Действие электрического тока
Электрический ток в отличие от других травмирующих факторов, вызывающих повреждения человека при непосредственном соприкосновении, может действовать на человека и косвенно, через предметы, на расстоянии, через дуговой контакт и шаговое напряжение. При судебно-медицинской экспертизе чаще приходится встречаться с поражениями электрическим током на производстве и в быту, значительно реже — с действием атмосферного электричества (молнии). Действие электрического тока на организм проявляется в электрическом, тепловом и механическом эффектах и часто приводит к развитию экстремальных состояний, сопровождающихся резким расстройством сердечной деятельности (фибрилляции желудочков сердца) и дыхания, а также к возникновению шоковых реакций. Повреждения электрическим током составляют 1—2,5% от всех видов травм, но по количеству летальных исходов и инвалидности занимают одно из первых мест.Действие электрического тока на производстве и в быту может вызывать тяжелые и даже смертельные поражения от соприкосновения с неисправными бытовыми приборами (настольные лампы, чайники, утюги и др.), включенными в сеть напряжением 127 или 200 В. В промышленности применяет трехфазный ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц. При таком напряжении тока нередко возникает тяжелая электротравма. Различают постоянный и переменный ток. Напряжения постоянного и переменного тока, эквивалентные по своему действию на организм, соответственно равны 120 и 42 В. Постоянный ток менее опасен, чем переменный, только до напряжения 500 В. При напряжении в 500 В опасность обоих видов тока уравнивается, а при напряжениях более 500 В опаснее постоянный ток. В практике поражения постоянным током встречаются редко. Тяжесть поражения от электрического тока зависит в основном от его физических параметров, но нередко большое значение имеют обстоятельства, при которых действует ток, а также состояние организма. Наибольшая опасность поражения существует при воздействии переменного тока частотой 40— 60 Гц.
С повышением частоты электрических колебаний опасность поражения снижается, а при токах высокой частоты (более 10 000 и до 1000 000 Гц) и даже при высоком напряжении (1500 В) и большой силе (2—3 А) не наблюдается повреждающего воздействия на организм. На этом основано широкое применение токов высокой частоты в медицинской практике — для физиотерапевтических процедур.
В зависимости от величины напряжения тока происходит преимущественное поражение органов дыхания или кровообращения. Международной нормой безопасного напряжения, так называемого сниженного напряжения, является разность потенциалов в 24 В. Смертельные исходы возможны уже при напряжении в 40 В. Токи высокого напряжения — свыше 3000 В, менее опасны и редко приводят к смертельному исходу. Это объясняется тем, что при высоких напряжениях между телом и электродом возникает эффект вспышки электрической дуги и большая часть электрической энергии превращается в тепловую, вызывая местные поражения в виде ожогов. Наиболее часты смертельные исходы при действии тока напряжением от 100 до 1500 В.
Важное значение в развитии поражения электричеством имеет величина тока; воздействие тока силой в 100 мА в преобладающем большинстве случаев является смертельным.
Эффект биологического действия тока зависит от времени, в течение которого организм подвергается действию тока определенной интенсивности, что является важным фактором для возникновения фибрилляции желудочков сердца. Длительное прикосновение к электрическим проводникам при силе тока 0,25—80 мА (минимальный «неотпускающий» ток) может приводить к смерти, вызывая судороги дыхательных мышц и как следствие этого — острую асфиксию.
Распространение электрического тока по организму возможно при наличии условий для входа и выхода тока. Это происходит, когда человек одновременно соприкасается с двумя электродами — двуполюсное включение или соприкасание с одним из электродов, а какая-либо часть его тела заземлена — однополюсное включение. Включение может быть частичным, когда изолированный от земли человек касается одной рукой разноименных полюсов. При этих условиях ток проходит через включенный отрезок руки, что обычно не представляет опасности. При высоком напряжении электрический ток может поразить человека без непосредственного прикосновения к проводнику — на расстоянии, через дуговой контакт, возникающий при опасном приближении к нему. В результате ионизации воздуха создается контакт человека с токоведущими установками или проводами. Опасность поражения на расстоянии значительно возрастает в сырую погоду из-за повышенной электропроводимости воздуха. При сверхвысоких напряжениях электрическая дуга может достигать длины 35 см.
Электротравма может произойти от так называемого шагового напряжения. Поражение в данном случае происходит, когда ноги человека касаются двух точек земли, имеющих различные электрические потенциалы. Шаговое напряжение возникает при падении на землю высоковольтного провода, при заземлении неисправного элетрооборудования, при разрядке молнии на землю и др. При попадании под шаговое напряжение ток проходит от одной ноги к другой по нижней «петле». Этот путь тока через тело человека является менее опасным. В том же случае, когда человек из-за судорожного сокращения мышц нижней конечности падает, нижняя петля превращается в полную, более опасную. Считается опасным входить на расстояние 10 шагов в зону упавшего провода высоковольтной сети. При этом, чем шире шаг, тем значительнее разность потенциалов и тем под большее напряжение попадает человек.
