Stromunfall

Verletzungen durch Strom

Epidemiologie

  • Jährlich ereignen sich in Deutschland ca. 4000 ernste Elektrounfälle.
  • 5 – 10% der behandelten schweren Verbrennungen werden durch elektrischen Strom verursacht. Das Trauma ist äußerst komplex und neben der hohen Mortalität auch mit einer hohen bleibenden Behinderung (Verstümmelung) behaftet. Die Amputationsrate der betroffenen Extremität liegt bei 50%.
  • Zur Schädigung durch Strom kommt es, wenn der Körper in den Stromkreis einbezogen wird, entweder durch Berührung zweier unter Spannung stehender Leiter oder bei guter Erdung nur eines Strom führenden Leiters.
  • Eine direkte Berührung ist bei hoch gespanntem Strom nicht erforderlich, da ein Überspringen in Form eines Lichtbogens möglich ist.
  • Elektrischer Strom bewirkt sowohl ein thermisches Trauma durch Hitzeentwicklung als auch ein elektrisches, nicht thermisches Trauma durch Zusammenbruch der Zellmembran („electroporation“ = Durchlöcherung der Zellmembran) und Veränderung der Aminosäurenstruktur (Elektrodenaturierung).
  • Art und Ausmaß der Schädigung sind abhängig von der Stromspannung U (Volt), der Stromstärke I (Ampere), dem Widerstand R (Ohm) des durchströmenden Gewebes, der Kontaktzeit und schließlich vom Typ des Stromes (Gleich- oder Wechselstrom)

Verletzungsursachen

  • Sowohl niedrig als auch hoch gespannter Wechselstrom ist weitaus gefährlicher als Gleichstrom von gleicher Spannung.
  • Die Berührung des Wechselstrom führenden Leiters führt in der Regel zu einer verlängerten Kontaktzeit, da tetanische Muskelkontraktionen ein Loslassen des Leiters verhindern. Dabei ist die Frequenz des Haushaltstroms von 50 bis 60 Hz ideal zur Auslösung von Kammerflimmern, selbst bei der niedrigen Spannung von 220 Volt.
  • Gleichstromquellen sind im häuslichen Bereich außerordentlich selten: Autobatterien, Trockenzellen, verschiedene Gerätetransformatoren, aber auch Defibrillatoren, Schrittmacher und Elektrokauter. Die Stromspannungen sind im Allgemeinen mit 3 – 24 Volt gering, und Schäden sind nicht oder nur ausnahmsweise zu erwarten.
  • Demgegenüber stellt der Blitz eine hoch gespannte Gleichstromquelle mit einer Spannung von >106 Volt und einer Stromstärke von 103 bis 2 x 105 Ampere dar, und es können Temperaturen von 30000°C entstehen.
  • Trotz der außerordentlichen Energie und Hitzeentwicklung finden sich beim Blitz wegen seiner extrem kurzen Dauer (1 – 2 ms) und seines flash-over-Effektes nur in 5% tiefe Verbrennungen.
  • „Flash over“ ist das Ableiten des Blitzes über die Körperoberfläche, gewöhnlich bei nasser Kleidung, die Verbrennungen der Haut entstehen dann lediglich durch Entzündung der Kleidung, ein Stromfluss findet nicht statt.

Einteilung und Symptome nach dem Stromstärkebereich

Grad Stromstärkebereich Klinik
I * Gleichstrom ca.80 mA

Wechselstrom (50Hz) bis 35 mA

Einwirkungsdauer unbegrenzt

Geringe RR-Erhöhung je nach Stromstärke,

Leichte Verkrampfung der Atemmuskulatur,

Keine Herzrhythmusstörungen

II * Gleichstrom 80 – 300 mA

Wechselstrom (50Hz) 25 – 80 mA

Einwirkungsdauer unbegrenzt

Herzstillstand während der Körperdurchströmung mit nachfolgenden Rhythmusstörungen wechselnder Dauer und guter Rückbildungsneigung

