Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции

в 22:46, , рубрики: аудиогаджеты, Блог компании Pult.ru, зарядное, зарядное устройство, звук, здоровье, Здоровье гика, Научно-популярное, наушники, периферия, смартфон, смартфон убийца, смерть, физика, электрический ток, электротрвма

В комментариях к нашей статье о смерти малайзийского школьника в наушниках мы обещали сделать пост об электротравмах, а также об особенностях патогенного влияния электрического тока на органы и ткани человеческого тела. Обещали — выполняем.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 1

Пост подготовлен совместно с dlinyj, который выступил в качестве рецензента и консультанта в вопросах физики электричества и охраны труда, а также соавтора раздела “Что убивает ток или напряжение?”. Под катом я подробно описал механизмы получения электротравмы, медицинские последствия, а также проанализировал несколько трагических случаев, связанных с необычными электротравмами. При подготовке материала использован мой собственный медицинский опыт, факты, известные из СМИ, а также доступную в сети литературу и документы (фото поражений, содержащиеся в статье, некоторые читатели могут счесть шокирующими и неприемлемыми).

Что убивает ток или напряжение?

Начнем с этого холиварообразующего вопроса, без которого не обходится, пожалуй, ни один популярный пост об электротравме. Без долгих рассуждений напишу — основным поражающим фактором является ток, убивает именно он. Как мы все знаем из школьного курса физики, ток=напряжение/сопротивление. Полагаю, что корректно говорить о том, что напряжение (разность потенциалов) является условием поражения, но само по себе не наносит повреждений.

Например, напряжение статических разрядов в момент снятия шерстяного свитера достигает нескольких киловольт, при этом они не наносят никаких существенных повреждений, так как ток мизерный. Поэтому в таких случаях напряжение сравнивают с высотой, которая сама по себе не приводит к смерти и не может являться её причиной, в отличие от самого факта падения, при котором высота становится значимым условием для наступления смерти.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 2

Следует вспомнить, что такое электрический ток. Как следует из русского названия, ток — течение, то есть протекание заряженных частиц. Какое их количество протекает за единицу времени через единицу сечения проводника. Чем больше количество частиц, тем больше ток. Именно течение частиц и является причиной поражения человека. Величина тока, которая может пройти через человека, определяется приложенным напряжением, внутренним сопротивлением источника тока и сопротивлением тела человека.

Как правило, источники тока (и напряжения) имеют выходной ток на несколько порядков превышающий смертельный для человека, и в таком случае определяющим фактором величины тока оказывается сопротивление тела человека и величина приложенного напряжения. Сопротивление тела человека зависит от индивидуальных особенностей человека и его физического состояния. Например, потный человек имеет очень низкое удельное сопротивление, и были случаи, когда человека убивало напряжение на контактах обычного аккумулятора. dlinyj

Электротравма по нормам ВОЗ, процессы в тканях и тяжесть поражения?

Сегодня в различной литературе можно встретить массу классификаций и определений поражения человека электрическим током — они все интересны, но вносят много путаницы. По моему мнению, следует придерживаться общепринятого определения, которое принято в ВОЗ.

Так, согласно нормам ВОЗ, поражение током принято называть электротравмой (никаких ударов и иных видов поражения отдельно не выделяют). Согласно ВОЗовских норм, любая травма — есть физическое повреждение органов и тканей, возникшее под воздействием того или иного вида энергии. Поэтому электротравма — любые повреждения (нарушения деятельности), вызванные воздействием тока, сиречь электрической энергии.

Типы воздействия тока
Выделяют три типа воздействия электрического тока на организм, которые подпадают под определение электротравмы:

  • биологическое — раздражение и возбуждение мышечных и нервных волокон, нарушение биоэлектрических процессов;
  • термическое — ожоги и нагрев тканей под действием тока;
  • электролитическое — изменение физико-химического состава и свойств биологических жидкостей (крови, лимфы, ликвора и т.п.).

Электрический ток способен поражать все без исключения ткани и органы. В первую очередь страдают кожа, периферическая и центральная нервная система, мышцы, сухожилия, сердечно-сосудистая система. Несколько реже бьет по костям, суставам, органам ЖКТ, но если бьет, то сильно, почти наверняка.

