Škodlivý účinek elektrického proudu na živé tkáni je rozmanitý a svou povahou jedinečný. Elektrický proud procházející lidským tělem vyvolává tepelné, elektrolytické, mechanické a biologické účinky.
Termální účinek elektrického proudu se projevuje popáleninami určitých částí těla, zahřátím cév, nervů, srdce, mozku a dalších orgánů nacházejících se v dráze proudu na vysokou teplotu, což v nich způsobuje vážné funkční poruchy
Elektrolytické účinek proudu se projevuje rozkladem organických kapalin včetně krve, což je doprovázeno výraznými poruchami jejich fyzikálního a chemického složení.
Mechanické (dynamický) účinek elektrického proudu se projevuje delaminací, prasknutím a jiným podobným poškozením různých tkání těla, včetně svalové tkáně, stěn krevních cév, cév plicní tkáně atd., jako výsledek elektrodynamického účinku, jako stejně jako okamžitá explozivní tvorba páry z tkáně přehřáté proudem tekutin a krve.
Biologický Účinek elektrického proudu se projevuje drážděním a excitací živých tkání těla a také narušováním vnitřních bioelektrických procesů probíhajících v normálně fungujícím organismu a úzce souvisejících s jeho životními funkcemi.
Podle intenzity elektrického traumatu se rozlišují 4 stupně:
první – konvulzivní svalová kontrakce, bez ztráty vědomí;
druhý – konvulzivní svalová kontrakce se ztrátou vědomí;
třetí — ztráta vědomí, dysfunkce kardiovaskulárního systému nebo dýchání;
čtvrtý – klinická smrt.
To znamená, že škodlivý účinek elektrického proudu spojené s řadou jeho účinků – elektrochemických, elektrotermických a elektromechanických. Po úrazu elektrickým proudem si pacienti stěžují na slabost a pocit tíhy. Objektivně je zaznamenána deprese vědomí nebo zvýšené vzrušení.
Vysokonapěťová přenosová vedení (PTL) vytvářejí elektrické pole, mění pohyb nabitých částic v atomech, mají nepříznivý vliv na funkci buněk a organismu jako celku.
27. Charakteristika ionizujícího záření a jeho druhy.
Ionizující radiace jsou proudy částic a elektromagnetických kvant vzniklých v důsledku radioaktivního rozpadu nebo jaderných reakcí.
V lékařské praxi jsou nejběžnějšími ionizujícími zářeními rentgenové záření, gama záření, toky elektronů, protonů, částic alfa a neutronů.
Hlavní rys ionizujícího záření je schopnost proniknout do ozářeného prostředí a způsobit ionizaci. pronikavá síla ionizující záření závisí na jeho povaze, náboji jeho částic a energii, jakož i na složení a hustotě ozařované látky.
Například ionizující záření v dávce přes 600 rentgenů způsobuje smrt většiny savců a lidí. Analýza tepelných účinků, které takové dávky ionizujícího záření mohou způsobit, ukazuje, že jsou doprovázeny tvorbou velmi malého množství tepla, schopného ohřát sklenici vody pouze o 0,25 °C. účinek ionizujícího záření není pro jejich nevýznamnost spojen s tepelnými účinky, ale s účinky poškození biologických struktur. Poškození biologických struktur je způsobeno nejen přímými účinky ionizujícího záření, ale také mnohočetnými účinky zvýšení škodlivých účinků ionizujícího záření, vyskytujících se na různých úrovních (molekulární, biochemické, buněčné, tkáňové a organismální).
Druhým nejvýznamnějším účinkem ionizujícího záření je jeho schopnost vytvářet v biologických strukturách nabité ionty, tzn. způsobit ionizaci. V tomto případě jsou elektrony pod vlivem ionizujícího záření vyřazeny nebo přijímány atomy. Navíc, pokud má elektron dostatečnou energii, pak sám, působící na atomy, může způsobit ionizaci. Vztah mezi ionizační a penetrační silou ionizujících částic a elektromagnetickými kvanty není jednosměrný.
Když kvanta nebo částice proniknou biologickým objektem, postupně ztrácejí svou energii ionizací, excitací a srážkou, a proto urazí určitou dráhu.
Je ukázáno, že ionizace podél dráhy pohybu probíhá nerovnoměrně. Prudce se zvyšuje na konci běhu, tvoří tzv Braggský vrchol. Navíc u těžkých částic (protony, alfa částice, neutrony) je ionizace na konci dráhy stokrát vyšší ve srovnání s počátečním stupněm. Tento efekt se hojně využívá v medicíně pro radiační terapii, protože změnou energie částic lze v určitém místě regulovat hloubku největšího poškození např. maligních buněk.
V biologických objektech je možný vznik různých iontů, ale důležitá je především radiolýza vody, tzn. tvorba radikálů jako H+ a OH-. Důležitost radiolýzy vody ukazuje pozorování, že když jsou sušené produkty a ty v roztocích ozářeny, největší účinek je pozorován u posledně jmenovaných.
Ionizující záření má dostatečně vysokou energii, schopné také způsobit narušení intramolekulárních vazeb a v oblastech, kde jsou tyto vazby nejslabší. Intramolekulární zlomy mohou být buď jednoduché, nebo vícenásobné. Přerušení intramolekulárních vazeb vede k narušení biologických funkcí.
Pocit se šíří do zápěstí a mírně svírá ruce, silné chvění prstů.
Bolest zesiluje a je doprovázena křečemi v celé paži
Začátek senzace. Svědění Pocit zahřívání.
