Електрическа енергия, Наръчник на лекаря

Човек е изложен на естествено (мълния, разряди на електрически органи на някои животни) или техническо (в промишлеността, селското стопанство, бита, транспорта, военни условия и др.) електричество.

Светкавица. По време на гръмотевични разряди човек обикновено има краткотраен ефект на електричество с огромно напрежение (понякога до милиони волта). Резултатите от ударите на мълния най-често са фатални. Увреждането от мълния се причинява от действието на електрически разряд като такъв (парализа на дишането, сърдечен арест) и редица странични ефекти: механични (разкъсвания на тъкани, части на тялото), термични (образуване на джаулова топлина - изгаряния, изгаряния) и др.

Електрически ток от мрежата. Обикновено поразява човек при директен контакт с живи проводници; токове с високо напрежение могат да ударят с разряд през въздуха или земята (волтова дъга, стъпково напрежение).

Болезненият ефект на електрически ток се определя от следните фактори:

1) физически параметри на тока (напрежение, съпротивление, сила и честота);
2) посоката и продължителността на преминаване на тока през тялото;
3) състоянието на реактивността на човешкото тяло по време на преминаване на електрически ток.

Трябва обаче да се помни, че общата реакция на тялото към токов удар не зависи от нито един фактор, а се формира в резултат на общото влияние на всички горепосочени фактори в техните различни комбинации. От особено значение е реактивността на организма и състоянието на централната нервна система.

Зависимост на увреждащото действие от физическите параметри на електрическия ток

Съпротивление и електрическа проводимост. Тъканите на тялото са изградени отплътни вещества, които провеждат лошо електричество, и от течности, съдържащи електролитни разтвори и които са относително добри проводници. Цереброспиналната течност (CSF) има най-добра електропроводимост. Близък до него е кръвният серум; малко по-ниска електрическа проводимост на цяла кръв и мускулна тъкан. Тъй като всички органи в тялото се измиват от тъканна течност, те (с изключение на костите, лишени от надкостница) провеждат електрически ток в една или друга степен. Електрическата проводимост на отделните части на тялото до голяма степен зависи от съпротивлението на кожата и подкожната мастна тъкан, тъй като в по-дълбоките тъкани токът протича по много успоредни пътища (токови вериги), главно по кръвоносните и лимфните съдове, мембраните, нервните стволове, мускулите.

Устойчивост на електрически ток. Устойчивостта на човешкото тяло и отделните му тъкани на ток може да варира рязко в зависимост от кръвоснабдяването на органите, степента на хидратация (изпотяване), загрубяване (мазоли) и замърсяване на кожата. Централната нервна система има изразен ефект върху устойчивостта на човешкото тяло към електрически ток, променяйки степента на кръвонапълване на тъканите, секрецията на потните жлези и др. Според степента на устойчивост телесните тъкани се разпределят, както следва: кожа, сухожилия, кости, нерви, мускули, кръв. Кожата, която има най-висока устойчивост, страда най-много от електрическо нараняване. Неговото съпротивление в точката на контакт с токовия проводник варира от 1000 до 2 000 000 ома. При излагане на ток кожата се засяга и нейната устойчивост значително намалява.

Съпротивлението на човешкото тяло като цяло е голямо - средно около 100 000 ома, с колебания от десетки хиляди до милиони ома.

Действието на йонизиращо лъчение, възпаление,скарификацията значително намалява капацитет - импеданс (фиг. 6).

Текущо. Смята се, че увреждащото действие на електрическия ток върху тялото се дължи на силата на тока и не е специфично за приложеното напрежение.

При много аварии, когато контактът на тялото с източника на напрежение не е много плътен (високо съпротивление), дори при високи напрежения, силата на тока може да бъде малка и увреждането е незначително (болка, конвулсивно свиване на мускулите). Ако човек стои на мокра земя, така че контактното съпротивление между тялото и земята е малко и ако се установи добър контакт между тялото и източника на напрежение, тогава дори при относително ниско напрежение токът може да бъде доста патогенен до смърт.

Напрежение. При равни други условия патогенният ефект на електрическия ток е толкова по-силен, колкото по-високо е напрежението му. Общоприето е, че действието на променлив ток (40-60 Hz) с напрежение под 40 V е относително безобидно, ток до 100 V е условно патогенен (но смъртта е възможна при особено неблагоприятни условия), от 200 до 500 V е абсолютно патогенен и условно смъртоносен, над 500 V е определено фатален. Напрежението на тока обаче е от относително значение при определяне на тежестта на лезията, тъй като крайният ефект се определя от устойчивостта на тъканите към пътя на електричеството и силата на тока.

В крайна сметка вредният ефект на електричеството (M) се определя едновременно от силата на тока и неговото напрежение и съпротивлението на човешкото тяло, което може да се изрази със следната формула:

където V е текущото напрежение; T е времето на преминаване на тока през тялото; R е съпротивлението на тока, което се състои от съпротивлението на кожата в точката на вход на тока R1 в точката на изход на тока R2 исъпротивление на междинни материали (между човешкото тяло и токопровода, от една страна, между тялото и земята, от друга) - R3.

Посока и време на преминаване на тока през тялото. Тези фактори до известна степен определят естеството и степента на лезията. В експеримента преминаването на ток (със същите параметри) през задните крайници на животното причинява болка и мускулни крампи, преминаването на ток през главата предизвиква конвулсии на цялото тяло, парализа на дишането и токов удар. Преминаването на ток през сърцето предизвиква неговото мъждене и предсърдно мъждене. В живота обаче има случаи, когато преминаването на ток през главата е по-малко опасно, отколкото през долните крайници. Известни са фатални поражения, когато и двата текущи контакта паднаха на едната ръка и дори на един пръст. Преминаването на ток през сърцето винаги е опасно.

