Ураження електричним струмом

Ураження електричним струмом від штучних джерел виникає в результаті його проходження через організм людини. Симптоми можуть включати опіки шкіри, пошкодження внутрішніх органів і м’яких тканин, серцеву аритмію та зупинку дихання. Діагноз встановлюється відповідно до клінічних критеріїв та лабораторних даних. Лікування ураження електричним струмом підтримуюче, агресивне – при тяжких травмах.

Хоча електричні нещасні випадки вдома (такі як дотик до розеток або ураження струмом від невеликого приладу) рідко призводять до серйозних травм або наслідків, приблизно 400 аварій високої напруги призводять до смерті щороку у Сполучених Штатах.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Патофізіологія електричної травми

Традиційно, тяжкість електричної травми залежить від шести факторів Ковенховена:

• вид струму (постійний або змінний);
• напруга та потужність (обидві величини описують силу струму);
• тривалість впливу (чим довше контакт, тим сильніше пошкодження);
• опір тіла та напрямок струму (залежно від типу пошкодженої тканини).

Однак, напруга електричного поля, новіша концепція, видається точнішим предиктором тяжкості травми.

Фактори Ковенховена. Змінний струм (AC) часто змінює напрямок. Це тип струму, який зазвичай живить електричні розетки в Сполучених Штатах та Європі. Постійний струм (DC) тече в одному напрямку безперервно. Це струм, що виробляється батареями. Дефібрилятори та кардіовертери зазвичай подають постійний струм. Вплив змінного струму на організм значною мірою залежить від його частоти. Низькочастотний змінний струм (50-60 Гц) використовується в побутових електричних розетках у Сполучених Штатах (60 Гц) та Європі (50 Гц). Він може бути небезпечнішим, ніж високочастотний змінний струм, і в 3-5 разів небезпечнішим, ніж постійний струм тієї ж напруги та сили струму. Низькочастотний змінний струм викликає тривале скорочення м'язів (тетанію), яке може приморозити руку до джерела струму, тим самим подовжуючи електричні ефекти. Постійний струм (DC) зазвичай викликає одноразове судомне скорочення м'язів, яке зазвичай відкидає потерпілого від джерела струму.

Зазвичай, як для змінного, так і для постійного струму, чим вища напруга (В) і сила струму, тим більша електрична травма, що виникає (за однакову тривалість впливу). Побутовий струм у Сполучених Штатах коливається від 110 В (стандартна електрична розетка) до 220 В (великий прилад, такий як сушарка). Струм високої напруги (>500 В) зазвичай викликає глибокі опіки, тоді як струм низької напруги (110-220 В) зазвичай викликає м'язовий спазм, або тетанію, приморозивши потерпілого до джерела струму. Поріг сприйняття постійного струму, що потрапляє в руку, становить приблизно 5-10 мА; для змінного струму частотою 60 Гц поріг в середньому становить 1-10 мА. Максимальний струм, який може не тільки спричинити скорочення згиначів кисті, але й дозволити руці відпустити джерело струму, називається «струмом відпускання». Величина струму відпускання змінюється залежно від маси тіла та м'язової маси. Для людини середнього зросту та вагою 70 кг струм розблокування становить приблизно 75 мА для постійного струму та приблизно 15 мА для змінного струму.

Низьковольтний змінний струм частотою 60 Гц, що пропускається через грудну клітку протягом однієї секунди, може викликати фібриляцію шлуночків зі струмом до 60-100 мА; для постійного струму потрібно приблизно 300-500 мА. Якщо струм подається безпосередньо до серця (наприклад, через серцевий катетер або електроди кардіостимулятора), струми <1 мА (змінний або постійний) можуть викликати фібриляцію шлуночків.