Тяжесть поражения
Итак, перечислим факторы, от которых зависит тяжесть электротравмы:

  • путь тока, локализация поражения;
  • величины поражающего тока тока (А);
  • род тока (переменный или постоянный);
  • частоты тока (Гц);
  • сопротивление тела (Ом);
  • влажность и температура воздуха (при повышении температуры начинается потоотделение, что снижает сопротивление тела);
  • состояние кожных покровов (наличие ран, кожных заболеваний, пота и т.п.);
  • также при оценке принимается во внимание напряжение, но вопреки устоявшемуся стереотипу, не имеет определяющего значения.

Сопротивление тела
Сопротивление тела, пожалуй, один из важнейших и самых сложных факторов. Оно является переменным и зависит от сложных биохимических и биофизических особенностей, свойств тканей в текущий момент времени, особенностей окружающей среды. Иными словами — это один из факторов, который делает любой прогноз поражения электрическим током (с известной величиной) сравнимым по точности с богословскими трактатами 14 века или предсказаниями Нострадамуса.

В таблице ниже представлены диапазоны сопротивлений тканей нашего организма, из нее легко понять, что значения варьируются в очень широких пределах.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 3

Классификация токов по типу воздействия
Величины поражающего тока условно разделены на 3 диапазона, в зависимости от того, какое преимущественное воздействие ток оказывает. Таким образом, выделяют:

  • ощутимый ток — подразумевает величины, при которых воздействие тока ощущается тактильно;
  • неотпускающий — т.е. диапазон значений, в которых ток вызывает мышечный спазм (если пострадавший схватился за проводник, то не может самостоятельно отпустить его);
  • фибрилляционный — ток, вызывающий фибрилляцию (беспорядочное сокращение) сердечных камер — один из типов остановки сердца.

*Иногда выделяют т.н. “термический ток” — низкий постоянный ток, вызывающий ощущение жжения.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 4

На таблице ниже соотнесены диапазоны значений переменного и постоянного тока и поражения, которые они способны вызвать (приводится, согласно пособию доцента кафедры инженерной экологии и охраны труда Московского энергетического института
С.Г.Новикова).

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 5

Пути тока
Ещё одним важным и часто решающим фактором становится путь тока, который зависит от мест входа и выхода разряда. Наиболее опасными путями считаются те, которые проходят через жизненно важные органы (головной и спинной мозг, сердце, лёгкие, печень, почки). Характерные случаи с электротравмой через наушники, когда путь тока протекает через голову (практически во всех известных инцидентах закончился смертью).

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 6

Если путь тока не проходит через жизненно важные органы, то влияние на них происходит исключительно рефлекторно, а соответственно, опасность для жизненно важных функций значительно меньше. Пути тока через человеческое тело иногда называют петлями. Наиболее опасными из них считаются: «рука-рука» (40% летальных исходов), “голова-ноги" и “голова-рука” (вместе около 20 %),”правая рука — ноги” (20%), «левая рука-ноги» (17%), на прочие смертельные случаи приходится приблизительно 3%.

В представленной ниже таблице указано процентное соотношение поражающего электрического тока, проходящего через сердце, при различных путях тока:

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 7

Немного о механизме повреждения тканей
Согласно Илишевой, после того как ток преодолевает сопротивление кожи, он пронизывает ткани и вызывает электролиз, который, в свою очередь, приводит к нарушению ионного баланса в клеточных образованиях. Быстрое омертвение тканей при электротравме вызывается как раз поляризацией мембран клетки во время электролиза. Происходит следующее:

  • у анода концентрируются ионы с положительным зарядом, среда становится кислой;
  • у катода возникает скопление отрицательно заряженных ионов, что провоцирует щелочную реакцию.

Эти процессы концентрации ионов изменяют состояние клеток и приводят к коагуляционному некрозу в участках с кислой реакцией и колликвационному в участках со щелочной.

При действии тока на нервные волокна отмечаются периневральный отек, некроз (омертвение) нейрональных структур, тромбоз окружающих сосудов. Аналогичные процессы возникают в мышечной ткани. Перед развитием некроза нервная ткань раздражается, а в мышцах возникает тонус и судорожные сокращения, которые в свою очередь приводят к механическим повреждениям (см. далее).

Кожа поражается в основном в местах входа и выхода заряда, термические явления могут вызвать ожоги и вкрапления инородных металлических частиц (см. ниже), а электрохимическое действие тока — изменения цвета кожных покровов (см. метки тока).

Виды поражений электрическим током

Некоторые авторы выделяют три вида электротравм, а именно местные, общие и смешанные. К местным причисляют ожоги, электрические знаки (метки), металлизацию кожи и механические повреждения. Общими называют такие поражения током, при которых выражена общая симптоматика, в виде поражения центральной нервной и сердечно-сосудистой системы. Смешанные имеют признаки как местной, так и общей.

