Úraz elektrickým prúdom

K úrazu elektrickým prúdom z umelých zdrojov dochádza v dôsledku jeho prechodu ľudským telom. Medzi príznaky môžu patriť popáleniny kože, poškodenie vnútorných orgánov a mäkkých tkanív, srdcová arytmia a zástava dýchania. Diagnóza sa stanovuje podľa klinických kritérií a laboratórnych údajov. Liečba úrazu elektrickým prúdom je podporná, pri ťažkých poraneniach - agresívna.

Hoci elektrické nehody v domácnosti (ako napríklad dotyk elektrických zásuviek alebo úraz elektrickým prúdom malým spotrebičom) zriedkavo vedú k vážnym zraneniam alebo následkom, v Spojených štátoch má približne 400 nehôd s vysokým napätím každý rok za následok smrť.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Patofyziológia elektrického poranenia

Tradične závisí závažnosť elektrického poranenia od šiestich Kovenhovenových faktorov:

• druh prúdu (jednosmerný alebo striedavý);
• napätie a výkon (obe veličiny opisujú silu prúdu);
• trvanie expozície (čím dlhší je kontakt, tým závažnejšie je poškodenie);
• odpor tela a smer prúdu (v závislosti od typu poškodeného tkaniva).

Zdá sa však, že napätie elektrického poľa, novší koncept, je presnejším prediktorom závažnosti poranenia.

Cowenhovenove faktory. Striedavý prúd (AC) často mení smer. Toto je typ prúdu, ktorý zvyčajne napája elektrické zásuvky v Spojených štátoch a Európe. Jednosmerný prúd (DC) prúdi nepretržite rovnakým smerom. Toto je prúd produkovaný batériami. Defibrilátory a kardiovertery zvyčajne dodávajú jednosmerný prúd. Účinok striedavého prúdu na telo závisí vo veľkej miere od jeho frekvencie. Nízkofrekvenčný striedavý prúd (50 – 60 Hz) sa používa v domácich elektrických zásuvkách v Spojených štátoch (60 Hz) a Európe (50 Hz). Môže byť nebezpečnejší ako vysokofrekvenčný striedavý prúd a 3 – 5-krát nebezpečnejší ako jednosmerný prúd rovnakého napätia a intenzity prúdu. Nízkofrekvenčný striedavý prúd spôsobuje predĺženú svalovú kontrakciu (tetániu), ktorá môže primraziť ruku k zdroju prúdu, čím sa predlžujú elektrické účinky. Jednosmerný prúd (DC) zvyčajne spôsobuje jednorazovú kŕčovitú svalovú kontrakciu, ktorá zvyčajne odhodí postihnutého od zdroja prúdu.

Vo všeobecnosti platí, že pre striedavý aj jednosmerný prúd platí, že čím vyššie je napätie (V) a prúd, tým väčšie je elektrické poranenie (pri rovnakom trvaní expozície). Domáci prúd v Spojených štátoch sa pohybuje od 110 V (štandardná elektrická zásuvka) do 220 V (veľký spotrebič, ako je sušička). Vysokonapäťový prúd (> 500 V) zvyčajne spôsobuje hlboké popáleniny, zatiaľ čo nízkonapäťový prúd (110 – 220 V) zvyčajne spôsobuje svalový kŕč alebo tetániu, čo spôsobuje primrazenie obete k zdroju prúdu. Prah pre vnímanie jednosmerného prúdu vstupujúceho do ruky je približne 5 – 10 mA; pre striedavý prúd s frekvenciou 60 Hz je prah v priemere 1 – 10 mA. Maximálny prúd, ktorý môže nielen spôsobiť stiahnutie flexorov ruky, ale aj umožniť ruke uvoľniť zdroj prúdu, sa nazýva „uvoľňovací prúd“. Veľkosť uvoľňovacieho prúdu sa líši v závislosti od telesnej hmotnosti a svalovej hmoty. Pre priemerne veľkú osobu s hmotnosťou 70 kg je uvoľňovací prúd približne 75 mA pre jednosmerný prúd a približne 15 mA pre striedavý prúd.

Nízkonapäťový striedavý prúd s frekvenciou 60 Hz prechádzajúci cez hrudník po dobu jednej sekundy môže vyvolať fibriláciu komôr s prúdmi už od 60 – 100 mA; pre jednosmerný prúd je potrebný približne 300 – 500 mA. Ak sa prúd aplikuje priamo do srdca (napr. cez srdcový katéter alebo elektródy kardiostimulátora), prúdy < 1 mA (striedavé alebo jednosmerné) môžu vyvolať fibriláciu komôr.