Кількість розсіяної теплової енергії високої температури дорівнює силі струму та часу опору. Таким чином, при будь-якій силі струму та тривалості впливу навіть найстійкіша тканина може бути пошкоджена. Електричний опір тканини, що вимірюється в Ом/см2, визначається, перш за все, опором шкіри. Товщина та сухість шкіри збільшують опір; суха, добре зроговіла, неушкоджена шкіра має середнє значення опору 20 000-30 000 Ом/см2. Для мозолистої долоні або стопи опір може досягати 2-3 мільйонів Ом/см2. Для вологої, тонкої шкіри опір становить в середньому 500 Ом/см2. Опір пошкодженої шкіри (наприклад, поріз, садно, укол голкою) або вологих слизових оболонок (наприклад, рот, пряма кишка, піхва) може бути не вищим за 200-300 Ом/см2. Якщо опір шкіри високий, у ній може розсіюватися багато електричної енергії, що призводить до великих опіків у точках входу та виходу струму з мінімальними внутрішніми пошкодженнями. Якщо опір шкіри низький, опіки шкіри менш масштабні або відсутні, але у внутрішніх органах може розсіюватися більше електричної енергії. Таким чином, відсутність зовнішніх опіків не виключає відсутності електричної травми, а тяжкість зовнішніх опіків не визначає їх тяжкість.

Пошкодження внутрішніх тканин також залежить від їхнього опору, а також від щільності електричного струму (сила струму на одиницю площі; енергія більш концентрована, коли той самий потік проходить через меншу площу). Таким чином, якщо електрична енергія надходить через руку (перш за все через тканини з меншим опором, такі як м'язи, судини, нерви), щільність електричного струму в суглобах збільшується, що пов'язано зі значною часткою площі поперечного перерізу суглоба, що складається з тканин з більшим опором (наприклад, кістки, сухожилля), в яких об'єм тканин з меншим опором зменшується. Таким чином, пошкодження тканин з меншим опором (зв'язки, сухожилля) більш виражене в суглобах кінцівки.

Напрямок струму (петлі), що проходить через потерпілого, визначає, які структури тіла пошкоджені. Оскільки змінний струм безперервно та повністю змінює напрямок, загальновживані терміни «вхід» та «вихід» не зовсім доречні. Терміни «джерело» та «земля» вважаються найточнішими. Типовим «джерелом» є рука, а потім голова. Ступня пов'язана із «землею». Струм, що проходить шляхом «від руки до руки» або «від руки до ноги», зазвичай проходить через серце та може спричинити аритмію. Цей шлях струму є більш небезпечним, ніж проходження від однієї ноги до іншої. Струм, що проходить через голову, може пошкодити центральну нервову систему.

Напруженість електричного поля. Напруженість електричного поля визначає ступінь пошкодження тканин. Наприклад, пропускання струму напругою 20 000 вольт (20 кВ) через голову та все тіло людини зростом близько 2 м створює електричне поле приблизно 10 кВ/м. Аналогічно, струм напругою 110 вольт, що проходить лише через 1 см тканини (наприклад, через губу дитини), створює електричне поле напругою 11 кВ/м; саме тому струм низької напруги, що проходить через невеликий об'єм тканини, може спричинити такі ж серйозні пошкодження, як і струм високої напруги, що проходить через великий об'єм тканини. І навпаки, якщо враховувати переважно напругу, а не силу електричного поля, незначні електричні травми можна класифікувати як травми від високої напруги. Наприклад, ураження електричним струмом, яке людина отримує від тертя ноги об килим взимку, відповідає напрузі тисяч вольт.

Патологія ураження електричним струмом

Вплив низьковольтних електричних полів викликає негайне неприємне відчуття (подібне до удару струмом), але рідко призводить до серйозних або незворотних пошкоджень. Вплив високовольтних електричних полів може спричинити термічне або електрохімічне пошкодження внутрішніх тканин, що може включати гемоліз, коагуляцію білка, коагуляційний некроз м'язів та інших тканин, тромбоз судин, зневоднення та розриви м'язів і сухожиль. Вплив високовольтних електричних полів може призвести до масивного набряку, який виникає внаслідок венозної коагуляції, набряку м'язів та розвитку компартмент-синдрому. Масивний набряк також може спричинити гіповолемію та артеріальну гіпотензію. Руйнування м'язів може спричинити рабдоміоліз та міоглобінурію. Міоглобінурія, гіповолемія та артеріальна гіпотензія підвищують ризик гострої ниркової недостатності. Також можливі порушення електролітного балансу. Наслідки дисфункції органів не завжди корелюють з кількістю зруйнованої тканини (наприклад, фібриляція шлуночків може виникати на тлі відносно незначного руйнування серцевого м'яза).

