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330 - Notfallmedizin/Leitsymptome: Elektrounfall
| Elektro-Physik |
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Um die Vorgangsweise und die Schädigungsmechanismen beim Stromunfall zu verstehen, sind einige physikalische Grundlagen notwendig.
Beim Niedervoltunfall ist vorwiegend das Herz betroffen,
beim Hochspannungsunfall die Verbrennung. Besondere Beachtung verdienen auch
die Begleitverletzungen.
| Organschäden |
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Damit überhaupt Strom fließen kann, muss an zwei verschiedenen Punkten eine unterschiedliche Spannung liegen. Diese Spannungsdifferenz kann zwischen zwei stromführenden Teilen selbst und/oder zwischen Erde, einer Person, einem Tier etc. und einem stromführenden Leiter bestehen. Ohne Spannungsdifferenz kann kein Strom fließen (Vögel sitzen vergnügt auf der Starkstromleitung).
Besteht eine Spannungsdifferenz zwischen Stromleiter und Mensch (zu große Annäherung an einem
herabhängenden Stromleiter),
so kann bei hohen Spannungen der Strom » überspringen « -
es kommt zu einem Lichtbogen.
Dabei beträgt die überbrückbare Distanz in der Luft bis zu 1 cm/1000 Volt was
bedeutet, dass bei einer Hochspannungsleitung mit 380 kV (Kilovolt) ein Lichtbogen bis 4 m möglich ist. Jugendliche
klettern immer wieder über Eisenbahnwaggons (Mutprobe!!) - mit tödlichem Ausgang.
Die Stromstärke (A - Ampere) ist abhängig vom Widerstand und der Spannungsdifferenz. Der hohe Widerstand der Isolatoren bei stromführenden Freileitungen verhindern einen Stromfluss in die Erde (Strom fließt immer entlang des geringsten Widerstandes). Damit überhaupt Strom fließen kann ist eine entsprechende Spannung notwendig (die Steckdose speziell für den Rasierapparat hat eine zu geringe Spannung, als das es für den Menschen gefährlich werden könnte).
Eine Stromstärke < 0,5 mA ist nicht spürbar; bei höheren Stromstärken wird kribbeln wahrgenommen (Reizstrombehandlung in der Medizin). Im Bereich 15 - 25 mA kommt es (bei 220 Volt) bereits zu starken Muskelkontraktionen - die Loslasgrenze wird bereits überschritten (durch Überwiegen der Beugemuskulatur ist ein Loslassen des Stromträgers nicht mehr möglich). Ab 25 mA ist Kammerflimmern möglich, ab 50 - 80 mA Bewusstlosigkeit und Kreislaufstillstand wahrscheinlich.
Existiert ein hoher Widerstand innerhalb einer Spannungsdifferenz (z.B. Luft - hat einen sehr hohen Widerstand), so kann nur wenig Strom fließen. Kleidung und die Haut selbst haben generell einen hohen Widerstand (Widerstand sinkt bei Nässe enorm - Elytlösung). Blutgefäße und Nerven haben einen sehr niedrigen Widerstand. Der Gesamtwiderstand des Körpers beträgt um 1.200 Ohm.
Ohm'sches Gesetz - Dieses Gesetz besagt, dass der Widerstand des Körpers darüber entscheidet, wieviel Strom bei einer vorgegebenen Spannung den Körper durchströmt.
Bei niedrigem Hautwiderstand (Schweiß, keine gut isolierenden Schuhe etc.) fließt wesentlich mehr Strom durch den Organismus als bei trockener Haut und guter Schuhsohle (Elektriker prüfen auf der HOLZ-Leiter stehend mit den Fingern stromführende Leitungen - NICHT empfehlenswert!).
Fließt der Strom nur in eine Richtung, ändert er also die Polarität nicht, dann spricht man von Gleichstrom (z.B. Telefonnetz, Spielzeugeisenbahn etc.). Wechselt der Strom ständig die Richtung bzw. die Polarität, so spricht man von Wechselstrom. Steckdosen im Haushalt führen 220 Volt = Haushaltsstrom.
| Stromarten |
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Maschinen, wie sie in größeren Werkstätten in Verwendung sind (Hobbelmaschine, Sägen etc.) werden mit Drehstrom betrieben. Dieser führt eine höher Spannung (380 Volt). und entspricht 3 um 120° verschobene Wechselströme. Wechsel- und Drehströme haben medizinisch gesehen die gleichen Auswirkungen. Wechselstrom ist für den Organismus aber grundsätzlich gefährlicher als Gleichstrom, da jeder Polaritätswechsel die vulnerable Phase des Herzens treffen kann.
Für den Haushaltsstrom gilt ab etwa 25 mA die Muskelkontraktionen + Atembeschwerden können auftreten. Ab etwa 80 mA muss bereits mit Bewusstlosigkeit + Atemstillstand gerechnet werden.
