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病因学

电击伤可能发生在家里、工作场所或户外出现雷电的地方。电击伤分为 1000 V 及以上的高电压和低于 1000 V 的低电压。

家用电通常是交流电 (AC)。在美国、加拿大和加勒比海地区,家用电压通常为 110 V,电频率为 60 Hz,大功率电器的使用电压为 220 V。欧洲和澳大利亚的家用电压通常为 220-240 V,电频率为 50 Hz。

直流电 (DC) 是一种恒定电流,多为工业用电。在工业上,有更高电压的电源也很常见。因此,工人可能接触到比家用电压高出几百倍的电压。

所有雷雨都会出现闪电。国家气象局(美国)估计,美国每年会出现 100,000 次雷雨天气。云地闪电是最危险的一种,每年约发生 30 万次。闪电能产生 10 万伏以上的直流电,尽管发生时间较短暂。

最近几年,全球电子控制装置的使用量在不断增加。这些装置会产生一个暂时的高电压低电流性放电,来压制生理状态下的肌肉触发机制。普遍认为,电子控制装置对健康人体进行单次放电是安全的,但在空旷的户外,可能会对人体产生不利影响,尤其是人体承受多次放电时,可能出现陶醉症状,呈“兴奋谵妄”表现,或出现并发性疾病。[12]

网络上有关于人们因智能手机而触电身亡的报道,但似乎没有任何相关报道被证实。智能手机的工作电压为 5 V,因此不可能导致人被电死。但是,插在壁式插座中的充电线与任何家用电器一样存在相同的危险性。

病理生理学

要了解电击伤的病理生理学表现,很重要的一点是要理解电力的物理定律。

电能传输进入人体的过程是一个复杂的现象,存在非常多的变化,且在不同的情况下有很大差异,但仍会遵循一定的自然规律。意外接触电流者可能毫发无伤,也可能即刻毙命。

电在电路中的流动涉及了电压、电流和电阻等因素。为了使电流动以达到实际用途,必须有一个闭合电路。回到电源本身或通过接触地面可形成电路。任何电位低于电源电压的表面都被视为地面,并形成电路。

欧姆定律指出,电流、电压和电阻存在一定的比例关系,即 V = IR(V = 电压,I = 电流,R = 电阻)。人体组织实际上是电阻,能决定流过人体的电流。电阻越大,电流越低。人体组织的电阻大小不同,干燥而厚的皮肤电阻最大,湿润破损的皮肤或黏膜电阻最小。例如,干燥手指的电阻可达 40K-1000K 欧姆,而湿手指的电阻小于 4k。电流通过此电阻之后电压下降,会产生热量,所以高电阻组织更可能遭受热灼伤,而低电阻区域(例如神经和血管)将允许电流通过人体,并会影响内部器官,尤其是心脏。

电流会对心脏传导系统产生不利的影响,从而诱发心律失常,还可能造成直接心肌损伤。高电压或直流电常导致心脏停搏,交流电常导致室颤 (VF)。

例如,一个工人接触一个电压源,并通过双手形成一个电路,那么电流将会流经心脏。如果通过右手和脚形成电路,电流就不会经过心脏,所以相比之下,第一种情况可能更危险,更容易引发心律失常。

呼吸可能会因呼吸肌麻痹或强直性收缩而停止。也常见表皮烧伤和深度烧伤、神经系统后遗症和血管电击伤。[13]

闪电会形成一个持续时间短,而电压非常高的直流电。因此,实际电能可能小于其他形式的电击。所以,暴露于闪电的受害者很少出现广泛的组织损伤或大面积皮肤灼伤,但心脏传导系统会受到明显的损伤。

直流电导致单次肌肉收缩,而交流电导致强直性肌肉收缩。手部遭到交流电击可能会导致肌肉强直性收缩,致使受害者无法松手,从而增加了进入身体的电流。

分类

电击伤的类型[1]

1.电击致死(致命)

2.电休克

3.烧伤

4.电子控制装置(例如电击枪)

5.接触电能后跌倒

电击伤的发生机制[1]

1.电休克

  • 直接接触电能

2.电弧烧伤

  • 电子流通过气体(例如空气)到达地面电位(提供了替代空气的另外一条路径)的受害者

3.电流接触性烧伤

  • 可能发生于内部,也可能是外部

  • 热损伤(电弧灼伤或火焰烧伤)- 电流不会进入人体,损伤常局限于皮肤

  • 高压电烧伤可能只会导致浅表烧伤,但有明显的潜在损伤

电击伤的类型[2]

1.低压电

  • 低于 1000 伏特

  • 常发生于家中

2.高压电

  • 高于 1000 伏特

  • 常发生于工作时

典型的损伤[2]

1.皮肤

注意:所有类型的电击伤均可能导致部分皮肤层、皮肤全层损伤,或累及皮肤和皮下脂肪层。

  • 电热烧伤 - 射入伤或射出伤

  • 电弧烧伤

  • 火焰烧伤

  • 闪电击伤 - Lichtenberg 图(皮肤上蕨类植物状图形)有助于确诊。

2.呼吸系统

  • 呼吸停止是中枢神经抑制、呼吸肌持续性麻痹、以及呼吸肌强直性收缩造成的,或作为心跳呼吸停止的一部分

3.心血管系统

  • 心律失常-室颤 (VF) 常见于低压交流电击;心脏停搏常见于高压电击(交流电或直流电)

  • 传导异常 - 窦性心动过缓和高度房室传导阻滞

  • 心肌损伤 - 冠状动脉痉挛或低血压导致的直接损伤或缺血

4.肌肉骨骼系统

  • 骨骼 - 严重的电热损伤(例如,骨膜烧伤、骨基质损伤、骨坏死);跌倒和严重手足抽搐导致的骨折和脱位

  • 肌肉 - 水肿和组织坏死导致骨筋膜室综合征和横纹肌溶解症

5.神经系统

  • 常见症状 - 意识丧失,全身虚弱,自主神经功能障碍,呼吸抑制和记忆障碍

  • 闪电性麻痹 - 可逆的短暂性麻痹;伴有感觉障碍和外周血管收缩

  • 缺氧性脑病、脑出血和脑梗塞

  • 耳膜破裂导致感音神经性听力受损和听力减退

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