صدمة كهربائية

تحدث الصدمة الكهربائية من مصادر اصطناعية نتيجة مرورها عبر جسم الإنسان. قد تشمل الأعراض حروقًا جلدية، وتلفًا في الأعضاء الداخلية والأنسجة الرخوة، واضطرابًا في نظم القلب، وتوقفًا تنفسيًا. يُشخَّص المصاب وفقًا للمعايير السريرية والبيانات المخبرية. يكون علاج الصدمة الكهربائية داعمًا، وفعالًا في حالات الإصابات الشديدة.

على الرغم من أن الحوادث الكهربائية في المنزل (مثل لمس المنافذ الكهربائية أو التعرض لصدمة كهربائية من جهاز صغير) نادراً ما تؤدي إلى إصابات أو عواقب وخيمة، إلا أن ما يقرب من 400 حادث من حوادث الجهد العالي تؤدي إلى الوفاة كل عام في الولايات المتحدة.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]

الفسيولوجيا المرضية للإصابة الكهربائية

تقليديا، تعتمد شدة الإصابة الكهربائية على ستة عوامل من عوامل كوفينهوفن:

• نوع التيار (مباشر أو متناوب)؛
• الجهد والطاقة (كلا الكميتين تصفان قوة التيار)؛
• مدة التعرض (كلما طالت مدة التعرض، كلما كان الضرر أشد)؛
• مقاومة الجسم واتجاه التيار (اعتمادًا على نوع الأنسجة التالفة).

ومع ذلك، يبدو أن جهد المجال الكهربائي، وهو مفهوم أحدث، يعد مؤشرا أكثر دقة لشدة الإصابة.

عوامل كاونهوفن. غالبًا ما يغير التيار المتردد (AC) اتجاهه. هذا هو نوع التيار الذي يغذي عادةً المنافذ الكهربائية في الولايات المتحدة وأوروبا. يتدفق التيار المستمر (DC) في نفس الاتجاه باستمرار. هذا هو التيار الذي تنتجه البطاريات. عادةً ما توفر أجهزة إزالة الرجفان وأجهزة تقويم نظم القلب تيارًا مستمرًا. يعتمد تأثير التيار المتردد على الجسم بشكل كبير على تردده. يُستخدم التيار المتردد منخفض التردد (50-60 هرتز) في المنافذ الكهربائية المنزلية في الولايات المتحدة (60 هرتز) وأوروبا (50 هرتز). يمكن أن يكون أكثر خطورة من التيار المتردد عالي التردد وأكثر خطورة من التيار المستمر بنفس الجهد والتيار بمقدار 3-5 مرات. يسبب التيار المتردد منخفض التردد انقباضًا عضليًا مطولًا (تكزز)، مما قد يؤدي إلى تجميد اليد لمصدر التيار، وبالتالي إطالة التأثيرات الكهربائية. عادةً ما يسبب التيار المستمر (DC) انقباضًا عضليًا متشنجًا واحدًا، والذي عادةً ما يرمي الضحية بعيدًا عن مصدر التيار.

بشكل عام، لكلٍّ من التيار المتردد والتيار المستمر، كلما ارتفع الجهد (فولت) والتيار، زادت الإصابة الكهربائية الناتجة (لنفس مدة التعرض). يتراوح التيار المنزلي في الولايات المتحدة بين 110 فولت (في المقبس الكهربائي القياسي) و220 فولت (في الأجهزة الكبيرة مثل مجفف الملابس). عادةً ما يسبب التيار عالي الجهد (>500 فولت) حروقًا عميقة، بينما يسبب التيار منخفض الجهد (110-220 فولت) تشنجًا عضليًا، أو تَكَزُّزًا، مما يُجمِّد المصاب عند مصدر التيار. تتراوح عتبة إدراك التيار المستمر الداخل إلى اليد بين 5 و10 مللي أمبير تقريبًا؛ أما بالنسبة للتيار المتردد بتردد 60 هرتز، فتتراوح في المتوسط بين 1 و10 مللي أمبير. يُطلق على أقصى تيار يُمكنه أن يُسبب انقباض عضلات اليد، بل ويسمح لها أيضًا بتحرير مصدر التيار، اسم "تيار التحرر". وتختلف شدة تيار التحرر باختلاف وزن الجسم وكتلة العضلات. بالنسبة لشخص متوسط الحجم يزن 70 كجم، فإن تيار الإطلاق هو حوالي 75 مللي أمبير للتيار المستمر وحوالي 15 مللي أمبير للتيار المتناوب.