Dabei ist die Dauer des Stromkontakts beim Wechselstrom von wesentlicher Bedeutung und besonders gefährlich (Elektriker prüfen nur KURZ - Sekundenbruchteile - mit den Fingern stromführende Leitungen), wenn die Durchströmungsdauer des Wechselstrom mehr als 1 Sekunde beträgt. Im Hochspannungsbereich kommt noch bei prolongiertem Kontakt die ausgedehnte thermischen Schädigung hinzu.
Berührt ein Leiterseil einer Hochspannungsleitung den Boden oder kommt es zum Blitzschlag in den Boden, dann wird aufgrund des Ohm'schen Gesetztes im Erdreich ein Spannungspotential aufgebaut (welches mit der Entfernung der Stromquelle abnimmt). Überbrückt jemand mit seinem Schritt dieses Spannungsgefälle, so kommt es zum Stromfluss durch den Körper und somit zum Elektrounfall (kleine Schritte - kleine Spannungsdifferenz - wenig Stromfluss und umgekehrt). In einer Entfernung von etwa 10 m vom stromführenden Seil ist die Schrittspannung vernachlässigbar gering.
Der Spannungstrichter kann somit nur durch ganz kleine Schritte betreten werden (Cave: je näher am stromführenden Seil, umso höher das Spannungspotential - NICHT hüpfen - Sturzgefahr!).
Liegt ein Verunglückter in so einem Spannungstrichter - NICHT betreten!! -
wenn möglich, den Verunglückten mit einer Leine aus dem Gefahrenbereich ziehen ?!
Der hohe Widerstand der Haut bewirkt eine starke Erwärmung und somit eine
thermische Schädigung (= grau-weißliche Hautläsion mit wallartig aufgeworfenen Rand).
Diese sog. Strommarken finden sich an der Ein- und Austrittsstelle des
Stromflusses.
Je kleiner die Ein- und Austrittsstelle, umso ausgeprägter die charakteristische Läsionen.
Bei großflächigem Kontakt mit stromführenden Teilen können
diese STrommarken gänzlich fehlen (z.B. Stromunfall in der Badewanne).
Die Strommarken zeigen immer die Richtung des Stromflusses an!
Bei lange einwirkenden Niederspannungen oder bei Hochspannung
(Lichtbogen erreicht bis 4000°C) kommen Verbrennungen bis zur Verkohlung vor.
Die elektrounspezifische Aktivierung von Beuge- und Streckmuskeln führen zu
unkontrollierten Bewegungen bis zur tetanischen Muskelkontraktion (stromführende Leiter
können nicht mehr losgelassen werden). Man spricht dabei von der
"Loslassgrenze".
Folge der starken Muskelkontraktionen sind
Bänder- und Muskelrupturen bis hin zu Luxation und Knochenbrüchen.
Kommt es zu größeren Muskelnekrosen, werden denaturierte Proteine und Myoglobin frei
mit der Folge von Myoglobinurie und Entwicklung einer Crush-Niere.
Die Knochen erwärmen sich aufgrund des hohen Widerstandes besonders stark und das
anliegende Muskelgewebe verkocht. Das Ausmaß dieser inneren Verbrennungen kann klinisch
bei bestehender Myoglobinurie nur vermutet werden.
Begleitende Gefäßspasmen, Gefäßrupturen und/oder Thrombenbildung durch Koagulation
des Blutes auch fernab vom Stromdurchfluss können die Prognose wesentlich verschlechtern.
Nerven werden aufgrund der guten Leitfähigkeit besonders in Mitleidenschaft gezogen. Bei direkten Stromfluss durch das Gehirn reichen bereits geringe Ströme (200 mA) um zerebrale Krampfanfälle (Elektrokrampftherapie) bis zum Atemstillstand auszulösen. Bei höheren Stromstärken kann es aufgrund intrakranieller Verkochung zur Kalottensprengung kommen.
Sensibilitätsstörungen und neuropathische Missempfindungen können noch nach 6-12 Monaten auftreten, ebenso das meist bilateral auftretende Cateracta electrica nach Verblitzung durch den Lichtbogen.
| Spezielle Kapitel |
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Wechselstrom hat 50 x pro Sekunde die Chance, die vulnerable Phase des Myokards zu treffen und Kammerflimmern auszulösen. Schon ab 25 mA sind evtl. Infarktzeichen im EKG nachweisbar. Vernichtungsschmerz - Atemnot - Todesangst können auftreten und werden mit dem Begriff der "Angina electrica" umschrieben. Erklärt wird dieses Phänomen durch strominduzierte Koronarspasmen. Deutlich höhere Stromstärken >10 Ampere führen schon primär zur Asystolie.
Wird ein Stromunfall überlebt und zeigt sich das erste EKG normal, so ist
in den folgenden Kontroll-EKG's kein pathologischer Befund mehr zu erwarten
- Alles-oder-Nichts-Regel.
Primär pathologische EKG-Befunde normalisieren sich in der Regel nach mehreren Tagen.
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Notfallmedizin/Leitsymptome: Elektrounfall
© 21.10.2001 by Anton Ernst Lafenthaler
mk-elektr