Zásah elektrickým proudem

K úrazu elektrickým proudem z umělých zdrojů dochází v důsledku jeho průchodu lidským tělem. Mezi příznaky může patřit popáleniny kůže, poškození vnitřních orgánů a měkkých tkání, srdeční arytmie a zástava dýchání. Diagnóza se stanoví na základě klinických kritérií a laboratorních údajů. Léčba úrazu elektrickým proudem je podpůrná, u těžkých poranění agresivní.

Přestože elektrické nehody v domácnosti (jako je dotyk elektrických zásuvek nebo úraz elektrickým proudem malým spotřebičem) zřídka vedou k závažným zraněním nebo následkům, ve Spojených státech má každý rok přibližně 400 nehod s vysokým napětím za následek smrt.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Patofyziologie elektrického poranění

Tradičně závisí závažnost úrazu elektrickým proudem na šesti Kovenhovenových faktorech:

• druh proudu (stejnosměrný nebo střídavý);
• napětí a výkon (obě veličiny popisují sílu proudu);
• doba expozice (čím delší je kontakt, tím závažnější je poškození);
• odpor těla a směr proudu (v závislosti na typu poškozené tkáně).

Zdá se však, že napětí elektrického pole, novější koncept, je přesnějším prediktorem závažnosti poranění.

Cowenhovenovy faktory. Střídavý proud (AC) často mění směr. Jedná se o typ proudu, který obvykle napájí elektrické zásuvky ve Spojených státech a Evropě. Stejnosměrný proud (DC) proudí nepřetržitě stejným směrem. Jedná se o proud produkovaný bateriemi. Defibrilátory a kardiovertery obvykle dodávají stejnosměrný proud. Účinek střídavého proudu na tělo závisí do značné míry na jeho frekvenci. Nízkofrekvenční střídavý proud (50–60 Hz) se používá v domácích elektrických zásuvkách ve Spojených státech (60 Hz) a Evropě (50 Hz). Může být nebezpečnější než vysokofrekvenční střídavý proud a 3–5krát nebezpečnější než stejnosměrný proud stejného napětí a intenzity proudu. Nízkofrekvenční střídavý proud způsobuje prodlouženou svalovou kontrakci (tetanii), která může přimrazit ruku ke zdroji proudu, a tím prodloužit elektrické účinky. Stejnosměrný proud (DC) obvykle způsobuje jednorázovou křečovitou svalovou kontrakci, která obvykle odhodí postiženého od zdroje proudu.

Obecně platí, že u střídavého i stejnosměrného proudu platí, že čím vyšší je napětí (V) a proud, tím větší je riziko elektrického zranění (při stejné době expozice). Napětí v domácnostech ve Spojených státech se pohybuje od 110 V (standardní elektrická zásuvka) do 220 V (velké spotřebiče, jako je sušička). Vysokonapěťový proud (> 500 V) obvykle způsobuje hluboké popáleniny, zatímco nízkonapěťový proud (110–220 V) obvykle způsobuje svalové křeče neboli tetanii, což způsobuje přimražení oběti ke zdroji proudu. Práh pro vnímání stejnosměrného proudu vstupujícího do ruky je přibližně 5–10 mA; u střídavého proudu o frekvenci 60 Hz je tento práh v průměru 1–10 mA. Maximální proud, který může nejen způsobit kontrakci flexorů ruky, ale také umožnit ruce uvolnit zdroj proudu, se nazývá „uvolňovací proud“. Velikost uvolňovacího proudu se liší v závislosti na tělesné hmotnosti a svalové hmotě. Pro průměrně velkou osobu o hmotnosti 70 kg je uvolňovací proud přibližně 75 mA pro stejnosměrný proud a přibližně 15 mA pro střídavý proud.

Nízkonapěťový střídavý proud o frekvenci 60 Hz procházející hrudníkem po dobu jedné sekundy může vyvolat fibrilaci komor s proudy již od 60 do 100 mA; pro stejnosměrný proud je potřeba přibližně 300–500 mA. Pokud je proud aplikován přímo do srdce (např. přes srdeční katétr nebo elektrody kardiostimulátoru), mohou proudy

