《电流损伤》PPT课件.ppt
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1、第十五章 电流损伤,第一节电击伤和电击死一、概述(一)电击伤与电击死的概念 电流通过人体引起可感知的物理效应,称为电击。电流通过人身体引起皮肤及其他组织器官的损伤及功能障碍,称为电损伤或电击伤(electric injury,electrical burns)。因电流作用导致人体死亡称电击死(electric death)。,触电时间极短,只引起局部疼痛和皮肤肌肉剧烈收缩而不一定有损伤;有损伤,轻者立即发生头晕、心悸、四肢软弱、全身乏力、惊惶失措、面色苍白、口唇发绀、肌肉收缩;重者:休克、四肢厥冷、昏迷、持续抽搐、心室纤颤、甚至心跳和呼吸停止而死亡。触电后可以几乎不发一声立即死亡;立即意识丧失
2、,然后意识恢复,好转,尚可说话、行走,但短时间后又虚脱死亡;还有少数人触电当时意识清楚,尚能说话或大叫一声,然后倒地死亡;延迟性(数分钟或数小时)死亡或死于晚期并发症;强大电流致延髓中枢高度抑制或呼吸肌持续痉挛,可发生假死状态,表现为呼吸、心跳处于极度微弱状态,呈现出窒息征象。若及时正确抢救可能复苏。,我国电损伤的发生率和死亡率均很高。根据9695例电击伤的临床资料:电损伤/住院烧伤病人:6.56%,死亡率:3.1%,截肢率:27.32%;男:女=7:1;青壮年:75%;工人、农民:73.67%,大多数未经过安全用电知识培训的青年电工及非电工专业人员。380V以上电压:63.56%;380V以
3、下电压:36.41%;少数为高频触电、直流电器触电及医疗设备触电。儿童电损伤/小儿烧伤:2.06%。14447例尸检统计:雷电损伤致死165例(1.14%),占法医尸体检验死因分类统计的第五位。,(二)电的基本物理性质欧姆定律:IV/R。导体:传导电流良好的物体,如金属、电解液;绝缘体:不能传导电流或传导率很低的物体,如玻璃、云母、胶木板。绝缘劣化:灰尘、水、温度可使绝缘体失去绝缘作用。电流的效应:热、磁和化学。电能可以转化为热能、机械能和化学能等。热效应:电流的热效应指电流通过导体时,由于电阻的存在,自由电子的碰撞,功率消耗引起发热,电能就不断地转化为热能。焦耳定律:Q0.24I2Rt。工业
4、用电 高压电:1000V;低压电:380V;低压电:36380V;特低压电或安全电压36V。,(三)触电方式电击死具备三个因素:带电的电源、通过人体的电流通路以及人体接触地面。前提条件:人体成为电流通路的一个组成部分。触电方式:1.单线(相)触电 指人体站在地面或其他接地体上,人体的某一部位触及一相带电体所引起的触电。最常发生。2.两线(相)触电 指人体两处同时接触两相电源导致的触电。最危险。3.跨步电压触电 电流从接地处流入大地,以半球型向大地流散。离接地点越近,电压越高。在入地点20米以外,地面电位近乎零。误入有电区域,两脚之间的电位差形成跨步电压,由跨步电压引起的触电。当发觉有跨步电压时
5、,应赶快把双足并拢或者单腿跳跃离开危险区。,4.接触电压触电 站在发生接地短路故障设备的旁边,触及漏电设备的外壳时,其手和脚之间所承受的电压。由于接触电压而引起的触电称为接触电压触电。如果穿鞋使人与地隔开,则人体受到的接触电压要小于漏电设备的对地电压。5.高压弧光放电触电 指人体接近高压带电设备时由高温电弧所造成的弧光放电烧伤。约占高压触电事故的70%80%。人和电源距离小于或等于高压放电距离时,在高电压强大的电场影响下,空气由绝缘体转入导电状态,并伴弧光和声音,称气体间隙击穿或称放电。6.微电击 电流作用于机体时可能不需通过高电阻的皮肤,而沿着血管前进,直接通过心脏引起室颤,发生微电击。如在