Silná bolest a křeče v celé paži. Je to obtížné, ale stále můžete odtrhnout ruce od elektrod
Zvýšený pocit zahřívání
Bolest je sotva snesitelná. Není možné sundat ruce z elektrod.
Velký tepelný zisk
Paralýza rukou, není možné je odtrhnout od elektrody. Velmi silná bolest, obtížné dýchání.
Ještě intenzivnější pocit zahřívání. Menší svalová kontrakce.
Velmi silná bolest v pažích a na hrudi. Dýchání je extrémně obtížné. Možná respirační paralýza a ztráta vědomí
Pocit intenzivního zahřívání, bolest a křeče v rukou. Sotva snesitelná bolest při odpojení od elektrod
Zastavení dýchání. Porucha a nástup srdeční fibrilace
Pocit velmi silného zahřívání, silná bolest v celé paži a na hrudi. Obtížné dýchání, křeče. Je nemožné odtrhnout ruce od elektrod kvůli silné bolesti při odstraňování.
Fibrilace srdce. Zástava dechu po 2-3 sekundách nebo více srdeční zástava.
Zastavení dýchání při delším toku proudu
Stejná akce za kratší dobu
Fibrilace srdce a zástava dechu po 2-3 sekundách.
Okamžitá zástava dechu a srdce. Pokud proud protéká dlouhou dobu (několik sekund), dochází k těžkým popáleninám a destrukci tkáně.
S ohledem na dopad střídavého a stejnosměrného proudu na lidské tělo v závislosti na jeho velikosti lze rozlišit následující prahové hodnoty:
1. Práh senzace (hmatný proud) elektrický proud, který při průchodu tělem způsobuje hmatatelné podráždění (0,5-1,5 mA pro variabilní a 5-7 mA na trvalou).
2. Práh nespouštěcího proudu (neuvolňovací proud) – nejnižší hodnota proudu, při které se již člověk nemůže samostatně osvobodit od zachycených elektrod působením těch svalů, kterými proud prochází (10-15mA pro variabilní a 50-80 mA na trvalou). Proudy menší velikosti se nazývají uvolňovací proudy.
3. Prahová hodnota fibrilačního proudu (fibrilační proud) – elektrický proud, který při průchodu tělem způsobuje fibrilaci srdce (100mA-5A pro variabilní a 300mA-5A na trvalou).
Trvání aktuální expozice
Délka expozice je v mnoha případech určujícím faktorem, na kterém závisí konečný výsledek elektrického šoku. Čím kratší je doba vystavení proudu, tím menší je nebezpečí pro lidské tělo. Hodnoty proudů přípustné pro člověka se v tomto případě výrazně zvyšují a naopak. S rostoucí dobou expozice od 0,1 na 1 přípustný proud se sníží přibližně 16krát. Další zvýšení expozice prakticky nemění hodnotu přípustného proudu. Pravděpodobnost fibrilace, stejně jako zástavy srdce, výrazně závisí na délce trvání proudu. Například při krátkodobé expozici (0,1 – 0,5 s) aktuální 100 мА nezpůsobuje srdeční fibrilaci. Pokud se doba expozice zvýší na 1, pak stejný proud vede ke smrti. Při delším vystavení proudu klesá odpor lidského těla v průměru o 25% a proud se zvýší na hodnotu schopnou způsobit zástavu dechu nebo srdeční fibrilaci. Zastavení dechu nenastane okamžitě, ale po několika sekundách, a čím více proudu prochází lidským tělem, tím kratší je tato doba. Tato závislost se vysvětluje tím, že s prodlužováním doby expozice živé tkáně proudu se kromě zvýšení hodnoty proudu zvyšují (akumulují) důsledky vlivu proudu na organismus, resp. konečně se zvyšuje pravděpodobnost okamžiku průchodu proudu srdcem shodného se zranitelnou fází Т srdeční cyklus (kardiocyklus).
Normálně se srdce stahuje 60 až 80krát za minutu, tzn. můžeme považovat trvání celého cyklu (kontrakce – expanze) za rovné 1.
Nebezpečí shody momentu proudu procházejícího člověkem s fází Т kardiocyklus je následující:
Každý cyklus (obr. 1) srdeční činnosti se skládá ze dvou období: jeden, nazývaný diastola, kdy srdeční komora, která je v uvolněném stavu, je naplněna krví, a další nazývaný systola, kdy se srdce stahuje a tlačí. krev do arteriálních cév.
Kardiogram identifikuje jednotlivé oblasti odpovídající různým fázím srdce:
P vlna – nastává při kontrakci síní (poté se komory naplní krví);
QRS vrchol – nastává, když se srdeční komory stahují, což způsobuje vytlačení krve do aorty;
T vlna – nastává v období, kdy končí kontrakce komor a přecházejí do uvolněného stavu.
Bylo zjištěno, že citlivost srdečního svalu na elektrický proud není v různých fázích jeho práce stejná. Srdce je nejzranitelnější ve fázi Т, jehož trvání 0,15-0,2 s.
Obr. 1. Závislost rizika poranění při protékání proudu srdcem
Pokud tedy během fáze Т Když proud prochází srdcem, obvykle dochází k srdeční fibrilaci. V případě nesouladu mezi aktuální dobou průchodu a fází Т nevznikají fibrilační proudy významné velikosti. Když se doba trvání proudu rovná trvání cyklu, proud prochází srdcem a během fáze T. Pokud je doba trvání proudu kratší než doba trvání srdečního cyklu, může dojít k nesouladu mezi okamžikem průchodu proudu a fází T.
Maximální přípustná (nefibrilační) dotyková napětí a proudy procházející lidským tělem byly stanoveny v závislosti na délce expozice (viz tabulka 2).