Симптоми ураження електричним струмом

Опіки можуть мати чіткі межі на шкірі, навіть коли струм нерівномірно проникає в глибші тканини. Сильні мимовільні скорочення м'язів, судоми, фібриляція шлуночків або зупинка дихання можуть виникнути через пошкодження ЦНС або параліч м'язів. Пошкодження мозку або периферичних нервів може спричинити різні неврологічні дефіцити. Зупинка серця можлива без опіків під час нещасного випадку у ванній кімнаті [коли мокра (заземлена) людина контактує з мережевим струмом 110 В (наприклад, від фена для волосся або радіоприймача)].

Маленькі діти, які кусають або смокчуть подовжені дроти, можуть отримати опіки рота та губ. Такі опіки можуть спричинити косметичні деформації та погіршити ріст зубів, нижньої та верхньої щелеп. Приблизно у 10% таких дітей спостерігається кровотеча з щічних артерій після відшаровування струпа на 5-10-й день.

Ураження електричним струмом може спричинити сильні скорочення м’язів або падіння (наприклад, з драбини чи даху), що призводить до вивихів (ураження електричним струмом є однією з небагатьох причин заднього вивиху плеча), переломів хребта та інших кісток, пошкодження внутрішніх органів та втрати свідомості.

Діагностика та лікування ураження електричним струмом

Перш за все, необхідно перервати контакт потерпілого з джерелом струму. Найкраще відключити джерело від мережі (повернути вимикач або витягнути вилку з мережі). Якщо швидко вимкнути струм неможливо, потерпілого потрібно відтягнути від джерела струму. При низькій напрузі струму рятувальники повинні спочатку добре ізолювати себе, а потім, використовуючи будь-який ізоляційний матеріал (наприклад, тканину, суху палицю, гуму, шкіряний ремінь), відштовхнути потерпілого від струму ударами або потягуванням.

Увага: Якщо лінія може бути під високою напругою, не намагайтеся звільнити потерпілого, доки лінія не буде знеструмлена. Відрізнити високовольтні лінії від низьковольтних не завжди легко, особливо на відкритому повітрі.

Потерпілого, звільненого від струму, оглядають на наявність ознак зупинки серця та/або дихання. Потім розпочинають лікування шоку, який може виникнути внаслідок травми або масивних опіків. Після завершення початкової реанімації пацієнта повністю оглядають (з голови до ніг).

У пацієнтів без симптомів, за відсутності вагітності, супутніх захворювань серця та у випадках короткочасного впливу побутового струму, у більшості випадків немає значних внутрішніх чи зовнішніх пошкоджень, і їх можна відправити додому.

В інших пацієнтів необхідно визначити доцільність проведення ЕКГ, загального аналізу крові, визначення концентрації ферментів серцевого м'яза, загального аналізу сечі (зокрема для виявлення міоглобінурії). Протягом 6-12 годин проводиться кардіомоніторинг у пацієнтів з аритміями, болем у грудях, іншими клінічними ознаками, що вказують на можливі серцеві порушення; а також, можливо, у вагітних жінок та пацієнтів із серцевим анамнезом. У випадках порушення свідомості проводиться КТ або МРТ.

Біль від електричного опіку лікують внутрішньовенними опіоїдними анальгетиками, обережно титруючи дозу. При міоглобінурії підлужування сечі та підтримка адекватного діурезу (близько 100 мл/год у дорослих та 1,5 мл/кг на годину у дітей) знижують ризик ниркової недостатності. Стандартні об'ємні формули заміщення рідини, засновані на площі опіку, недооцінюють дефіцит рідини при електричних опіках, що робить їх використання недоцільним. Хірургічне видалення великого об'єму пошкодженої м'язової тканини може зменшити ризик ниркової недостатності внаслідок міоглобінурії.

Адекватна профілактика правця та догляд за опіковими ранами є надзвичайно важливими. Усіх пацієнтів зі значними електричними опіками слід направляти до спеціалізованого опікового відділення. Дітей з опіками губ повинен обстежити дитячий стоматолог або хірург-челюстно-лицьовий лікар, який має досвід лікування таких травм.

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

Профілактика ураження електричним струмом

Електричні прилади, які можуть контактувати з тілом, повинні бути ізольовані, заземлені та підключені до мережі, оснащеної спеціальними пристроями для миттєвого відключення електроприладу від джерела живлення. Використання вимикачів, які розмикають коло при витоку струму всього на 5 мА, є найбільш ефективним для запобігання ураженню електричним струмом та електротравмам, тому їх необхідно використовувати на практиці.