Elektrische schok

Een elektrische schok door kunstmatige bronnen treedt op als gevolg van de passage ervan door het menselijk lichaam. Symptomen kunnen zijn: brandwonden, schade aan inwendige organen en weke delen, hartritmestoornissen en ademhalingsstilstand. De diagnose wordt gesteld op basis van klinische criteria en laboratoriumgegevens. De behandeling van een elektrische schok is ondersteunend en agressief - bij ernstig letsel.

Hoewel elektrische ongelukken in huis (zoals het aanraken van stopcontacten of een schok van een klein apparaat) zelden resulteren in ernstig letsel of ernstige gevolgen, vinden er in de Verenigde Staten jaarlijks ongeveer 400 ongelukken met hoogspanning plaats met dodelijke afloop.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Pathofysiologie van elektrisch letsel

Traditioneel gezien hangt de ernst van elektrisch letsel af van zes Kovenhoven-factoren:

• soort stroom (gelijk- of wisselstroom);
• spanning en vermogen (beide grootheden beschrijven de stroomsterkte);
• duur van de blootstelling (hoe langer het contact, hoe ernstiger de schade);
• lichaamsweerstand en stroomrichting (afhankelijk van het type beschadigd weefsel).

Het lijkt erop dat het elektrische veldvoltage een nauwkeurigere voorspeller is van de ernst van het letsel.

Cowenhoven-factoren. Wisselstroom (AC) verandert vaak van richting. Dit is het type stroom dat doorgaans stopcontacten in de Verenigde Staten en Europa van stroom voorziet. Gelijkstroom (DC) stroomt continu in dezelfde richting. Dit is de stroom die door batterijen wordt geproduceerd. Defibrillatoren en cardioverters leveren doorgaans gelijkstroom. Het effect van wisselstroom op het lichaam hangt grotendeels af van de frequentie. Laagfrequente wisselstroom (50-60 Hz) wordt gebruikt in huishoudelijke stopcontacten in de Verenigde Staten (60 Hz) en Europa (50 Hz). Het kan gevaarlijker zijn dan hoogfrequente wisselstroom en 3-5 keer gevaarlijker dan gelijkstroom met dezelfde spanning en stroomsterkte. Laagfrequente wisselstroom veroorzaakt langdurige spiercontractie (tetanie), waardoor de hand aan de stroombron kan vastvriezen, waardoor de elektrische effecten langer aanhouden. Gelijkstroom (DC) veroorzaakt meestal een enkele convulsieve spiercontractie, waardoor het slachtoffer meestal van de stroombron wordt weggeworpen.

Over het algemeen geldt voor zowel wissel- als gelijkstroom: hoe hoger de spanning (V) en de stroomsterkte, hoe groter het elektrische letsel dat optreedt (gedurende dezelfde blootstellingsduur). De stroomsterkte in huishoudens in de Verenigde Staten varieert van 110 V (een standaard stopcontact) tot 220 V (een groot apparaat zoals een droger). Hoogspanning (>500 V) veroorzaakt doorgaans diepe brandwonden, terwijl laagspanning (110-220 V) doorgaans spierkrampen of tetanie veroorzaakt, waardoor het slachtoffer aan de stroombron vastvriest. De drempelwaarde voor het waarnemen van gelijkstroom in de hand ligt bij ongeveer 5-10 mA; voor wisselstroom van 60 Hz ligt de drempelwaarde gemiddeld bij 1-10 mA. De maximale stroomsterkte die niet alleen de flexoren van de hand kan laten samentrekken, maar ook de hand de stroombron kan laten loslaten, wordt de "loslaatstroom" genoemd. De grootte van de loslaatstroom varieert afhankelijk van het lichaamsgewicht en de spiermassa. Voor een gemiddeld persoon met een gewicht van 70 kg bedraagt de afschakelstroom ongeveer 75 mA bij gelijkstroom en ongeveer 15 mA bij wisselstroom.

Laagspanningswisselstroom van 60 Hz die gedurende één seconde door de borstkas wordt geleid, kan ventrikelfibrilleren veroorzaken bij stroomsterktes van slechts 60-100 mA; voor gelijkstroom is ongeveer 300-500 mA nodig. Als de stroom rechtstreeks op het hart wordt toegepast (bijvoorbeeld via een hartkatheter of pacemakerelektroden), kunnen stroomsterktes <1 mA (wissel- of gelijkstroom) ventrikelfibrilleren veroorzaken.