6、手术室或重症监护室,用导管作心电图记录、安装起搏器、应用除颤器、注射造影剂、测量内部血压或用导管穿过较大的血管触到心肌以刺激心脏等,某些导管内有导线或导电液体,提供了直通心脏的低阻电路,体内的低阻电路增加了微电击的可能性。,7.静电触电 静电是指在摩擦或电容器充电并断离电源后保持的电荷,也可因接近带电体而感应到静电。穿着绝缘底的鞋在地板上行走、脱尼龙衣服、电视与计算机屏幕均可产生静电,但总电能低,对人体仅造成微小刺激。(四)常见触电原因1主观原因忽视安全用电,误碰电源或带电电器;违章布线、电线线路年久失修;利用电线晾挂衣物;违反用电操作规程,自行检修或带电拆修电器设备等。2客观因素高温、高湿场
7、所,霉雨季节,身体受潮或出汗,电器绝缘性降低或电器外壳未很好接地。3意外情况供电电线意外下落、火灾时电线烧断接触人体或因某种原因误碰电源等。,二、电流对人体的作用(一)组织的电生理效应 电流使细胞膜结构“去极化”,阳极起酸性反应,阴极起碱性反应,细胞因结构和代谢障碍发生变性、坏死。有的电损伤者早期无组织形态学改变已失去肢体神经和肌肉功能。(二)电流损伤损伤程度:与电流密度的平方和通电时间成正比。低电压(110220V)可直接引起触电死亡,约1/5患者能存活;650V的可引起电休克,约3/5患者可能复苏成功。电流对人体的损伤作用:直接的局部作用:在电流传导途径上电能对组织细胞的直接损伤作用,又分
8、为真性电损伤和电烧伤。间接的全身作用:触电时通过神经反射、体液因素或组织破坏毒素等引起的损伤。电流通过人体可发生各种不同的反应,可不被感知,可有麻感、刺痛感,局部肌肉痉挛,心室纤颤等,也可触电后立即死亡。(表171),电流造成人体损伤的形式:1.电烧伤:电流通过皮肤进入机体,因皮肤电阻产生热能,可致烧伤,尤其高压电引起组织烧伤最严重,而电流的直接损伤常难以肯定。区别三种因素造成的烧伤:接触性电烧伤;电火花烧伤;触电后易燃物燃烧造成的火焰烧伤。电流的电离、电渗和机械作用所致;接触性电烧伤在发生机制和病理改变方面与单纯热力烧伤不同,不能单从体表皮肤损伤的范围估计电烧伤的范围与严重程度。2.心和脑产
9、生短路。晶状体、血管、肝和其他组织发生形态学改变。损害血管壁全层,受损血管痉挛、血液凝滞、血栓形成,进而肌肉等组织发生变性和渐进性缺血坏死。致死性电流损伤的病理生理作用主要是电流侵犯脑、脑干、颈段脊髓或侵犯心脏,导致呼吸或心跳停止。,三、影响电流对人体作用的因素(一)电流类型和强度 交流电和直流电,均可造成电击伤或电击死,前者多见,后者多发生在实验室及某些特殊情况下。电流类型:500V AC或DC损害程度大致相同;人体对500V以下的交流电比直流电要敏感46倍。电流强度:7080mA AC:心室纤颤乃至呼吸心跳骤停;对 250mA DC 可耐受。100mA AC可在0.2秒内致心室纤颤和停搏,
10、而4A DC可使心律失常者恢复窦性心律。电流强度越大,引起损害越严重。AC 5060Hz,10mA;DC 50mA,手仍能脱离电源,不发生损伤和生命危险。电压:DC电压愈高,电解作用愈强,危险性也愈大。25300Hz(尤其5060Hz)AC最具危险性,小于10Hz或大于1000Hz的AC不触电。,5060Hz AC 驱使细胞内的离子在细胞内来回一次,使细胞受到最强烈的骚动和破坏。与机体组织器官的生物电节律相符,引起心肌纤维颤动;亦可使细胞膜发生去极化,骨骼肌强直性收缩,触电者手握住电源不放,延长电流通过时间,造成死亡。40160Hz的电流最易引起心室纤颤,300Hz以上的AC的伤害作用减小,并