Deutliche RR-Erhöhung

Verkrampfung der Atemmuskulatur

III * Gleichstrom 300 mA bis 3-5 A

Wechselstrom 80 mA bis 3-5 A

Einwirkungsdauer > 0,3 sec

Herzstillstand mit nachfolgendem Kammerflimmern
IV ** Gleichstrom > 3-8 A

Wechselstrom > 3-8 A

Herzstillstand während der Körperdurchströmung mit nachfolgender, meist lang anhaltender Arrhythmie

Deutliche RR-Erhöhung und Atemverkrampfung, Bei längerer Einwirkung (> mehrere Sekunden) meist Tod durch Verbrennung

*Niederspannungsunfälle

**Hochspannungsunfälle

Diagnostik

  • Stromverletzungen müssen als Multiorganverletzung gesehen und entsprechend behandelt werden, denn kein Organ ist gegen den Strom geschützt.
  • Die diagnostischen Maßnahmen konzentrieren sich wie bei anderen Schwerverletzten zunächst auf die vitalen Funktionen.
  • Strommarken als Hautnekrosen an den Ein- und Austrittsstellen zeigen den wahrscheinlichen Weg des Stromes und lassen Rückschlüsse auf mögliche innere Verletzungen durch den Strom zu.
  • Strommarken finden sich häufig an Kopf, Händen und Füßen.
  • Da Stromunfälle, insbesondere Hochspannungsunfälle, nicht selten durch Sturz von Masten und Eisenbahnwaggons oder durch Wegschleudern mit schweren mechanischen Verletzungen einhergehen, muss systematisch danach gesucht werden. Häufig besteht eine Amnesie für das Unfallereignis.

Kardiale Diagnostik:

  • In jedem Fall sind ein EKG und im Einzelfall weitergehende Untersuchungen (Echo) angezeigt.
  • Rhythmusstörungen treten in der Regel unmittelbar nach dem Stromdurchfluss auf. Im Gegensatz zu früheren Ansichten sind später auftretende Rhythmusstörungen nicht oder nur äußerst selten zu erwarten.
  • Für Niederspannungsunfälle gilt, dass eine EKG-Überwachung nicht erforderlich ist, wenn der Verunfallte zu keinem Zeitpunkt bewusstlos, keine Arrhythmien am Unfallort beobachtet wurden und bei Klinikaufnahme ein unauffälliges EKG vorhanden war.
  • Beim Hochspannungsunfall kann es jedoch durchaus nach einem freien Intervall zu einer direkten strominduzierten Myokardschädigung mit akuter Myokardnekrose kommen.

Labor:

  • Laborchemische Untersuchungen müssen die Bestimmung von freiem Hämoglobin und Myoglobin, Kreatinphosphokinase und anderer Enzyme (CK-MB, SGOT, LDH, Troponin) einschließen.

Bildgebende Diagnostik:

  • CT des Schädels und der HWS, Röntgenaufnahmen des Achsenskeletts und des Thorax sind zum Ausschluss erforderlich.
  • Knochenbrüche finden sich bei elektrischen Verletzungen in 10%. Frakturen und Verrenkungen sind auch nach starken tetanischen Muskelkontraktionen beim Wechselstromdurchfluss gefunden worden.

Neurologische Untersuchung:

  • Neurologische Störungen und Komplikationen sind häufig, da das Nervengewebe als physiologischer Stromleiter dem Strom den geringsten Widerstand entgegensetzt. Sie treten sowohl sofort als auch verzögert mit einer Latenz von Wochen bis Monaten auf, sind reversibel oder bleibend und betreffen sowohl periphere Nerven als auch das ZNS.
  • Amnesie, Verwirrtheit, Bewusstseinstrübung bis –verlust und Koma, Lähmungen, Hemi-, Para- und Tetraplegien, zerebrale Störungen, Krampfanfälle und Aphasien.
  • Schwere neurologische Defizite können auch Folge einer Hypoxie oder eines Kreislaufstillstandes sein.
  • So gilt der Atemstillstand infolge direkter zentraler Schädigung oder tetanischer Kontraktion der Atemmuskulatur als eine der häufigsten Todesursachen.
  • Spätfolgen sind Krampfleiden und spinale Symptome, die an eine progressive Muskelatrophie, an eine amyotrophe Lateralsklerose oder an eine Querschnittsmyelitis erinnern.
  • Periphere Nervenläsionen können bis zu 3 Jahren nach dem Unfall auftreten.