Смертельные поражения могут возникнуть от тока небольшого напряжения, и, наоборот, человек может остаться в живых при действии тока очень высокого напряжения. На степень поражения техническим электричеством оказывают влияние пути прохождения тока в организме. В литературе их условно называют петлями тока. Наиболее опасным является путь, когда электрический ток проходит через головной мозг или сердце, что может наблюдаться при включении в электрическую цепь левой руки и ноги, правой руки и левой ноги, левой и правой руки, груди или спины и руки, головы и ноги или руки и др. Электрический ток проходит преимущественно по тканям, обладающим наибольшей электропроводностью и наименьшим сопротивлением.
Сопротивление тканей электрическому току возрастает в следующей последовательности — кровь, слизистые оболочки, печень, почки, мышцы, вещество мозга, легкие, сухожилия, хрящевая, нервная, костная ткань, кожа. Наибольшим сопротивлением обладает сухая кожа. Влажная кожа и повышенное потоотделение способствуют поражению электрическим током.
Состояние организма в момент воздействия тока имеет большое значение. Лица, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой системы, почек, эндокринных желез и малокровием, старики, дети, беременные женщины, а также субъекты, находящиеся в состоянии алкогольного опьянения, особенно подвержены воздействию электрического тока. Глубокая асфиксия, перегревание снижают резистентность организма к электрическому току.
Электрическая энергия оказывает воздействие не только в месте контакта, но и на весь организм, что может проявляться различными симптомами в зависимости от поражения той или иной системы органов. Механизм общего воздействия электричества рассматривается как шок, приводящий к расстройству дыхания и кровообращения.
Шок, развивающийся в результате действия электрического тока, относится к группе болевых. При более длительном прохождении тока шок возникает за счет резкого болевого раздражения рецепторов, нервных стволов, болезненной судороги мышц и спазма сосудов (ишемическая боль).
При распространении в организме электрического тока значительной интенсивности смерть наступает, как правило, мгновенно в результате первичного прекращения дыхания или сердечной деятельности. Иногда же наблюдается так называемая замедленная смерть, когда у пострадавшего некоторое время после поражения током отмечаются судороги, он кричит и пытается освободиться от проводника тока. Нередко пострадавший освобождается от проводника, но вскоре умирает. Смерть пострадавшего может наступить и через значительный промежуток времени после воздействия тока. Во время замыкания электрического тока происходит максимальный выдох, ибо мощность выдыхательной мускулатуры больше, чем вдыхательной. Это значительно утяжеляет течение электротравмы, так как в организме намного снижается кислородный резерв.
Изменения в месте контакта с проводником по ходу тока связаны с переходом части электричества в другие виды энергии, что обусловливает его теплое, механическое и физико-химическое действие.
Действие электрического тока при коротком замыкании приводит к образованию электрометки, а при вспышке электрической дуги возможно возникновение значительных ожогов, а также обугливание мягких тканей и костей.
Электрометки: а — у входа; 6 — у выхода тока
При местном действии тока, помимо электрометок и ожогов, могут отмечаться отеки, некрозы, импрегнация металлами и повреждения. Тепловое действие электрического тока проявляется также гибелью подлежащих тканей, вплоть до обугливания. Иногда удается видеть в костной ткани своеобразные образования — «жемчужные бусы», возникающие в результате расплавления костного вещества с выделением фосфата кальция. Механическое действие связано с судорожными сокращениями мышц, что может приводить даже к их разрыву. Электрическая дуга, возникающая иногда между телом и проводником, приводит к воспламенению одежды и, следовательно, образованию на теле обширных ожогов. Остатки обгоревшей одежды должны быть особо тщательно исследованы для установления места соприкосновения с токонесущим проводником. Необходимо исследовать обувь, так как при однополюсном включении на ней могут быть следы тока. Как правило, электрометки имеют бледно-желтую, серо-белую или серо-желтую окраску. Они плотные на ощупь, имеют западающее дно и валикообразные приподнятые края, обычно без воспалительных экссудативных явлений в окружающих тканях. Электрометки могут иметь вид царапин, небольших ран, омозолелостей, кровоизлияний в кожу, мелкоточечной татуировки. Иногда электрометки напоминают входные огнестрельные отверстия. Эпидермис в области электрометки может быть отслоен и приподнят. Одним из признаков электрометки является металлизация, которая образуется как при плотном контакте с кожей предмета, находящегося под напряжением, так и в случае действия электрической дуги. Следы металла в области электрометок могут выявляться методом цветных отпечатков. Микроскопические изменения в коже при поражении электрическим током весьма характерны. В роговом и блестящем слоях