Porażenie prądem

Porażenie prądem ze sztucznych źródeł następuje w wyniku jego przejścia przez ludzkie ciało. Objawy mogą obejmować oparzenia skóry, uszkodzenia narządów wewnętrznych i tkanek miękkich, arytmię serca i zatrzymanie oddechu. Diagnozę ustala się na podstawie kryteriów klinicznych i danych laboratoryjnych. Leczenie porażenia prądem jest wspomagające, agresywne - w przypadku ciężkich obrażeń.

Chociaż wypadki związane z prądem elektrycznym w domu (takie jak dotknięcie gniazdek elektrycznych lub porażenie małym urządzeniem elektrycznym) rzadko skutkują poważnymi obrażeniami lub poważnymi konsekwencjami, to w Stanach Zjednoczonych każdego roku około 400 wypadków związanych z wysokim napięciem kończy się śmiercią.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Patofizjologia urazów elektrycznych

Tradycyjnie ciężkość obrażeń spowodowanych prądem elektrycznym zależy od sześciu czynników Kovenhovena:

• rodzaj prądu (stały lub przemienny);
• napięcie i moc (obie wielkości opisują natężenie prądu);
• czas trwania narażenia (im dłuższy kontakt, tym poważniejsze uszkodzenia);
• opór ciała i kierunek prądu (w zależności od rodzaju uszkodzonej tkanki).

Jednakże napięcie pola elektrycznego, nowsza koncepcja, wydaje się być dokładniejszym wskaźnikiem ciężkości obrażeń.

Czynniki Cowenhovena. Prąd przemienny (AC) często zmienia kierunek. Jest to typ prądu, który zazwyczaj zasila gniazdka elektryczne w Stanach Zjednoczonych i Europie. Prąd stały (DC) płynie w tym samym kierunku w sposób ciągły. Jest to prąd wytwarzany przez baterie. Defibrylatory i kardiowertery zazwyczaj dostarczają prąd stały. Wpływ prądu przemiennego na organizm zależy w dużej mierze od jego częstotliwości. Prąd przemienny o niskiej częstotliwości (50-60 Hz) jest stosowany w domowych gniazdkach elektrycznych w Stanach Zjednoczonych (60 Hz) i Europie (50 Hz). Może być bardziej niebezpieczny niż prąd przemienny o wysokiej częstotliwości i 3-5 razy bardziej niebezpieczny niż prąd stały o tym samym napięciu i natężeniu. Prąd przemienny o niskiej częstotliwości powoduje przedłużony skurcz mięśni (tężyczka), który może zamrozić dłoń do źródła prądu, przedłużając w ten sposób skutki elektryczne. Prąd stały (DC) zwykle powoduje pojedynczy skurcz mięśni, który zwykle odrzuca ofiarę od źródła prądu.

Ogólnie rzecz biorąc, zarówno w przypadku prądu przemiennego, jak i stałego, im wyższe napięcie (V) i natężenie, tym większe obrażenia elektryczne (przez ten sam czas narażenia). Prąd w gospodarstwach domowych w Stanach Zjednoczonych waha się od 110 V (standardowe gniazdko elektryczne) do 220 V (duże urządzenie, takie jak suszarka). Prąd wysokiego napięcia (>500 V) zazwyczaj powoduje głębokie oparzenia, podczas gdy prąd niskiego napięcia (110-220 V) zazwyczaj powoduje skurcze mięśni lub tężyczkę, zamrażając ofiarę do źródła prądu. Próg percepcji prądu stałego wchodzącego do ręki wynosi około 5-10 mA; w przypadku prądu przemiennego o częstotliwości 60 Hz próg wynosi średnio 1-10 mA. Maksymalny prąd, który może nie tylko spowodować skurcz zginaczy ręki, ale także umożliwić ręce uwolnienie źródła prądu, nazywa się „prądem puszczającym”. Wielkość prądu puszczającego zmienia się w zależności od masy ciała i masy mięśniowej. Dla przeciętnej osoby ważącej 70 kg, prąd wyładowczy wynosi około 75 mA dla prądu stałego i około 15 mA dla prądu przemiennego.