На самом деле, такое разделение очень условно. Чаще всего возникают смешанные электротравмы. Их процент значительно выше чем 50% заявленных в некоторых пособиях по охране труда, которые очевидно писали люди не имевшие дела с электротравмами на практике. За 9 лет в медицине катастроф мне довелось сталкиваться только со смешанным типом. Полагаю, что так случается в силу того, что удар током, способный вызвать местное повреждение, наверняка, вместе с ним приведет к развитию общей симптоматики. Поэтому, полагаю, правильнее говорить о местных и общих проявлениях электротравмы, но не о местных и общих электротравмах.

Электроожоги
Среди местных проявлений более распространены т.н. электрические ожоги, которые делят на контактные и дуговые. Я пишу “т.н.”, в силу того, что ожог вызывается высокой температурой проводника или пламени электрической дуги, т.е. по факту он термический, но отягощен другими поражающими факторами электротравмы.

Контактные развиваются при непосредственном соприкосновении кожи с поверхностью проводника, где за счет высокой плотности тока и сопротивления кожи локально повышается температура. Для них характерна сравнительно небольшая площадь поражения (как правило, 1% кожи и менее) с различной глубиной поражения и тяжестью состояния.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 8

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 9
Контактные электроожоги

Дуговые, зачастую тяжелее, нередко сопровождаются обширными 50 % и более, и глубокими (до 4 степени) поражениями. Это связано с более высокой температурой, а также, зачастую, с более высокой площадью поражения. Дуговые ожоги чаще вызывают ожоговый шок и ожоговую болезнь. В случаях с электротравмой от гаджетов и бытовых приборов — дуговые ожоги — штука не столь брутальная, так как дуга, зачастую, небольшая, а соответственно, и площадь поражения меньше.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 10

Дуговые электроожоги

Метки тока
Метки (они же знаки) представляют собой серые или желтоватые пятна овальной формы с небольшим углублением в центре. Знаки могут появиться сразу или со временем, описаны случаи, когда они бесследно исчезали. Этот признак часто встречается при тяжелой общей симптоматике в местах входа и выхода заряда. Не требует специальной помощи, но может быть использован как ценный диагностический признак.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 11

Метки тока на ладони

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 12

Метки тока после удара молнией

Металлизация
Металлизация представляет собой внутридермальное (находящееся в толще кожи) проникновение небольших частиц металла, которые расплавились под действием электродуги. Металл нагретый дугой, повреждая верхние слои кожи, быстро остывает, передавая тепло очень теплоемкой коже и застывает в термокоагулированной ожоговой поверхности (в струпе).

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 13

металлизация

При незначительных, неглубоких (до росткового слоя кожи) поражениях кожи металлизация может исчезнуть бесследно, равно как и связанные с ней болевые ощущения, но чаще эти поражения более глубокие и оставляют рубцы.

Поражения глаз
Особенно опасна металлизация роговицы глаза. Такое поражение приводит к временной, нуждающейся в длительном лечении, а иногда и неизлечимой слепоте. Из местных офтальмологических проявлений можно также выделить помутнение хрусталика (катаракту), которая иногда возникает при прохождении разряда через голову.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 14

Парная звездчатая катаракта после электротравмы

Переломы и другие механические повреждения
Что интересно, электротравма может приводить к тяжелым механическим повреждениям, например, вывихам, разрывам связок, переломам, а также вызывать кровотечения из поврежденных сосудов. Основной причиной таких повреждений считаются судороги, развившиеся в результате раздражающего воздействия тока.

Так, у малазийского школьника, о котором мы писали, возникло кровотечение в местах контакта кожи с наушниками.

Ликбез по электротравмам: от ожогов и катаракты до переломов и фибрилляции - 15

Кровотечение из уха, после электротравмы через наушники

В 2017-м году в Первоуральске был зафиксирован случай переломов костей предплечья у ребенка в результате полученной электротравмы. К механическим повреждениям вследствие поражения током не принято относить травмы, полученные опосредованно, например, при падении после получения удара током.

Общие проявления
Общее действие тока приводит к нарушению работы жизненно важных органов и систем, ток способен поражать все органы и ткани человека. В зависимости от факторов, описанных выше, эффект может быть совершенно разным по тяжести и выраженности клиники.