Množstvo rozptýlenej tepelnej energie pri vysokej teplote sa rovná sile prúdu a času odporu. Pri akejkoľvek sile prúdu a trvaní expozície sa teda môže poškodiť aj to najodolnejšie tkanivo. Elektrický odpor tkaniva, meraný v Ohmoch/cm2, je určený predovšetkým odporom pokožky. Hrúbka a suchosť pokožky zvyšujú odpor; suchá, dobre zrohovatená, neporušená pokožka má priemernú hodnotu odporu 20 000 – 30 000 Ohmov/cm2. Pre mozoľnatú dlaň alebo nohu môže odpor dosiahnuť 2 – 3 milióny Ohmov/cm2. Pre vlhkú, tenkú pokožku je odpor v priemere 500 Ohmov/cm2. Odpor poškodenej pokožky (napr. porezanie, odrenina, vpich ihly) alebo vlhkých slizníc (napr. ústa, konečník, vagína) nesmie byť vyšší ako 200 – 300 Ohmov/cm2. Ak je odpor pokožky vysoký, môže sa v nej rozptýliť veľa elektrickej energie, čo má za následok rozsiahle popáleniny v miestach vstupu a výstupu prúdu s minimálnym vnútorným poškodením. Ak je odpor kože nízky, popáleniny kože sú menej rozsiahle alebo žiadne, ale vo vnútorných orgánoch sa môže rozptýliť viac elektrickej energie. Absencia vonkajších popálenín teda nevylučuje absenciu elektrickej traumy a závažnosť vonkajších popálenín neurčuje ich závažnosť.

Poškodenie vnútorných tkanív závisí aj od ich odporu a navyše od hustoty elektrického prúdu (prúd na jednotku plochy; energia je koncentrovanejšia, keď rovnaký tok prechádza menšou plochou). Ak teda elektrická energia vstupuje cez rameno (primárne cez tkanivá s nižším odporom, ako sú svaly, cievy, nervy), hustota elektrického prúdu v kĺboch sa zvyšuje, a to v dôsledku významného podielu prierezovej plochy kĺbu tvorenej tkanivami s vyšším odporom (napr. kosti, šľachy), v ktorých je objem tkanív s nižším odporom znížený. Poškodenie tkanív s nižším odporom (väzy, šľachy) je teda výraznejšie v kĺboch končatiny.

Smer prúdu (slučky) prechádzajúceho obeťou určuje, ktoré telesné štruktúry sú poškodené. Keďže striedavý prúd neustále a úplne mení smer, bežne používané pojmy „vstup“ a „výstup“ nie sú úplne vhodné. Pojmy „zdroj“ a „uzemnenie“ sa považujú za najpresnejšie. Typickým „zdrojom“ je ruka, nasledovaná hlavou. Noha súvisí s „uzemnením“. Prúd prechádzajúci cestou „z ruky do ruky“ alebo „z ruky do nohy“ zvyčajne prechádza srdcom a môže spôsobiť arytmiu. Táto dráha prúdu je nebezpečnejšia ako prechod z jednej nohy na druhú. Prúd prechádzajúci hlavou môže poškodiť centrálny nervový systém.

Intenzita elektrického poľa. Intenzita elektrického poľa určuje rozsah poškodenia tkaniva. Napríklad prechod prúdu 20 000 voltov (20 kV) cez hlavu a celé telo osoby vysokej približne 2 m vytvára elektrické pole približne 10 kV/m. Podobne prúd 110 voltov prechádzajúci len 1 cm tkaniva (napríklad cez peru dieťaťa) vytvára elektrické pole 11 kV/m; preto môže nízkonapäťový prúd prechádzajúci malým objemom tkaniva spôsobiť rovnako vážne poškodenie ako vysokonapäťový prúd prechádzajúci veľkým objemom tkaniva. Naopak, ak sa primárne berie do úvahy napätie a nie sila elektrického poľa, menšie alebo nevýznamné elektrické poranenia možno klasifikovať ako poranenia spôsobené vysokým napätím. Napríklad elektrický šok, ktorý človek utrpí pri trení nohy o koberec v zime, zodpovedá napätiu tisícov voltov.

Patológia elektrického šoku

Vystavenie nízkonapäťovým elektrickým poliam spôsobuje okamžitý nepríjemný pocit (podobný šoku), ale zriedkavo vedie k vážnemu alebo nezvratnému poškodeniu. Vystavenie vysokonapäťovým elektrickým poliam môže spôsobiť tepelné alebo elektrochemické poškodenie vnútorných tkanív, ktoré môže zahŕňať hemolýzu, koaguláciu bielkovín, koagulačnú nekrózu svalov a iných tkanív, cievnu trombózu, dehydratáciu a ruptúry svalov a šliach. Vystavenie vysokonapäťovým elektrickým poliam môže viesť k masívnemu edému, ktorý vzniká v dôsledku venóznej koagulácie, svalového edému a rozvoja kompartmentového syndrómu. Masívny edém môže tiež spôsobiť hypovolémiu a arteriálnu hypotenziu. Deštrukcia svalov môže spôsobiť rabdomyolýzu a myoglobinúriu. Myoglobinúria, hypovolémia a arteriálna hypotenzia zvyšujú riziko akútneho zlyhania obličiek. Možné sú aj elektrolytické nerovnováhy. Dôsledky dysfunkcie orgánov nie vždy korelujú s množstvom zničeného tkaniva (napríklad fibrilácia komôr sa môže vyskytnúť na pozadí relatívne menšej deštrukcie srdcového svalu).