Ohren und Augen:

  • Durch einen Blitzschlag kommt es häufig zu einem Knalltrauma des Trommelfells (50%) und zu Augenschäden.
  • Katarakte sind häufige Komplikationen (30%). Die Veränderung der Linse können bereits bei der Einlieferung aber auch erst Monate bis Jahre später sichtbar sein.

Thorax und Abdomen:

  • Ein Stromdurchfluss durch Thorax und Abdomen kann zu einer direkten Schädigung der Lungen (Pneumothorax) und der intraabdominellen Hohlorgane (Perforation) führen. Übelkeit, Erbrechen und anhaltender paralytischer Ileus sind keine Raritäten beim elektrischen Trauma.

Haut und Muskeln:

  • Die kutane Schädigung bei der Stromverbrennung kann eine normale Verbrennung durch die in Brand gesetzten Kleider sein, sie kann lediglich aus den Ein- und Austrittsstellen des Stromes bestehen oder sie stellt sich als eine meist schwere Lichtbogenverbrennung, bei Temperaturen von 2000 – 5000°C, dar.
  • Dem Lichtbogen entsprechende Verbrennungen („kissing burns“) können auch an gegenüber liegenden Hautarealen (Achselfalte, Oberschenkel, Gelenke beugeseitig) entstehen.
  • Das ganze Ausmaß der Gewebezerstörung dokumentiert sich nicht an der Körperoberfläche, sondern die primären schwersten Muskelzerstörungen finden sich in der Tiefe, und das Ödem entwickelt sich somit unter klinisch unverletzter Haut. („Eisbergphänomen“).

Therapie

  • Der schwere Stromunfall erfordert eine kardiopulmonale Reanimation und die Polytraumabehandlung.
  • Beachtenswert ist, dass vom Blitz Getroffene mit Apnoe (akute Lähmung des Atemzentrums), Asystolie (Elektroschock) und weiten, lichtstarren Pupillen (autonome Dysfunktion) auch nach verspätet einsetzenden und längeren Wiederbelebungsmaßnahmen weitaus größere Chancen einer erfolgreichen Reanimation haben als andere Stromverletzte.
  • Auch die spontane Rückkehr zu einem Sinusrhythmus ist möglich. Bewusstlosigkeit und Ateminsuffizienz erfordern die Intubation und Beatmung.
  • Kardiale Therapie:
  • Anhaltende kardiale Probleme werden entweder mit Antiarrhythmika oder bei einer Insuffizienz auch mit Katecholaminen behandelt.
  • Volumentherapie:
  • Initial kann sich das Infusionsvolumen an der Parkland-Formel (Verbrennungsformel) mit 4 ml/kgKG/%VKOF orientieren, muss aber rasch gesteigert werden, bis eine stdl. Diurese von 1 – 2 ml/kgKG erreicht ist.
  • Schleifendiuretika können als Unterstützung gegeben werden.
  • Bei ausgeprägter Hämo- oder Myoglobinämie oder –urie sollte zur Verbesserung der Löslichkeit der Pigmente eine Alkalisierung (Urin-pH > 7) mit Natriumbikarbonat vorgenommen werden.
  • Die frühzeitige Gabe von Blutprodukten wird erforderlich, wenn durch starke Hämolyse und den Blutverlust in Muskulatur und tiefere Gewebe eine Anämie auftritt.
  • Kolloide anstelle von Kristalloiden können das ausgeprägte Muskelödem verringern.
  • Chirurgische Therapie:
  • Escharotomie und Fasziotomie sowie Dekompression von Nerven sind großzügig und unmittelbar nach dem Unfall durchzuführen, um weitere Schäden durch Druck zu verhindern.
  • Nicht selten sind Amputationen mehrerer Extremitäten unumgänglich.
  • Muskelnekrosen müssen erkannt und möglichst rasch abgetragen werden.
  • Die Oberflächenbehandlung erfolgt wie bei anderen Verbrennungen.

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  • stromunfall 220 volt

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