يمكن لتيار متردد منخفض الجهد بتردد 60 هرتز، يُمرر عبر الصدر لمدة ثانية واحدة، أن يُسبب رجفانًا بطينيًا بتيارات منخفضة تتراوح بين 60 و100 مللي أمبير؛ أما التيار المستمر، فيتطلب حوالي 300-500 مللي أمبير. في حال توصيل التيار مباشرةً إلى القلب (مثلًا عبر قسطرة قلبية أو أسلاك جهاز تنظيم ضربات القلب)، فإن التيارات التي تقل عن 1 مللي أمبير (تيار متردد أو تيار مستمر) يمكن أن تُسبب رجفانًا بطينيًا.

كمية الطاقة الحرارية المشتتة لدرجة الحرارة العالية تساوي قوة التيار وزمن المقاومة. وبالتالي، عند أي قوة تيار ومدة تعرض، يمكن أن تتضرر حتى الأنسجة الأكثر مقاومة. يتم تحديد المقاومة الكهربائية للأنسجة، المقاسة بالأوم/سم²، في المقام الأول من خلال مقاومة الجلد. يزيد سمك الجلد وجفافه من المقاومة؛ الجلد الجاف والمتقرن جيدًا والسليم له قيمة مقاومة متوسطة تتراوح بين 20000 و30000 أوم/سم². بالنسبة لراحة اليد أو القدم المتصلبة، يمكن أن تصل المقاومة إلى 2-3 مليون أوم/سم². بالنسبة للبشرة الرطبة والرقيقة، تكون المقاومة في المتوسط 500 أوم/سم². قد لا تكون مقاومة الجلد التالف (مثل الجرح أو التآكل أو وخز الإبرة) أو الأغشية المخاطية الرطبة (مثل الفم والمستقيم والمهبل) أعلى من 200-300 أوم/سم². إذا كانت مقاومة الجلد عالية، فقد تُبدد فيه طاقة كهربائية كبيرة، مما يؤدي إلى حروق واسعة عند مدخل ومخرج التيار مع ضرر داخلي طفيف. أما إذا كانت مقاومة الجلد منخفضة، فتكون الحروق أقل انتشارًا أو معدومة، ولكن قد تُبدد طاقة كهربائية أكبر في الأعضاء الداخلية. وبالتالي، فإن عدم وجود حروق خارجية لا يستبعد عدم وجود صدمة كهربائية، كما أن شدة الحروق الخارجية لا تُحدد شدتها.

يعتمد تلف الأنسجة الداخلية أيضًا على مقاومتها، بالإضافة إلى كثافة التيار الكهربائي (التيار لكل وحدة مساحة؛ حيث تكون الطاقة أكثر تركيزًا عند مرور التيار نفسه عبر مساحة أصغر). وبالتالي، إذا دخلت الطاقة الكهربائية عبر الذراع (وخاصةً عبر الأنسجة ذات المقاومة المنخفضة، مثل العضلات والأوعية الدموية والأعصاب)، تزداد كثافة التيار الكهربائي في المفاصل، نظرًا لنسبة كبيرة من مساحة المقطع العرضي للمفصل، والتي تتكون من أنسجة ذات مقاومة أعلى (مثل العظام والأوتار)، مما يقلل من حجم الأنسجة ذات المقاومة المنخفضة. وبالتالي، يكون تلف الأنسجة ذات المقاومة المنخفضة (مثل الأربطة والأوتار) أكثر وضوحًا في مفاصل الأطراف.

يُحدد اتجاه التيار (الحلقة) المار عبر الضحية أيًّا من هياكل الجسم المتضررة. ولأن التيار المتردد يُغير اتجاهه باستمرار وبشكل كامل، فإن المصطلحين الشائعين "المدخل" و"المخرج" غير دقيقين تمامًا. ويُعتبر مصطلحا "المصدر" و"التأريض" الأكثر دقة. "المصدر" النموذجي هو اليد، يليها الرأس. أما القدم فترتبط بالتأريض. عادةً ما يمر التيار عبر مسار "من اليد إلى اليد" أو "من اليد إلى القدم" عبر القلب، وقد يُسبب عدم انتظام ضربات القلب. يُعد مسار التيار هذا أخطر من مروره من قدم إلى أخرى. كما يُمكن أن يُلحق التيار المار عبر الرأس الضرر بالجهاز العصبي المركزي.