Príznaky úrazu elektrickým prúdom

Popáleniny môžu byť na koži ostro ohraničené, aj keď prúd preniká nepravidelne do hlbšieho tkaniva. V dôsledku poškodenia CNS alebo paralýzy svalov sa môžu vyskytnúť závažné mimovoľné svalové kontrakcie, záchvaty, fibrilácia komôr alebo zástava dýchania. Poškodenie mozgu alebo periférnych nervov môže spôsobiť rôzne neurologické deficity. Zástava srdca je možná bez popálenín pri nehode v kúpeľni [keď sa mokrá (uzemnená) osoba dostane do kontaktu s elektrickým prúdom 110 V (napr. z fénu alebo rádia)].

Malé deti, ktoré hryzú alebo cmúľajú predĺžené drôty, môžu utrpieť popáleniny úst a pier. Takéto popáleniny môžu spôsobiť kozmetické deformácie a narušiť rast zubov, dolnej a hornej čeľuste. Približne 10 % takýchto detí pociťuje krvácanie z bukálnych tepien po oddelení chrasty na 5. až 10. deň.

Zásah elektrickým prúdom môže spôsobiť prudké svalové sťahy alebo pády (napríklad z rebríka alebo strechy), čo má za následok vykĺbenie (zásah elektrickým prúdom je jednou z mála príčin zadného vykĺbenia ramena), zlomeniny chrbtice a iných kostí, poškodenie vnútorných orgánov a stratu vedomia.

Diagnostika a liečba úrazu elektrickým prúdom

V prvom rade je potrebné prerušiť kontakt obete so zdrojom prúdu. Najlepšie je odpojiť zdroj od siete (vypnúť vypínač alebo vytiahnuť zástrčku zo siete). Ak nie je možné rýchlo vypnúť prúd, obeť treba odtiahnuť od zdroja prúdu. Pri nízkonapäťovom prúde sa záchranári musia najprv dobre izolovať a potom pomocou akéhokoľvek izolačného materiálu (napríklad látky, suchej palice, gumy, koženého opasku) obeť odtlačiť od prúdu údermi alebo ťahaním.

Pozor: Ak môže byť vedenie pod vysokým napätím, nepokúšajte sa obeť vyslobodiť, kým nie je vedenie odpojené od napätia. Rozlíšiť vedenie vysokého napätia od vedenia nízkeho napätia nie je vždy jednoduché, najmä vonku.

Postihnutý, zbavený prúdu, je vyšetrený na príznaky zástavy srdca a/alebo dýchania. Následne sa začne liečba šoku, ktorý môže byť dôsledkom traumy alebo rozsiahlych popálenín. Po ukončení počiatočnej resuscitácie je pacient kompletne vyšetrený (od hlavy po päty).

U pacientov bez príznakov, bez tehotenstva, sprievodného srdcového ochorenia a v prípadoch krátkodobého vystavenia sa domácemu prúdu vo väčšine prípadov nedochádza k významnému vnútornému ani vonkajšiemu poškodeniu a môžu byť poslaní domov.

U ostatných pacientov je potrebné určiť vhodnosť vykonania EKG, kompletnej krvnej analýzy (CBC), stanovenia koncentrácie enzýmov srdcového svalu, celkového rozboru moču (najmä na zistenie myoglobinúrie). Počas 6-12 hodín sa vykonáva monitorovanie srdca u pacientov s arytmiami, bolesťami na hrudníku, inými klinickými príznakmi naznačujúcimi možné srdcové poruchy; a prípadne u tehotných žien a pacientov s kardiologickou anamnézou. V prípadoch poruchy vedomia sa vykonáva CT alebo MRI.

Bolesť z popálenín elektrickým prúdom sa lieči intravenóznymi opioidnými analgetikami, pričom dávka sa titruje opatrne. Pri myoglobinúrii alkalizácia moču a udržiavanie adekvátnej diurézy (približne 100 ml/h u dospelých a 1,5 ml/kg za hodinu u detí) znižuje riziko zlyhania obličiek. Štandardné volumetrické vzorce na doplnenie tekutín založené na ploche popáleniny podceňujú deficit tekutín pri popáleninách elektrickým prúdom, a preto je ich použitie nevhodné. Chirurgické odstránenie veľkého objemu poškodeného svalového tkaniva môže znížiť riziko zlyhania obličiek v dôsledku myoglobinúrie.

Adekvátna profylaxia tetanu a starostlivosť o popáleninové rany sú nevyhnutné. Všetci pacienti so závažnými popáleninami elektrickým prúdom by mali byť odoslaní na špecializovanú jednotku pre popáleniny. Deti s popáleninami pier by mal vyšetriť detský zubár alebo orálny chirurg so skúsenosťami s liečbou takýchto poranení.

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

Prevencia úrazu elektrickým prúdom

Elektrické zariadenia, ktoré môžu prísť do kontaktu s telom, musia byť izolované, uzemnené a pripojené k sieti vybavenej špeciálnymi zariadeniami na okamžité odpojenie elektrického zariadenia od zdroja napájania. Použitie spínačov, ktoré odpoja obvod pri úniku prúdu iba 5 mA, je najúčinnejšie pri prevencii úrazu elektrickým prúdom a úrazu elektrickým prúdom, a preto sa musia v praxi používať.