Выделяют 4 степени тяжести поражения током:

  • 1-я — судороги при сохраненном сознании;
  • 2-я — судороги с потерей сознания, но без нарушений дыхания и кровообращения;
  • 3-я — судороги в сочетании с потерей сознания, а также нарушениями дыхания (тахипноэ, диспноэ) и (или) сердечной деятельности (аритмия, тахикардия);
  • 4-я — клиническая смерть, как правило, наступившая в результате фибрилляции или поражения дыхательного центра (находится в продолговатом мозге).

*Клиническая смерть — отсутствие дыхания, сердечной деятельности, сознания.
*Фибрилляция — беспорядочное сокращения сердечных камер.

Гаджеты и электротравмы

Повсеместное распространение гаджетов привело к ощутимому росту количества электротравм, полученных в быту. Совершенно естетсвенно, что все они вызваны гаджетами, заряжающимися от сети, и, зачастую, в ситуациях, когда пользователь беспечно пренебрегает правилами электробезопасности. Между подобными случаями есть много общего. Проводя небольшой контент анализ по случаям за последние 8 лет, я обратил внимание, что большинство происходят в развивающихся странах с жарким влажным климатом (Китай, Индия, Малайзия, Бразилия).

В подавляющем большинстве случаев причиной поражения становится гаджет, заряжающийся от низкокачественного зарядного с проблемной гальванической развязкой. В этих странах распространено каркасное домостроение с металлическими опорными конструкциями, к которым при помощи токопроводящих элементов крепятся напольные покрытия. Всего я насчитал 42 случая с такого рода электротравмами. К регионам с жарким климатом, сравнительно низким уровнем жизни и дешевыми каркасными домами относилось 36.

Ниже приведу лишь наиболее известные и громкие инциденты, не скрою, что, делая эту выборку, я старался привести примеры близкие к случаю в Малайзии (наушники+смартфон+зарядка), дабы продемонстрировать не единичность и стопроцентную летальность:

Малазийский инцидент, 2018 г. Подросток, наушники, заряжающийся смартфон.

Бразилия, 2018 г. Случай с девушкой и наушниками (возможно, влияние молнии)

Индия, 2018. Электротравма в наушниках (женщина, 46 лет.

Индия, 2018. Электротравма в наушниках (Тад Сингх, мужчина, 22 года)

Электротравма при отсоединении смартфона от кабеля USB. Случай в интернет кафе города Ухань, Китай — 2016, (подросток, интернет-кафе, смартфон, ПК).

Малайзия 2017. Случай с подключеннным к розетке смартфоном.

Лондон. Удар током от заряжающегося смартфона в ванной (мужчина, 32 года)

Китай. Кома вследствие электротравмы — 2013, заряжающийся смартфон.

Китай, 2017. Девушка -подросток, 14 лет, поврежденный USB-кабель зарядного устройства смартфона.

Еще раз подчеркну, все известные мне случаи с электротравмой через наушники — летальные, что подтверждает опасность петель “голова-конечности”.

Одна из описанных выше ситуаций была зафиксирована на видео в Китае в 2016-м году. Отсоединяя смартфон от ПК, геймер получил смертельный разряд. Меня там особенно поразило поведение окружающих, которые практически не оказывали помощь.

Видео не рекомендуется для просмотра детям и впечатлительным

Во всех случаях, кроме Бразильского (где, вероятно, имел место удар молнии), фигурировало заземление (через ванны, элементы напольных покрытий, заземленный металлический стол).

Так или иначе, все подобные случаи укладываются в существующие представления об электротравмах и подтверждают многое из написанного выше. При подробном анализе, кажущаяся парадоксальность превращается во вполне обыденную историю для ожоговых центров, реанимационных отделений и патологоанатомических бюро.

Итог

Я искренне надеюсь, что представленный ликбез был полезен. Главное, буду признателен, если вы поделитесь своим мнением в комментариях. Возможно, вам доводилось пережить электротравму или её последствия, или вы регулярно сталкиваетесь с этим на работе.

Использован фотоконтент:

steemit.com/comedy/@grow-pro/finding-my-funny-ass-underwater-flooding-and-funny-gifs-w-grow-pro
www.intechopen.com/books/forensic-medicine-from-old-problems-to-new-challenges/epidemiology-and-diagnostic-problems-of-electrical-injury-in-forensic-medicine
cdn.intechweb.org/pdfs/19164.pdf
accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=1763&sectionid=125437574&jumpsectionid=125437642
vpr.sdamgia.ru/problem?id=807
ppt-online.org/44358

Автор: Sound_cULT

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js