11、随其频率的增高而伤害作用逐渐降低。利用高频AC的高频电场效应甚至可用于透热治疗。个体对电流的敏感度的差异:有些人1mA有刺痛感,910mA时不能松开电线。多数人耐受的最大电流值约为30mA,达40mA时常致意识丧失。人体能摆脱电源的临界电流值远远低于产生心室颤动而致死的电流值。通常DC电流强度达到100 mA或者AC电流强度达到7080mA 时,对人体可致命。,(二)电压一定范围内,电压越高,通过人体的电流越大,伤害越重。高压电使皮肤烧焦开裂,皮下的电阻急剧下降,使电流迅速增加。实践中,以100250V的交流电造成触电的机会最多,1000V以上的高压电流造成电击伤亡的机率较少。高压电:选择性地
12、作用于神经系统和呼吸器官,引起的休克通过有效的人工呼吸可以治愈。危险:形成电弧,焦耳热可高达4000,使衣服燃烧,机体严重烧伤而死亡。低压电主要作用于心脏的传导系统,引起致命性心室纤颤。交流电致触电后休克死亡,多发生在电压为220250V者,电压100V以下致死案例报告极少。日常用电:110V、220V或380V。家用电器和汽车用电:12V或24V。安全电压:40V;国际电工委员会:50V;我国规定:36V。因汗湿、皮肤裂伤、长时间触及电源等原因,即使很低的电压也有危险;人体电阻降低至300500时,9V的电源可使通过电流达1830mA可导致不能摆脱电源、呼吸困难、心律不齐等。电流作用于心脏部
13、位也可致死,如用20V和24V电针刺入胸前皮肤致死的报告。,(三)皮肤电阻与电流强度呈反比。电阻越大,进入电流量越少;电阻越小,进入电流量越多,对人体的损伤愈大。皮肤、骨、软骨、毛发电阻脂肪、神经、肌腱、肌肉、淋巴管、血管心、脑、血(体)液。皮肤厚的部位如足底、手掌、背、臀等电阻较高,皮肤较薄处如面部、前臂、大腿内侧等电阻较低。一般皮肤电阻约每平方厘米5k10k。干燥的手掌、足掌皮肤电阻可达1百万2百万;出汗电阻减小,可减为2530k;浸湿的皮肤,电阻可减至11.5k;皮肤裂开或破损时,电阻低至300500。电阻1200,110V的交流电可致死;300时,30 V可致死。电流损害皮肤后,由于电
14、解作用,电阻可降至380;但是烧伤致凝固性坏死后,皮肤电阻又上升致使电流中断;如果组织发生炭化,则电阻大大降低又能导电。血管丰富的部位如颊部,电阻较小。粘膜的电阻仅约1.5k2k。血液的电阻最小,骨电阻可高达90万,焦耳热可高达数千度,使骨质熔化,形成骨珍珠。,(四)电流作用于机体的时间电流作用于机体的持续时间越长,人体电阻降低越多,通过人体的电流量愈大,则后果愈严重。通电时间越长,能量积累增加,容易引起心室纤颤。如高压电流作用小于0.1秒钟时,不引起死亡;心脏除颤器电压3000V,电流30A,接触时间极短仅50ms,不引起电击性室颤,使原有的颤动停止达到治疗的目的;作用1秒钟,可引起死亡。1
15、0,000V电流作用半秒钟无危险,或仅引起惊惧;200300V电流长时间作用于机体能致死。低电压所致局部损伤的程度也明显地决定于接触时间的长短,随着时间延长,损伤由皮肤电流斑或水泡形成、炭化,直至露出肌肉和骨骼。,(五)电流通过机体的途径电流的入口与出口之间即为电流通路。电流通过脑、心、肺是最危险的路径,可致呼吸麻痹、心室纤颤、心脏停搏、昏迷和瘫痪。触电后电流通过机体的途径约80%是由一侧肢体进入,另一肢体逸出。最常见由手入,从足出。电流由上肢至上肢或由上肢至下肢,特别是由左上肢经过心脏区域至右下肢;由胸腹部至背部;由头、颈部至手或足均可通过心脏,十分危险。电流由下肢至下肢,不通过心脏及脑,危