قوة المجال الكهربائي. تُحدد قوة المجال الكهربائي مدى تلف الأنسجة. على سبيل المثال، يُولّد مرور تيار كهربائي بقوة 20,000 فولت (20 كيلو فولت) عبر رأس وجسم شخص يبلغ طوله حوالي مترين مجالًا كهربائيًا يبلغ حوالي 10 كيلو فولت/متر. وبالمثل، يُولّد تيار كهربائي بقوة 110 فولت يمر عبر سنتيمتر واحد فقط من الأنسجة (مثل شفة طفل) مجالًا كهربائيًا بقوة 11 كيلو فولت/متر؛ ولهذا السبب، يُمكن أن يُسبب تيار منخفض الجهد يمر عبر حجم صغير من الأنسجة ضررًا بالغًا يُضاهي تيار عالي الجهد يمر عبر حجم كبير من الأنسجة. على العكس من ذلك، إذا اعتُبر الجهد الكهربائي هو العامل الأساسي بدلاً من قوة المجال الكهربائي، يُمكن تصنيف الإصابات الكهربائية البسيطة أو غير المهمة على أنها إصابات عالية الجهد. على سبيل المثال، تُعادل الصدمة الكهربائية التي يتلقاها الشخص من فرك قدمه على سجادة في الشتاء جهدًا كهربائيًا يُقدّر بآلاف الفولتات.

علم أمراض الصدمة الكهربائية

يُسبب التعرض للمجالات الكهربائية منخفضة الجهد إحساسًا فوريًا مزعجًا (يشبه الصدمة)، ولكنه نادرًا ما يُسبب أضرارًا جسيمة أو لا رجعة فيها. أما التعرض للمجالات الكهربائية عالية الجهد، فيمكن أن يُسبب أضرارًا حرارية أو كهروكيميائية للأنسجة الداخلية، والتي قد تشمل انحلال الدم، وتخثر البروتين، ونخر العضلات والأنسجة الأخرى التخثري، وتجلط الأوعية الدموية، والجفاف، وتمزق العضلات والأوتار. كما يُمكن أن يُسبب التعرض للمجالات الكهربائية عالية الجهد وذمة ضخمة، والتي تحدث نتيجة للتخثر الوريدي، ووذمة العضلات، وتطور متلازمة الحيز. كما يُمكن أن تُسبب الوذمة الضخمة نقص حجم الدم وانخفاض ضغط الدم الشرياني. يُمكن أن يُسبب تدمير العضلات انحلال الربيدات وبيلة الميوغلوبين. تزيد بيلة الميوغلوبين، ونقص حجم الدم، وانخفاض ضغط الدم الشرياني من خطر الإصابة بالفشل الكلوي الحاد. ومن المُحتمل أيضًا حدوث اختلالات في توازن الإلكتروليتات. لا ترتبط عواقب خلل وظائف الأعضاء دائمًا بكمية الأنسجة المدمرة (على سبيل المثال، يمكن أن يحدث الرجفان البطيني على خلفية تدمير بسيط نسبيًا لعضلة القلب).

أعراض الصدمة الكهربائية

قد تكون الحروق واضحةً على الجلد، حتى مع اختراق التيار الكهربائي للأنسجة العميقة بشكل غير منتظم. قد تحدث انقباضات عضلية لا إرادية شديدة، أو نوبات صرع، أو رجفان بطيني، أو توقف تنفسي نتيجة تلف الجهاز العصبي المركزي أو شلل العضلات. قد يُسبب تلف الدماغ أو الأعصاب الطرفية اختلالات عصبية مختلفة. من الممكن حدوث توقف قلبي دون حروق في حوادث الحمام [عندما يلامس شخص مبلل (مؤرض) تيارًا كهربائيًا رئيسيًا بقوة 110 فولت (مثلًا، من مجفف شعر أو راديو)].

قد يُصاب الأطفال الصغار الذين يعضّون أو يمصون أسلاكًا طويلة بحروق في الفم والشفتين. قد تُسبب هذه الحروق تشوهات تجميلية، وتُعيق نمو الأسنان والفكين السفلي والعلوي. يُعاني حوالي 10% من هؤلاء الأطفال من نزيف في شرايين الخدين بعد انفصال القشرة في اليوم الخامس إلى العاشر.