De hoeveelheid verspreide thermische energie van hoge temperatuur is gelijk aan de stroomsterkte en weerstandstijd. Dus, bij elke stroomsterkte en duur van blootstelling, kan zelfs het meest resistente weefsel beschadigd raken. De elektrische weerstand van weefsel, gemeten in Ohm/cm2, wordt voornamelijk bepaald door de weerstand van de huid. De dikte en droogheid van de huid verhogen de weerstand; droge, goed verhoornde, intacte huid heeft een gemiddelde weerstandswaarde van 20.000-30.000 Ohm/cm2. Voor een eeltpalm of voet kan de weerstand oplopen tot 2-3 miljoen Ohm/cm2. Voor vochtige, dunne huid is de weerstand gemiddeld 500 Ohm/cm2. De weerstand van beschadigde huid (bijv. een snijwond, schaafwond, naaldprik) of vochtige slijmvliezen (bijv. mond, rectum, vagina) mag niet hoger zijn dan 200-300 Ohm/cm2. Als de huidweerstand hoog is, kan er veel elektrische energie in worden afgevoerd, wat resulteert in grote brandwonden bij de in- en uitgang van de stroom met minimale interne schade. Als de huidweerstand laag is, zijn de huidverbrandingen minder uitgebreid of afwezig, maar kan er meer elektrische energie worden afgevoerd naar de inwendige organen. De afwezigheid van uitwendige brandwonden sluit dus de afwezigheid van elektrisch trauma niet uit, en de ernst van uitwendige brandwonden is niet bepalend voor de ernst ervan.

Schade aan inwendige weefsels hangt ook af van hun weerstand en bovendien van de dichtheid van de elektrische stroom (stroom per oppervlakte-eenheid; energie is geconcentreerder wanneer dezelfde stroom door een kleiner oppervlak stroomt). Dus als elektrische energie via de arm binnenkomt (voornamelijk via weefsel met een lagere weerstand, zoals spieren, bloedvaten, zenuwen), neemt de dichtheid van de elektrische stroom in de gewrichten toe, omdat een aanzienlijk deel van de dwarsdoorsnede van het gewricht bestaat uit weefsel met een hogere weerstand (bijv. bot, pees), waarbij het volume van weefsel met een lagere weerstand afneemt. Schade aan weefsel met een lagere weerstand (banden, pezen) is dus duidelijker in de gewrichten van de ledemaat.

De richting van de stroom (lus) die door het slachtoffer gaat, bepaalt welke lichaamsstructuren beschadigd raken. Omdat wisselstroom continu en volledig van richting verandert, zijn de veelgebruikte termen "input" en "output" niet helemaal toepasselijk. De termen "source" en "ground" worden als het meest accuraat beschouwd. Een typische "source" is de hand, gevolgd door het hoofd. De voet is gerelateerd aan "ground". Stroom die door het "hand-naar-hand" of "hand-naar-voet" pad gaat, loopt meestal door het hart en kan hartritmestoornissen veroorzaken. Dit stroompad is gevaarlijker dan stroom die van de ene voet naar de andere gaat. Stroom die door het hoofd gaat, kan het centrale zenuwstelsel beschadigen.

Elektrische veldsterkte. De elektrische veldsterkte bepaalt de mate van weefselschade. Bijvoorbeeld, een stroom van 20.000 volt (20 kV) door het hoofd en het hele lichaam van een persoon van ongeveer 2 meter lang creëert een elektrisch veld van ongeveer 10 kV/m. Evenzo creëert een stroom van 110 volt die door slechts 1 cm weefsel gaat (bijvoorbeeld door de lip van een baby) een elektrisch veld van 11 kV/m; dit is de reden waarom een laagspanningsstroom die door een klein weefselvolume gaat, net zo ernstige schade kan veroorzaken als een hoogspanningsstroom die door een groot weefselvolume gaat. Omgekeerd, als spanning primair wordt beschouwd in plaats van de sterkte van het elektrische veld, kunnen lichte of onbeduidende elektrische verwondingen worden geclassificeerd als hoogspanningsletsels. Bijvoorbeeld, de elektrische schok die iemand krijgt door zijn voet in de winter over een tapijt te wrijven, komt overeen met een spanning van duizenden volt.

Pathologie van elektrische schok

Blootstelling aan laagspanningsvelden veroorzaakt een onmiddellijk onaangenaam gevoel (vergelijkbaar met een schok), maar resulteert zelden in ernstige of onherstelbare schade. Blootstelling aan hoogspanningsvelden kan thermische of elektrochemische schade aan inwendige weefsels veroorzaken, waaronder hemolyse, eiwitcoagulatie, coagulatieve necrose van spieren en ander weefsel, vasculaire trombose, uitdroging en rupturen van spieren en pezen. Blootstelling aan hoogspanningsvelden kan leiden tot massaal oedeem, dat optreedt als gevolg van veneuze coagulatie, spieroedeem en de ontwikkeling van compartimentsyndroom. Massaal oedeem kan ook hypovolemie en arteriële hypotensie veroorzaken. Spiervernietiging kan rhabdomyolyse en myoglobinurie veroorzaken. Myoglobinurie, hypovolemie en arteriële hypotensie verhogen het risico op acuut nierfalen. Elektrolytstoornissen zijn ook mogelijk. De gevolgen van orgaanstoornissen correleren niet altijd met de hoeveelheid weefsel die vernietigd wordt (zo kan bijvoorbeeld ventrikelfibrilleren optreden tegen de achtergrond van een relatief kleine vernietiging van de hartspier).