16、险性较小。电源两极间距很近时,如电插头、电警棍等接触人体,由于作用于人体的范围小、电流回路很短或离心、脑、肺较远如仅作用于四肢或腹部,一般不至于引起电击死。,(六)机体接触电源的状况电源导体与皮肤接触紧密,则两者间的电阻小而电流大,对人体的损害大;电阻很小时,局部病变可不明显。电流越大,在有一定电阻时,局部产热就多,引起的烧伤就明显。当皮肤形成烧伤后,组织凝固使电阻急剧升高,进入体内的电流量又随之减小。电源不与机体直接接触也可发生电击死。主要见于机体处于高压电场、电弧或电流火花的范围内;或在水中通过水导电造成。导体接触面积与电阻成反比。导体接触面积小,如电线、电棒的一端,则局部电阻大,易引起小
17、孔烧伤,创口可达深部组织,但对机体影响相对较小;接触面积大而平坦,阻力相对较小,进入机体的电流较大,对机体影响较大,甚至死亡。导体接触部位有无毛发衬垫、皮肤厚薄、干湿及有无老茧有关。,(七)机体状态受热、受冷、疲劳、创伤、失血、兴奋、恐惧、忧郁、衰竭、过敏体质、某些内分泌和心血管系统疾病等均可使机体对电刺激敏感性增高;睡眠、麻醉、休克等却能使机体敏感性减低。老人、儿童和体弱者较健康青壮年敏感。触电者能否迅速脱离电源、是否及时得到抢救和抢救方法是否正确等均与预后有关。(八)环境状况 意外触电伤亡事故多发生于潮湿的环境中。如在浴室内使用电吹风,由于湿度大,常使电吹风外壳带电;漏电电器或破损电线浸没
18、于水中等均可致触电。,四、电击死的死亡机制(一)心室纤颤与心跳骤停 心肌细胞兴奋性增高,在心肌内形成许多异位起搏点,导致心室纤颤、心力衰竭。心电图上常见心动过速或过缓,ST段或T波改变,可见心肌缺血、心肌梗塞、传导异位及心律紊乱等变化。低压交流电(尤其是家用电源220V)电击伤特别容易导致心室纤颤,触电后心跳骤停亦往往是由室颤而来;而高压电常直接导致心跳骤停。心室纤颤是早期死亡的主要原因。由于心室纤颤系因电流刺激使得具有兴奋性的心肌细胞又获得兴奋性,是可逆性的,最有效的急救措施是电除颤。引起心室纤颤的时间与电流强度有关(表14-2)。2A以上电流通过心脏时,可直接导致心跳骤停。,(二)呼吸停止
19、与窒息头部急性电损伤:电流通过颈髓上部或脑干,引起呼吸中枢麻痹,患者可立即昏迷,瞳孔散大或固定,呼吸、心跳骤停。低压电:电流可直接作用于呼吸肌,发生强直性或痉挛性收缩,造成呼吸衰竭、窒息。高压电:抑制延髓中枢,引起呼吸、心跳骤停。“电流性昏睡”(electric lethargy)电流引起呼吸麻痹后,心跳和呼吸极其微弱,甚至暂时停止,处于假死状态。(三)其他 高压电可造成电烧伤,产生并发症:继发性休克(低血容量性休克及创伤性休克)、感染(局部感染、全身感染及特异性感染)、急性肾功能衰竭(肌肉广泛损伤导致挤压综合征样改变)、脂肪栓塞或内部器官破裂而死亡。触电时高坠造成死亡。,五、电击伤与电击死者
20、的形态学改变(一)体表改变电流损伤部位:最多见于手指、手掌、手腕,也可见其他各处,如头面部、颈胸部、小腿、前臂、上臂、足踝、足底或其他任何死亡当时与地面接触的地方,甚至口腔、外耳道、鼻腔、头皮、腋窝、会阴等隐蔽的部位。皮肤电流损伤种类:电流入口(表现为电流斑)及出口,皮肤金属化、电烧伤等病变。,1.电流斑(electric mark)电流印记,电流入口。由于带电导体与皮肤接触,电流通过完整皮肤时,在接触处产生的焦耳热及电解作用所造成的一种特殊皮肤损伤。皮肤角质层较厚的部位电阻大、电流通过时产热多,易形成典型电流斑。电流斑常为一、二个,也可为多个。(1)典型电流斑与其他皮肤电流损伤:典型:圆形或
