfällen im Badezimmer (wenn eine nasse Person [in Kontakt mit dem Boden] 110 V Strom erhält, z. B. von einem Haartrockner oder einem Radio).
Kinder, die an Stromkabeln beißen oder lutschen, können Verbrennungen an Mund und Lippen erleiden.
Solche Verbrennungen können kosmetische Missbildungen verursachen und das Wachstum von Zähnen, Kiefer und Kiefer beeinträchtigen.
Bei bis zu 5 % dieser Kinder tritt eine Labialarterienblutung auf, die durch den Abfall des Schorfs 10-10 Tage nach dem Trauma entsteht.
Ein Stromschlag kann starke Muskelkontraktionen oder Stürze (z. B. von einer Leiter oder einem Dach) verursachen, die zu einer Luxation (ein Stromschlag ist eine der wenigen Ursachen für eine hintere Schulterluxation), Wirbel- oder anderen Knochenbrüchen, Verletzungen innerer Organe und anderen Stößen führen Verletzungen.
Leichte oder schlecht definierte physische, psychische und neurologische Folgeerscheinungen können sich 1-5 Jahre nach der Verletzung entwickeln und zu einer erheblichen Morbidität führen.
Elektrische Verbrennungen: Diagnose
- Vollständige ärztliche Untersuchung
- Manchmal EKG, Herzenzymtitration und Urinanalyse
Sobald der Patient aus dem Strom genommen wurde, werden Herzstillstand und Atemstillstand beurteilt.
Die notwendige Reanimation wird durchgeführt.
Nach der ersten Reanimation werden die Patienten von Kopf bis Fuß auf traumatische Verletzungen untersucht, insbesondere wenn der Patient gestürzt oder geworfen wurde.
Asymptomatische Patienten, die nicht schwanger sind, keine bekannten Herzerkrankungen haben und die nur kurzzeitig dem Haushaltsstrom ausgesetzt waren, haben in der Regel keine signifikanten akuten inneren oder äußeren Verletzungen und es sind keine weiteren Tests oder Überwachungen erforderlich.
Bei anderen Patienten sollten ein EKG, ein CBC mit Formel, eine kardiale Enzymtitration und eine Urinanalyse (zur Überprüfung auf Myoglobin) in Betracht gezogen werden. Patienten mit Bewusstseinsverlust benötigen möglicherweise eine CT- oder MRT-Untersuchung.
Behandlung
- Ausschalten des Stroms
- Reanimation
- Analgesie
- Manchmal Herzüberwachung für 6-12 h
- Wundversorgung
Präklinische Behandlung
Die erste Priorität besteht darin, den Kontakt zwischen Patient und Stromquelle durch Abschalten des Stroms zu unterbrechen (zB durch Auslösen des Schutzschalters oder Ausschalten des Schalters oder Trennen des Geräts von der Steckdose).
Hochspannungs- und Niederspannungsleitungen sind gerade im Freien nicht immer leicht zu unterscheiden.
VORSICHT: Wenn der Verdacht auf Hochspannungsleitungen besteht, sollte kein Versuch unternommen werden, den Patienten zu befreien, bis die Stromversorgung getrennt wurde, um einen Stromschlag beim Retter zu vermeiden.
Reanimation
Die Patienten werden reanimiert und gleichzeitig ausgewertet.
Ein Schock, der durch ein Trauma oder sehr ausgedehnte Verbrennungen entstehen kann, wird behandelt.
Formeln zur Berechnung der zu infundierenden Flüssigkeiten zur Reanimation klassischer Verbrennungen, die auf dem Ausmaß der Hautverbrennungen basieren, können den Flüssigkeitsbedarf bei elektrischen Verbrennungen unterschätzen; Daher werden diese Formeln nicht verwendet.
Stattdessen werden die Flüssigkeiten titriert, um eine ausreichende Diurese aufrechtzuerhalten (etwa 100 ml/h bei Erwachsenen und 1.5 ml/kg/h bei Kindern).
Bei Myoglobinurie ist die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Diurese besonders wichtig, während die Alkalisierung des Urins dazu beiträgt, das Risiko eines Nierenversagens zu verringern.
Das chirurgische Debridement großer Mengen von Muskelgewebe kann auch dazu beitragen, das myoglobinurische Nierenversagen zu reduzieren.
Starke Schmerzen durch eine elektrische Verbrennung sollten durch den umsichtigen Einsatz von EV-Opioiden behandelt werden.
Stromunfälle: andere Maßnahmen
Asymptomatische Patientinnen, die nicht schwanger sind, keine bekannten Herzerkrankungen haben und die nur kurzzeitig mit Haushaltsstrom in Kontakt gekommen sind, haben in der Regel keine schwerwiegenden akuten inneren oder äußeren Verletzungen, die einen Krankenhausaufenthalt erfordern, und können entlassen werden.
Eine kardiale Überwachung für 6-12 Stunden ist bei Patienten mit den folgenden Erkrankungen angezeigt:
- Herzrhythmusstörungen
- Brustschmerzen
- Verdacht auf Herzschädigung
- Mögliche Schwangerschaft
- Alle bekannten Herzerkrankungen
Eine entsprechende Tetanusprophylaxe und lokale Behandlung der Brandwunde sind erforderlich.
Schmerzen werden mit NSAIDs oder anderen Analgetika behandelt.
Alle Patienten mit schweren Verbrennungen sollten an ein spezialisiertes Zentrum für Verbrennungen überwiesen werden.
Kinder mit Lippenverbrennungen sollten an einen Spezialisten für Kinderkieferorthopädie oder einen mit diesen Verletzungen erfahrenen Kieferchirurgen überwiesen werden.
abwehr
Elektrische Geräte, die den Körper berühren oder berührt werden können, müssen ordnungsgemäß isoliert, geerdet und an Stromkreise angeschlossen werden, die Schutzschalter enthalten.
Wirksam und schnell verfügbar sind lebensrettende Schutzschalter, die schon bei einem Leckstrom von 5 Milliampere (mA) auslösen.
Sicherheitsabdeckungen reduzieren das Risiko in Haushalten mit kleinen Kindern.
Um Verletzungen durch springenden Strom (Lichtbogenverletzungen) zu vermeiden, sollten Stangen und Leitern nicht in der Nähe von Hochspannungsleitungen verwendet werden.
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