Symptomen van een elektrische schok

Brandwonden kunnen scherp begrensd zijn op de huid, zelfs wanneer de stroom onregelmatig in dieper weefsel doordringt. Ernstige onwillekeurige spiercontracties, epileptische aanvallen, ventrikelfibrilleren of ademhalingsstilstand kunnen optreden als gevolg van schade aan het centrale zenuwstelsel of spierverlamming. Schade aan de hersenen of perifere zenuwen kan verschillende neurologische uitvalsverschijnselen veroorzaken. Een hartstilstand is mogelijk zonder brandwonden bij een ongelukje in de badkamer [wanneer een natte (geaarde) persoon in contact komt met een 110V-netspanning (bijvoorbeeld van een föhn of radio)].

Kleine kinderen die op langwerpige draden bijten of zuigen, kunnen brandwonden aan de mond en lippen oplopen. Deze brandwonden kunnen cosmetische afwijkingen veroorzaken en de groei van tanden, onder- en bovenkaak belemmeren. Ongeveer 10% van deze kinderen krijgt last van bloedingen uit de buccale arteriën nadat de korst loslaat op de 5e tot 10e dag.

Een elektrische schok kan heftige spiersamentrekkingen of een val (bijvoorbeeld van een ladder of dak) veroorzaken, wat kan leiden tot ontwrichtingen (een elektrische schok is een van de weinige oorzaken van een ontwrichting van de achterste schouder), breuken in de wervelkolom en andere botten, schade aan inwendige organen en bewusteloosheid.

Diagnose en behandeling van elektrische schokken

Allereerst moet het contact van het slachtoffer met de stroombron worden verbroken. Het is het beste om de bron los te koppelen van het netwerk (de schakelaar omzetten of de stekker uit het stopcontact trekken). Als het niet mogelijk is om de stroom snel uit te schakelen, moet het slachtoffer van de stroombron worden weggetrokken. Bij laagspanning moeten hulpverleners zich eerst goed isoleren en vervolgens, met behulp van isolerend materiaal (bijvoorbeeld stof, een droge stok, rubber, een leren riem), het slachtoffer van de stroombron wegduwen door te slaan of te trekken.

Let op: Als de lijn mogelijk onder hoogspanning staat, probeer het slachtoffer dan niet te bevrijden voordat de lijn spanningsloos is. Het is niet altijd gemakkelijk om hoogspannings- van laagspanningslijnen te onderscheiden, vooral buitenshuis.

Het slachtoffer, bevrijd van de stroom, wordt onderzocht op tekenen van een hartstilstand en/of ademhalingsstilstand. Vervolgens wordt de behandeling gestart voor shock, die kan optreden als gevolg van trauma of ernstige brandwonden. Nadat de eerste reanimatie is voltooid, wordt de patiënt volledig onderzocht (van top tot teen).

Bij patiënten zonder symptomen, bij afwezigheid van zwangerschap, bijkomende hartaandoeningen en bij kortdurende blootstelling aan stroom in het huishouden, is er in de meeste gevallen geen sprake van noemenswaardige interne of externe schade en kunnen zij naar huis worden gestuurd.

Bij andere patiënten is het noodzakelijk om de geschiktheid te bepalen van een ECG, CBC, bepaling van de concentratie hartspierenzymen en algemene urineanalyse (met name om myoglobinurie op te sporen). Gedurende 6-12 uur wordt hartbewaking uitgevoerd bij patiënten met aritmieën, pijn op de borst en andere klinische verschijnselen die wijzen op mogelijke hartaandoeningen; en mogelijk ook bij zwangere vrouwen en patiënten met een hartaandoening in de voorgeschiedenis. Bij bewustzijnsverlies wordt een CT-scan of MRI-scan uitgevoerd.

Pijn door een elektrische brandwond wordt behandeld met intraveneuze opioïde analgetica, waarbij de dosis voorzichtig wordt getitreerd. Bij myoglobinurie verminderen alkalinisatie van de urine en het handhaven van voldoende diurese (ongeveer 100 ml/u bij volwassenen en 1,5 ml/kg per uur bij kinderen) het risico op nierfalen. Standaardformules voor volumetrische vloeistofvervanging, gebaseerd op het brandwondgebied, onderschatten het vochttekort bij elektrische brandwonden, waardoor het gebruik ervan ongepast is. Chirurgisch debridement van een grote hoeveelheid beschadigd spierweefsel kan het risico op nierfalen als gevolg van myoglobinurie verminderen.

Adequate tetanusprofylaxe en brandwondverzorging zijn essentieel. Alle patiënten met ernstige elektrische brandwonden dienen te worden doorverwezen naar een gespecialiseerde brandwondenafdeling. Kinderen met lipverbranding dienen te worden onderzocht door een kindertandarts of kaakchirurg met ervaring in de behandeling van dergelijke verwondingen.

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

Voorkomen van elektrische schokken

Elektrische apparaten die in contact kunnen komen met het lichaam, moeten geïsoleerd, geaard en aangesloten zijn op een netwerk met speciale voorzieningen om het elektrische apparaat direct van de stroombron los te koppelen. Het gebruik van schakelaars die het circuit uitschakelen wanneer er slechts 5 mA lekstroom is, is het meest effectief in het voorkomen van elektrische schokken en elektrisch letsel, en daarom moeten ze in de praktijk worden gebruikt.