21、椭圆形,直径510mm,色灰白或灰黄,质坚硬、干燥,中央凹陷,周围稍隆起,边缘钝圆,形似火山口,外周可有充血环,与周围组织分界清晰。底部平坦或有裂隙,有时可附有灰烬和溶解的金属碎屑沉积。电流斑周围可见水泡形成,易破裂,以致表皮松解、起皱或呈片状剥离。电流斑周围或其他部位皮肤有时可发生电流性水肿(electric edema),水肿部位呈苍白色;有时整个肢体发生电流性水肿。电流斑可小似针头、直径数厘米或更大。,电流斑形态多样:犁沟状、条状、弧状或不规则形等,常能反映导体与人体接触部分的形状,可推断导体接触面的形状。接触电线长轴,电流斑呈线状或沟状;接触电线的末端,形成的电流斑呈小圆形,接触时间长
22、时形成小孔洞;接触电插头形成成对的损伤,可籍此推断电击工具。若皮肤与导体接触不完全,导体在皮肤上移动过,则电流斑的形态亦难以与导体形状相吻合。不形成电流斑:电压低、环境潮湿、出汗,或赤足、赤膊接触地面或带电物体;浸泡在带电的水中,皮肤电阻小,导体接触面大、接触时间短等因素,可不形成典型电流斑,仅出现单纯性皮肤烧伤、表皮剥脱、皮下出血和皮下组织质地变硬等改变,甚至没有任何改变。,(2)组织学所见:典型电流斑中心表皮细胞融合变薄、致密,细胞间界限不清,染色深。热作用强时,中心部位表皮广泛坏死、脱落缺失。创面常有金属碎屑沉积。周围保留的表皮则变厚。表皮中层细胞胞浆均质化,细胞核水肿伴空泡形成。较具特
23、征性的是表皮细胞发生极性化改变,以基底细胞层最明显。电击伤处特别是损伤中心基底层细胞及细胞核纵向伸长,或扭曲变形,染色较深,排列紧密,呈栅栏状、旋涡状、螺旋状或圆圈状,或伸长似钉样插入真皮中。皮脂腺、毛囊、汗腺与毛细血管内皮细胞亦呈极性化,核变细长、深染,汗腺与毛细血管腔塌陷,实体条索状。细胞长轴与电流方向一致。真皮胶原纤维坏死、周围血管充血等。这种核伸长的现象也见于皮肤烧伤边缘部、皮肤钝器损伤、皮肤干燥处以及由巴比妥类中毒或冻伤引起的水泡,但变化程度不同。,Current mark,Histology of current mark(FA 976),Current mark,Current
24、mark,Histology of current mark(FA 908),(3)透射电镜观察:电流斑中心部位的细胞碎裂,细胞核破碎,残存的核被拉长并平行排列,染色质凝聚。电流斑周围的细胞质内,可观察到被电子束穿透的空腔,此空腔常紧靠细胞核,其形成是由于细胞基质凝固和水分蒸发所致,即所谓的烹饪效应(cooking effect)。(4)扫描电镜观察:鳞状细胞排列松懈,细胞碎裂、脱落,真皮内蜂巢样凹陷形成,底部沿电流经过处有多量细针孔状树枝形通道。电流斑区域内可见到电流穿凿引起的小孔穴和电流所致的细胞灼伤。小孔穴直径多数为30100m,孔口多呈圆形或类圆形。有的小孔穴壁光滑,有的为上皮细胞围叠
25、而成,有的呈破裂的水泡样改变。电流所致的细胞灼伤,表现为鳞状上皮燥裂,松解和脱落,脱落的鳞状上皮表面,有的可见到小的裂痕并有细胞碎屑附着。细胞碎屑大小不一,多为12m,形态为多角形或方形,大多呈密集分布。,2.皮肤金属化(electric metallization of skin)因电极金属在高温下熔化或挥发而成,金属颗粒在电场的作用下沉积于皮肤表面及深部。金属可呈纯态或化合状态。电流损伤的皮肤检材经10%福尔马林溶液固定后,金属元素有所损失,但其含量仍明显高于正常皮肤。接触不同的金属元素,皮肤可呈不同的颜色(金属颗粒量较大时),如接触铜导体,皮肤呈淡绿色或黄褐色;接触铁导体,呈灰褐色;接触
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