эпидермиса видны многочисленные пустоты, придающие эпидермису ячеистый вид. Форма различной величины пустот может быть округлой, овальный и угловатой. Они часто располагаются группами, но могут встречаться и в одиночку. Роговой и блестящий слои эпидермиса полностью отделены от зернистого слоя. В зернистом и шиповатом слоях эпидермиса также могут встречаться пустоты в виде щелей, отделяющих поверхностные слои клеток от глубоких. Иногда измененный эпидермис может целиком отслаиваться от собственной кожи, приподнимаясь над ней наподобие пузыря, верхняя часть которого нередко разорвана. Чаще отслоившийся эпидермис отделен от собственно кожи только узкой щелью. Границы клеток эпидермиса не определяются, ядра базального и частично шиповатого и зернистого слоев вытянуты, расположены перпендикулярно или наклонно к поверхности кожи. Иногда ядра отклоняются в двух направлениях, располагаясь как бы в виде метелочек, местами наблюдаются завихрения ядер. Когда эпидермис отделяется от собственно кожи, то клетки, оставшиеся в углублениях между сосочками, также бывают вытянутыми. Применяя специальные способы окраски препаратов, можно при микроскопическом исследовании установить наличие металлов. При действии электрического тока в 10—20% случаев никаких морфологических изменений кожи обнаружить не удается. При действии электричества наблюдаются явления застойного полнокровия, отек стенки и ложа желчного пузыря, кровоизлияния. Полнокровие, отек, иногда мелкоточечные кровоизлияния выявляются в мягкой мозговой оболочке и веществе головного мозга. В затруднительных случаях для изучения источников тока, проводников и получения других данных необходимо проводить техническую экспертизу, без которой иногда невозможно судить о причине смерти. Особое значение при поражении электрическим током приобретает констатация действительного наступления смерти, так как известны случаи мнимой смерти, при которой прежде всего необходимо проведение мероприятий по оказанию медицинской помощи, направленных на восстановление жизненных функций (искусственная вентиляция легких, массаж сердца и другие реанимационные мероприятия).
Действие атмосферного электричества
Действие атмосферного электричества представляет собой гигантский электрический разряд в атмосфере. Напряжение тока достигает миллиона вольт, сила тока — сотни тысяч ампер. Поражающими факторами молнии являются электрический ток, световая и звуковая энергия и ударная волна. Продолжительность воздействия молнии может быть весьма незначительной, ограничиваясь долями секунды, однако исключительно большая величина энергии в момент ее действия обусловливает различные телесные повреждения и даже смертельный исход. Действие молнии в принципе не отличается от действия электрического тока высокого напряжения.На коже при поражении молнией возникают повреждения, главным образом в виде ожогов, опадения волос, а также древовидноразветвленных фигур красного или розового цвета — так называемых фигур молнии. Появление «фигур молнии» объясняется резким расширением поверхностных сосудов кожи и небольших кровоизлияний по их ходу. У оставшихся в живых такие изменения могут отмечаться в течение нескольких дней, а на трупе они бледнеют и довольно быстро исчезают. Для действия молнии характерна симметричность поражения — парезы обеих конечностей, параплегии с глубокой длительной потерей сознания, остановкой дыхания, угнетением сердечной деятельности.
Изредка встречаются поражения кожи в виде небольших отверстий с обожженными краями (их можно принять за входное огнестрельное отверстие), а иногда и грубые повреждения вплоть до обширных ожогов кожи, переломов костей, отрыва конечностей и разрывов внутренних органов. Нередки случаи полного отсутствия на теле человека видимых следов действия молнии.
Патоморфологическая картина внутренних органов при наступлении смерти от действия атмосферного электричества сходна с картиной, наблюдаемой при поражении техническим электричеством.
При поражении молнией одежда может разрываться в различных направлениях или иметь мелкие отверстия. Края дефектов могут быть обожженными или оставаться совершенно неизмененными. Характерны отверстия в подошвах обуви, а также обугливание кожи в окружности металлических гвоздей на подошве. Металлические предметы нередко расплавляются полностью или оплавляются, в результате чего возникает импрегнация кожи металлом, что имеет экспертное диагностическое значение.
При отсутствии признаков поражения молнией решить вопрос о причине смерти весьма затруднительно. Большое значение имеет участие эксперта в осмотре места обнаружения трупа, так как нередко на месте происшествия видны следы действия молнии, например в виде расщепления деревьев, пожара и др. Поражение молнией может быть непосредственным или произойти через какие-либо предметы, например через радио или телефон. Известны случаи поражения молнией при разговорах по телефону во время грозы, при работе с радиоприемниками. Поражение молнией не всегда заканчивается смертью. Оно может вызвать расстройство здоровья или не оставить никаких последствий.