يمكن أن تسبب الصدمة الكهربائية تقلصات عضلية عنيفة أو السقوط (مثل السقوط من سلم أو سقف) مما يؤدي إلى خلع (الصدمة الكهربائية هي أحد الأسباب القليلة لخلع الكتف الخلفي)، وكسور العمود الفقري والعظام الأخرى، وتلف الأعضاء الداخلية، وفقدان الوعي.

تشخيص وعلاج الصدمة الكهربائية

أولاً، من الضروري قطع اتصال المصاب بمصدر التيار. يُفضّل فصل المصدر عن الشبكة (بتشغيل المفتاح أو فصل القابس). إذا تعذر فصل التيار بسرعة، فيجب إبعاد المصاب عن مصدر التيار. في حالة التيار المنخفض الجهد، يجب على رجال الإنقاذ عزل أنفسهم جيداً، ثم استخدام أي مادة عازلة (مثل القماش، عصا جافة، مطاط، حزام جلدي) لدفع المصاب بعيداً عن التيار بالضرب أو السحب.

تنبيه: إذا كان الخط الكهربائي تحت جهد عالٍ، فلا تحاول تحرير المصاب حتى يتم فصل التيار الكهربائي عنه. ليس من السهل دائمًا التمييز بين خطوط الجهد العالي والمنخفض، خاصةً في الهواء الطلق.

بعد تحرير المصاب من التيار، يُفحص بحثًا عن علامات توقف القلب أو التنفس. ثم يُبدأ علاج الصدمة، التي قد تنتج عن رضوض أو حروق بالغة. بعد انتهاء الإنعاش الأولي، يُفحص المريض فحصًا كاملًا (من الرأس إلى القدمين).

في المرضى الذين لا تظهر عليهم أعراض، وفي غياب الحمل، وأمراض القلب المصاحبة، وفي حالات التعرض القصير للتيار الكهربائي المنزلي، في معظم الحالات لا يحدث ضرر داخلي أو خارجي كبير ويمكن إرسالهم إلى المنزل.

بالنسبة لمرضى آخرين، من الضروري تحديد مدى ملاءمة إجراء تخطيط كهربية القلب، وتعداد الدم الكامل، وتحديد تركيز إنزيمات عضلة القلب، وتحليل البول العام (وخاصةً للكشف عن بيلة الميوغلوبين). تُجرى مراقبة القلب لمدة 6-12 ساعة للمرضى الذين يعانون من عدم انتظام ضربات القلب، وألم في الصدر، وعلامات سريرية أخرى تشير إلى احتمالية وجود اضطرابات قلبية؛ وربما لدى النساء الحوامل والمرضى الذين لديهم تاريخ مرضي في القلب. في حالات ضعف الوعي، يُجرى التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي.

يُعالَج الألم الناتج عن الحروق الكهربائية بمسكنات أفيونية وريدية، مع ضبط الجرعة بحذر. في حالة بيلة الميوغلوبين، يُقلِّل قلوية البول والحفاظ على إدرار كافٍ للبول (حوالي 100 مل/ساعة للبالغين و1.5 مل/كجم/ساعة للأطفال) من خطر الفشل الكلوي. تُقلِّل تركيبات تعويض السوائل الحجمية القياسية، المُعتمدة على مساحة الحرق، من تقدير نقص السوائل في الحروق الكهربائية، مما يجعل استخدامها غير مُناسب. يُمكن أن يُقلِّل الاستئصال الجراحي لكمية كبيرة من أنسجة العضلات التالفة من خطر الفشل الكلوي الناتج عن بيلة الميوغلوبين.

يُعدّ العلاج الوقائي المناسب من الكزاز والعناية الجيدة بجروح الحروق أمرًا بالغ الأهمية. يجب إحالة جميع المرضى الذين يعانون من حروق كهربائية بالغة إلى وحدة حروق متخصصة. يجب تقييم الأطفال المصابين بحروق في الشفاه من قِبل طبيب أسنان أطفال أو جراح فم ذي خبرة في علاج هذه الإصابات.

[ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]، [ 7 ]

الوقاية من الصدمات الكهربائية

يجب عزل الأجهزة الكهربائية التي قد تلامس الجسم، وتأريضها، وتوصيلها بشبكة مزودة بأجهزة خاصة لفصلها فورًا عن مصدر الطاقة. يُعد استخدام المفاتيح التي تفصل الدائرة عند تسرب تيار بمقدار 5 مللي أمبير فقط هو الأكثر فعالية في منع الصدمات الكهربائية والإصابات الكهربائية، ولذلك يجب استخدامها عمليًا.