Prąd przemienny o niskim napięciu i częstotliwości 60 Hz przepuszczany przez klatkę piersiową przez jedną sekundę może wywołać migotanie komór przy natężeniu zaledwie 60-100 mA; w przypadku prądu stałego wymagane jest około 300-500 mA. Jeśli prąd jest dostarczany bezpośrednio do serca (np. przez cewnik sercowy lub przewody rozrusznika serca), prądy <1 mA (prąd przemienny lub stały) mogą wywołać migotanie komór.

Ilość rozproszonej energii cieplnej wysokiej temperatury jest równa aktualnej sile i czasowi oporu. Tak więc przy dowolnej aktualnej sile i czasie trwania ekspozycji, nawet najbardziej oporna tkanka może zostać uszkodzona. Elektryczny opór tkanki, mierzony w Ohm/cm2, jest określany przede wszystkim przez opór skóry. Grubość i suchość skóry zwiększają opór; sucha, dobrze zrogowaciała, nienaruszona skóra ma średnią wartość oporu 20 000-30 000 Ohm/cm2. W przypadku zrogowaciałej dłoni lub stopy opór może osiągnąć 2-3 miliony Ohm/cm2. W przypadku wilgotnej, cienkiej skóry opór wynosi średnio 500 Ohm/cm2. Opór uszkodzonej skóry (np. skaleczenie, otarcie, nakłucie igłą) lub wilgotnych błon śluzowych (np. usta, odbyt, pochwa) nie może być wyższy niż 200-300 Ohm/cm2. Jeśli rezystancja skóry jest wysoka, może w niej rozproszyć się dużo energii elektrycznej, co powoduje duże oparzenia w punktach wejścia i wyjścia prądu przy minimalnych uszkodzeniach wewnętrznych. Jeśli rezystancja skóry jest niska, oparzenia skóry są mniej rozległe lub nie występują, ale więcej energii elektrycznej może rozproszyć się w narządach wewnętrznych. Tak więc brak oparzeń zewnętrznych nie wyklucza braku urazu elektrycznego, a ciężkość oparzeń zewnętrznych nie determinuje jego ciężkości.

Uszkodzenia tkanek wewnętrznych zależą również od ich oporu, a dodatkowo od gęstości prądu elektrycznego (prądu na jednostkę powierzchni; energia jest bardziej skoncentrowana, gdy ten sam przepływ przechodzi przez mniejszy obszar). Tak więc, jeśli energia elektryczna wchodzi przez ramię (głównie przez tkanki o mniejszym oporze, takie jak mięśnie, naczynia, nerwy), gęstość prądu elektrycznego wzrasta w stawach, ze względu na znaczną część pola przekroju poprzecznego stawu składającą się z tkanek o większym oporze (np. kość, ścięgno), w której zmniejsza się objętość tkanek o mniejszym oporze. Tak więc uszkodzenie tkanek o mniejszym oporze (więzadła, ścięgna) jest bardziej wyraźne w stawach kończyny.

Kierunek prądu (pętli) przepływającego przez ofiarę decyduje, które struktury ciała ulegają uszkodzeniu. Ponieważ prąd przemienny stale i całkowicie zmienia kierunek, powszechnie używane terminy „wejście” i „wyjście” nie są do końca odpowiednie. Terminy „źródło” i „uziemienie” są uważane za najbardziej dokładne. Typowym „źródłem” jest ręka, a następnie głowa. Stopa jest związana z „uziemieniem”. Prąd przepływający przez ścieżkę „ręka-ręka” lub „ręka-stopa” zwykle przechodzi przez serce i może powodować arytmię. Ta ścieżka prądu jest bardziej niebezpieczna niż przepływanie z jednej stopy na drugą. Prąd przepływający przez głowę może uszkodzić centralny układ nerwowy.