Množství rozptýlené tepelné energie vysoké teploty se rovná síle proudu a době odporu. Při jakékoli síle proudu a době expozice tedy může dojít k poškození i té nejodolnější tkáně. Elektrický odpor tkáně, měřený v Ohmech/cm2, je určen především odporem kůže. Tloušťka a suchost kůže zvyšují odpor; suchá, dobře zrohovatělá, neporušená kůže má průměrnou hodnotu odporu 20 000–30 000 Ohmů/cm2. U mozolnaté dlaně nebo chodidla může odpor dosáhnout 2–3 milionů Ohmů/cm2. U vlhké, tenké kůže je odpor v průměru 500 Ohmů/cm2. Odpor poškozené kůže (např. řezná rána, oděrka, vpich jehly) nebo vlhkých sliznic (např. ústa, konečník, pochva) nesmí být vyšší než 200–300 Ohmů/cm2. Pokud je odpor kůže vysoký, může se v ní rozptýlit velké množství elektrické energie, což má za následek velké popáleniny v místě vstupu a výstupu proudu s minimálním vnitřním poškozením. Pokud je odpor kůže nízký, popáleniny kůže jsou méně rozsáhlé nebo vůbec žádné, ale ve vnitřních orgánech se může rozptýlit více elektrické energie. Absence vnějších popálenin tedy nevylučuje absenci elektrického traumatu a závažnost vnějších popálenin neurčuje jejich závažnost.

Poškození vnitřních tkání závisí také na jejich odporu a navíc na hustotě elektrického proudu (proud na jednotku plochy; energie je koncentrovanější, když stejný tok prochází menší plochou). Pokud tedy elektrická energie vstupuje přes paži (primárně přes tkáně s nižším odporem, jako jsou svaly, cévy, nervy), hustota elektrického proudu se v kloubech zvyšuje, a to v důsledku významného podílu plochy průřezu kloubu tvořeného tkáněmi s vyšším odporem (např. kost, šlacha), ve kterých je objem tkání s nižším odporem snížen. Poškození tkání s nižším odporem (vazy, šlachy) je tedy výraznější v kloubech končetiny.

Směr proudu (smyčky) procházejícího obětí určuje, které tělesné struktury jsou poškozeny. Protože střídavý proud neustále a úplně mění směr, běžně používané termíny „vstup“ a „výstup“ nejsou zcela vhodné. Za nejpřesnější se považují termíny „zdroj“ a „uzemnění“. Typickým „zdrojem“ je ruka, následovaná hlavou. Noha souvisí s „uzemněním“. Proud procházející cestou „z ruky do ruky“ nebo „z ruky do nohy“ obvykle prochází srdcem a může způsobit arytmii. Tato cesta proudu je nebezpečnější než přechod z jedné nohy na druhou. Proud procházející hlavou může poškodit centrální nervový systém.

Intenzita elektrického pole. Intenzita elektrického pole určuje rozsah poškození tkáně. Například průchod proudu o síle 20 000 voltů (20 kV) hlavou a celým tělem osoby vysoké asi 2 m vytváří elektrické pole o síle přibližně 10 kV/m. Podobně proud o síle 110 voltů procházející pouhým 1 cm tkáně (například retem dítěte) vytváří elektrické pole o síle 11 kV/m; proto může proud nízkého napětí procházející malým objemem tkáně způsobit stejně vážné poškození jako proud vysokého napětí procházející velkým objemem tkáně. Naopak, pokud se primárně bere v úvahu napětí, nikoli síla elektrického pole, lze drobná nebo nevýznamná zranění elektrickým proudem klasifikovat jako zranění vysokým napětím. Například elektrický šok, který člověk utrpí třením nohy o koberec v zimě, odpovídá napětí tisíců voltů.

Patologie úrazu elektrickým proudem

Vystavení nízkonapěťovým elektrickým polím způsobuje okamžitý nepříjemný pocit (podobný šoku), ale zřídka vede k vážnému nebo nevratnému poškození. Vystavení vysokonapěťovým elektrickým polím může způsobit tepelné nebo elektrochemické poškození vnitřních tkání, které může zahrnovat hemolýzu, koagulaci bílkovin, koagulační nekrózu svalových a dalších tkání, cévní trombózu, dehydrataci a ruptury svalů a šlach. Vystavení vysokonapěťovým elektrickým polím může vést k masivnímu edému, který vzniká v důsledku žilní koagulace, svalovému edému a rozvoji kompartmentového syndromu. Masivní edém může také způsobit hypovolemii a arteriální hypotenzi. Destrukce svalů může způsobit rabdomyolýzu a myoglobinurii. Myoglobinurie, hypovolemie a arteriální hypotenze zvyšují riziko akutního selhání ledvin. Možné jsou také elektrolytové nerovnováhy. Důsledky orgánové dysfunkce ne vždy korelují s množstvím zničené tkáně (například fibrilace komor se může objevit na pozadí relativně malé destrukce srdečního svalu).