Вредността на увреждащия ток нараства с увеличаване на времето за преминаване на тока през тялото. Ако продължителността на тока не надвишава 0,02 секунди, ток от 1000 V няма остър патогенен ефект. Токов удар в рамките на 1 секунда в същата посока е неизбежно фатален.

Състоянието на реактивност на човешкото тяло по време на преминаване на електрически ток значително влияе върху последствията от електрическо нараняване. Така повишеният метаболизъм (тиреотоксикоза, прегряване), загубата на кръв, алкохолната интоксикация повишават чувствителността на организма към вредното действие на електрическия ток. Вниманието (емоционално напрежение и очакване на действието на тока) значително повишава устойчивостта на ток и, обратно, умората, намаленото внимание повишава чувствителността към ток.

Тежестта на електрическото нараняване също зависи от степента на насищане на тялото с кислород - при условия на хипоксия се повишава чувствителността към ток, с повишаване на pO2в кръвта (например в кесон), рискът от електрическо нараняване се намалява.

Механизмът на увреждане в тялото по време на електрическо нараняване

Увреждането на тялото по време на електрическо нараняване се състои от локални промени в точките на влизане и излизане на тока и общите реакции на тялото.

Локални промени- изгаряния, електрически признаци, електролиза.

Признаците на течението се образуват на мястото на преминаването му, те са малки участъци върху кожата с кръгла или овална форма, сиво-бял цвят, с твърда консистенция, оградени с вълнообразно издигане. По протежение на обиколката на увредените тъкани често се наблюдава червен разклонен модел, дължащ се на парализа на кръвоносните съдове (фиг. 7).

Изгаряния. Ако, когато токът преминава през тялото, контактното съпротивление е високо и напрежението е достатъчно, за да създаде значителен ток, тогава контактите се нагряват толкова много, че може да възникне изгаряне. Изгаряния се срещат при 70-80% от всички електрически наранявания.

Когато токът преминава през костите, се образуват „костни мъниста“, състоящи се от варов фосфат и имащи кухини вътре. Те възникват поради топенето на варовия фосфат и последващото му превръщане в твърдо вещество с понижаване на температурата след спиране на електрическия ток. Образуването на кухини в тях е свързано с превръщането в пара под въздействието на висока температура на течните маси, присъстващи в костта.

Електролиза. Особено силно се проявява при преминаване на нискочестотен или постоянен ток. Електролизата води до поляризация на клетъчните мембрани - в някои области на тъканите се натрупват положително заредени йони (възниква кисела реакция на анода), отрицателно заредени йони се натрупват на катода (възниква алкална реакция). Промяната в разпределението на йоните е значителнапроменя функционалното състояние на клетките. Например преминаването през мозъка на прекъсващ постоянен ток с честота 100 Hz с форма на импулс под формата на трапец въвежда тялото в състояние на анестезия - електронна анестезия.

Под въздействието на постоянен ток започват да се движат не само йони, но и протеинови молекули. Киселината отнема вода от протеините, причинявайки тяхната денатурация, коагулация и тъканна некроза - коагулативна некроза. В областите с алкална реакция протеините набъбват и се образува коликвационна некроза.

Общи реакции на тялото към електрически ток. Електрическо нараняване (електрошок) може да бъде фатално или нефатално.

Фаталното електрическо нараняване се развива бързо - има загуба на съзнание, спиране на дишането, понижаване на кръвното налягане (стадий на въображаема смърт), камерна фибрилация на сърцето и спиране на сърдечната дейност (истинска смърт).

Спирането на дишането се причинява от:

Сърдечен арест може да възникне в резултат на:

а) вентрикуларна фибрилация, когато токът преминава директно през сърцето;
б) дразнене на вагусния нерв или сърдечно-съдовите центрове;
в) много силно стесняване на коронарните съдове.

При нефатално електрическо нараняване има временна загуба на съзнание, краткотрайно спиране на дишането и повишаване на кръвното налягане. След нараняването остават световъртеж, главоболие, фотофобия, гадене. Артериалното налягане често е понижено, дишането е повърхностно, пулсът е ускорен.

Резултатът зависи и от функционалното състояние на централната нервна система преди електрическото увреждане. Така че, докато чакате действието на тока, електрическото нараняване е отслабено. Чувствителността на тялото към ток може да бъде намалена с помощта на наркотични лекарства, които увеличават инхибирането на кората.големи полукълба.

Свръхкъси електрически вълни (UHF). Свръхкъсите електрически вълни (електромагнитни вълни с дължина от 1 m до 1 mm) имат двойно въздействие върху живите тъкани: термично и специфично (нетоплинно). Топлинният ефект се обяснява с факта, че в променливо електрическо поле диполните молекули произвеждат ротационни движения; Когато диполите се търкат във вискозна среда, се генерира топлина. При много високи честоти диполите нямат време да се въртят и тогава йоните и диполните молекули влизат във вибрационно състояние.

Специфичното (нетоплинно) действие на ултракъсите електрически вълни е натрупването на йони в близост до полупропускливи мембрани или интерфейси на биологични течности. Поради това може да възникне обратим процес на утаяване на колоиди, докато коагулацията на протеини от топлинното действие на ултракъсовълновия електричество е необратима.

Дълговълновата радиация загрява повече дълбоките тъкани, а по-късовълновата радиация причинява нагряване на повърхностните тъкани.