Siła pola elektrycznego. Siła pola elektrycznego określa zakres uszkodzenia tkanek. Na przykład, przepuszczanie prądu o napięciu 20 000 woltów (20 kV) przez głowę i całe ciało osoby o wzroście około 2 m tworzy pole elektryczne o natężeniu około 10 kV/m. Podobnie, prąd o napięciu 110 woltów przepływający przez zaledwie 1 cm tkanki (na przykład przez wargę dziecka) tworzy pole elektryczne o natężeniu 11 kV/m; dlatego prąd niskiego napięcia przepływający przez niewielką objętość tkanki może spowodować równie poważne uszkodzenie, jak prąd wysokiego napięcia przepływający przez dużą objętość tkanki. Odwrotnie, jeśli napięcie jest brane pod uwagę przede wszystkim, a nie siła pola elektrycznego, drobne lub nieistotne obrażenia elektryczne można sklasyfikować jako obrażenia wysokonapięciowe. Na przykład, porażenie prądem, którego osoba doznaje, pocierając stopę o dywan zimą, odpowiada napięciu tysięcy woltów.

Patologia porażenia prądem

Narażenie na pola elektryczne niskiego napięcia powoduje natychmiastowe nieprzyjemne uczucie (podobne do wstrząsu), ale rzadko prowadzi do poważnych lub nieodwracalnych uszkodzeń. Narażenie na pola elektryczne wysokiego napięcia może powodować uszkodzenia termiczne lub elektrochemiczne tkanek wewnętrznych, które mogą obejmować hemolizę, koagulację białek, martwicę skrzepową mięśni i innych tkanek, zakrzepicę naczyniową, odwodnienie i pęknięcia mięśni i ścięgien. Narażenie na pola elektryczne wysokiego napięcia może powodować masywny obrzęk, który występuje w wyniku krzepnięcia żylnego, obrzęku mięśni i rozwoju zespołu przedziałowego. Masywny obrzęk może również powodować hipowolemię i niedociśnienie tętnicze. Zniszczenie mięśni może powodować rabdomiolizę i mioglobinurię. Mioglobinuria, hipowolemia i niedociśnienie tętnicze zwiększają ryzyko ostrej niewydolności nerek. Możliwe są również zaburzenia równowagi elektrolitowej. Konsekwencje dysfunkcji narządów nie zawsze korelują z ilością zniszczonej tkanki (na przykład migotanie komór może wystąpić na tle stosunkowo niewielkiego zniszczenia mięśnia sercowego).

Objawy porażenia prądem

Oparzenia mogą być wyraźnie ograniczone na skórze, nawet gdy prąd przenika nieregularnie do głębszych tkanek. Mogą wystąpić poważne mimowolne skurcze mięśni, drgawki, migotanie komór lub zatrzymanie oddechu z powodu uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego lub paraliżu mięśni. Uszkodzenie mózgu lub nerwów obwodowych może powodować różne deficyty neurologiczne. Zatrzymanie akcji serca jest możliwe bez oparzeń w wypadku w łazience [gdy mokra (uziemiona) osoba wejdzie w kontakt z prądem sieciowym 110 V (np. z suszarki do włosów lub radia)].

Małe dzieci, które gryzą lub ssą wydłużone druty, mogą doznać oparzeń ust i warg. Takie oparzenia mogą powodować deformacje kosmetyczne i upośledzać wzrost zębów, szczęki dolnej i górnej. Około 10% takich dzieci doświadcza krwawienia z tętnic policzkowych po oddzieleniu się strupa w 5–10 dniu.

Porażenie prądem elektrycznym może spowodować gwałtowne skurcze mięśni lub upadek (np. z drabiny lub dachu), co może skutkować zwichnięciami (porażenie prądem elektrycznym jest jedną z niewielu przyczyn tylnego zwichnięcia barku), złamaniami kręgosłupa i innych kości, uszkodzeniem narządów wewnętrznych oraz utratą przytomności.