Příznaky úrazu elektrickým proudem

Popáleniny mohou být na kůži ostře ohraničené, a to i v případě, že proud nepravidelně proniká do hlubší tkáně. V důsledku poškození CNS nebo svalové paralýzy může dojít k těžkým mimovolním svalovým kontrakcím, záchvatům, fibrilaci komor nebo zástavě dýchání. Poškození mozku nebo periferních nervů může způsobit různé neurologické deficity. Zástava srdce je možná bez popálenin při nehodě v koupelně [když se mokrá (uzemněná) osoba dostane do kontaktu s proudem ze sítě 110 V (např. z fénu nebo rádia)].

Malé děti, které kousají nebo cucají prodloužené drátky, mohou utrpět popáleniny úst a rtů. Takové popáleniny mohou způsobit kosmetické deformace a narušit růst zubů, dolní a horní čelisti. Přibližně u 10 % těchto dětí dochází ke krvácení z bukálních tepen po oddělení strupu 5.–10. den.

Úraz elektrickým proudem může způsobit prudké svalové kontrakce nebo pády (například ze žebříku nebo střechy), což má za následek vykloubení (úraz elektrickým proudem je jednou z mála příčin zadního vykloubení ramene), zlomeniny páteře a dalších kostí, poškození vnitřních orgánů a ztrátu vědomí.

Diagnostika a léčba úrazu elektrickým proudem

V první řadě je nutné přerušit kontakt postiženého se zdrojem proudu. Nejlepší je zdroj odpojit od sítě (vypnout vypínač nebo vytáhnout zástrčku ze sítě). Pokud není možné proud rychle vypnout, je nutné postiženého od zdroje proudu odtáhnout. U proudu nízkého napětí se záchranáři musí nejprve dobře izolovat a poté pomocí jakéhokoli izolačního materiálu (například látky, suché tyče, gumy, koženého opasku) postiženého úderem nebo tahem odtlačit od proudu.

Pozor: Pokud může být vedení pod vysokým napětím, nepokoušejte se postiženého vyprostit, dokud není vedení odpojeno od napětí. Rozlišení vedení vysokého napětí od vedení nízkého napětí není vždy snadné, zejména venku.

Postižený, zbavený proudu, je vyšetřen na příznaky srdeční a/nebo respirační zástavy. Poté je zahájena léčba šoku, který může být důsledkem traumatu nebo rozsáhlých popálenin. Po dokončení počáteční resuscitace je pacient kompletně vyšetřen (od hlavy až k patě).

U pacientů bez příznaků, bez těhotenství, souběžného srdečního onemocnění a v případech krátkodobé expozice proudu v domácnosti ve většině případů nedochází k významnému vnitřnímu ani vnějšímu poškození a mohou být posláni domů.

U ostatních pacientů je nutné určit vhodnost provedení EKG, kompletní krve (CBC), stanovení koncentrace enzymů srdečního svalu, celkové analýzy moči (zejména k detekci myoglobinurie). Po dobu 6-12 hodin se provádí monitorování srdeční činnosti u pacientů s arytmiemi, bolestmi na hrudi, dalšími klinickými příznaky naznačujícími možné srdeční poruchy; a případně u těhotných žen a pacientů s kardiologickou anamnézou. V případech poruchy vědomí se provádí CT nebo MRI.

Bolest z popálenin elektrickým proudem se léčí intravenózními opioidními analgetiky, přičemž dávku titrujte s opatrností. U myoglobinurie snižuje alkalizace moči a udržování adekvátní diurézy (asi 100 ml/h u dospělých a 1,5 ml/kg za hodinu u dětí) riziko selhání ledvin. Standardní volumetrické vzorce pro náhradu tekutin založené na ploše popáleniny podceňují deficit tekutin u popálenin elektrickým proudem, takže jejich použití je nevhodné. Chirurgické odstranění velkého objemu poškozené svalové tkáně může snížit riziko selhání ledvin v důsledku myoglobinurie.

Adekvátní profylaxe tetanu a péče o popáleninové rány jsou nezbytné. Všichni pacienti s významnými popáleninami elektrickým proudem by měli být odesláni na specializované oddělení pro popáleniny. Děti s popáleninami rtů by měl vyšetřit dětský zubní lékař nebo orální chirurg se zkušenostmi s léčbou takových poranění.

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

Prevence úrazu elektrickým proudem

Elektrická zařízení, která mohou přijít do styku s tělem, musí být izolována, uzemněna a připojena k síti vybavené speciálními zařízeními pro okamžité odpojení elektrického zařízení od zdroje napájení. Použití spínačů, které odpojí obvod při úniku proudu pouhých 5 mA, je nejúčinnější v prevenci úrazu elektrickým proudem a zranění elektrickým proudem, a proto musí být v praxi používány.