Diagnostyka i leczenie porażenia prądem elektrycznym

Przede wszystkim należy przerwać kontakt ofiary ze źródłem prądu. Najlepiej odłączyć źródło od sieci (przełączyć wyłącznik lub wyciągnąć wtyczkę z sieci). Jeśli nie można szybko wyłączyć prądu, ofiarę należy odciągnąć od źródła prądu. Przy prądzie o niskim napięciu ratownicy muszą najpierw dobrze się odizolować, a następnie, używając dowolnego materiału izolacyjnego (np. tkaniny, suchego patyka, gumy, skórzanego paska), odepchnąć ofiarę od prądu poprzez uderzenie lub pociągnięcie.

Uwaga: Jeśli linia może być pod wysokim napięciem, nie próbuj uwolnić ofiary, dopóki linia nie zostanie odłączona od napięcia. Rozróżnienie linii wysokiego napięcia od linii niskiego napięcia nie zawsze jest łatwe, szczególnie na zewnątrz.

Ofiara uwolniona od prądu jest badana pod kątem oznak zatrzymania akcji serca i/lub oddechu. Następnie rozpoczyna się leczenie wstrząsu, który może być wynikiem urazu lub rozległych oparzeń. Po zakończeniu wstępnej resuscytacji pacjent jest badany w całości (od stóp do głów).

U pacjentów bezobjawowych, w przypadku braku ciąży, współistniejącej choroby serca oraz krótkotrwałego narażenia na prąd w domowej instalacji elektrycznej, w większości przypadków nie stwierdza się istotnych uszkodzeń wewnętrznych ani zewnętrznych i pacjentów można odesłać do domu.

U innych pacjentów konieczne jest określenie zasadności wykonania EKG, morfologii krwi, oznaczenia stężenia enzymów mięśnia sercowego, ogólnej analizy moczu (w szczególności w celu wykrycia mioglobinurii). Przez 6-12 godzin wykonuje się monitorowanie pracy serca u pacjentów z arytmią, bólem w klatce piersiowej, innymi objawami klinicznymi wskazującymi na możliwe zaburzenia serca; a także, ewentualnie, u kobiet w ciąży i pacjentów z historią kardiologiczną. W przypadku zaburzeń świadomości wykonuje się TK lub MRI.

Ból spowodowany oparzeniem elektrycznym leczy się dożylnymi opioidowymi lekami przeciwbólowymi, ostrożnie dobierając dawkę. W mioglobinurii alkalizacja moczu i utrzymanie odpowiedniej diurezy (około 100 ml/h u dorosłych i 1,5 ml/kg na godzinę u dzieci) zmniejsza ryzyko niewydolności nerek. Standardowe wzory objętościowego uzupełniania płynów oparte na obszarze oparzenia niedoszacowują niedoboru płynów w oparzeniach elektrycznych, co sprawia, że ich stosowanie jest niewłaściwe. Chirurgiczne oczyszczenie dużej objętości uszkodzonej tkanki mięśniowej może zmniejszyć ryzyko niewydolności nerek spowodowanej mioglobinurią.

Odpowiednia profilaktyka przeciwtężcowa i leczenie ran poparzeniowych są niezbędne. Wszyscy pacjenci z poważnymi oparzeniami elektrycznymi powinni zostać skierowani na specjalistyczny oddział leczenia oparzeń. Dzieci z oparzeniami warg powinny zostać zbadane przez stomatologa dziecięcego lub chirurga szczękowego doświadczonego w leczeniu takich urazów.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Zapobieganie porażeniom prądem elektrycznym

Urządzenia elektryczne, które mogą mieć kontakt z ciałem, muszą być izolowane, uziemione i podłączone do sieci wyposażonej w specjalne urządzenia do natychmiastowego odłączania urządzenia elektrycznego od źródła zasilania. Stosowanie przełączników, które odłączają obwód, gdy prąd upływa zaledwie o 5 mA, jest najskuteczniejsze w zapobieganiu porażeniom prądem i obrażeniom elektrycznym, dlatego muszą być stosowane w praktyce.