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Stromunfall

Abstract

Verletzungen durch die Einwirkung von elektrischem Strom entstehen oftmals im Haushalt durch Unfälle mit Haushaltsstrom (sog. Niederspannungsunfälle). Schwerste potentielle Folgen sind bei dieser Art von Stromunfällen Herzrhythmusstörungen. Weitaus seltener sind Hochspannungsunfälle (z.B. durch Bahnleitungen), welche jedoch infolge schwerster Verbrennungen und Begleitverletzungen häufiger tödlich enden. Für die medizinische Behandlung von schweren Stromunfällen ist neben einer sofortigen Einleitung lebensrettender Maßnahmen die Erfassung des gesamten Verletzungsausmaßes und die intensivmedizinische Behandlung von Komplikationen wie der Verbrennungskrankheit entscheidend. Als Langzeitkomplikation ist nach schweren Stromunfällen insb. mit Störungen des zentralen und peripheren Nervensystems zu rechnen.

Definition

Ein Stromunfall ist eine Verletzung durch die Einwirkung von elektrischem Strom auf den Körper.

In diesem Kapitel wird das Unfall- und Verletzungsgeschehen behandelt. Für Informationen zu rechtsmedizinischen Zeichen einer Stromeinwirkung siehe: Stromtod

Epidemiologie

  • Tödliche Stromunfälle: 0,5/100.000 Einwohner/Jahr [2][1][3]
    • In Deutschland ca. 50–100/Jahr
    • Seit den 1960er-Jahren rückläufig durch verbesserte Sicherheitsvorschriften
  • Nicht-tödliche Stromunfälle: Unbekannt, vermutlich hohe Dunkelziffer [1]
  • Altersgipfel: Kleinkinder und Jugendliche, junge Berufseinsteiger
  • Geschlechterverteilung: > [1]
  • Art des Stromunfalls: Im Kleinkindalter vornehmlich Niederspannungsunfälle mit Haushaltsstrom, im Erwachsenenalter Zunahme von Hochspannungsunfällen

Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die epidemiologischen Daten auf Deutschland.

Pathophysiologie

Schwere und Art der Schädigung [2][1]

Qualitative und quantitative Faktoren des elektrischen Stroms bestimmen das Gefährdungs- und Schädigungsmuster maßgeblich. Entscheidend sind:

Spannung U in Volt (V)

Während Hochspannungsunfälle am ehesten durch Verbrennung schädigen, ist bei Niederspannungsunfällen (mit Haushaltsstrom) eher das Risiko für Arrhythmien wie Kammerflimmern gegeben.

  • Technische Stromarten: Art des Stroms unterscheidet sich nach Einsatzgebieten und ist mitentscheidend für Verletzungsmuster
    • Wechselstrom: Üblicher Haushaltsstrom mit Niederspannungsunfällen, Bewegungsrichtung des Elektronenflusses wechselt, in Europa mit einer Frequenz von 50 Hz bei 230 V Spannung
      • Hochspannungsunfälle durch Wechselstrom: Bspw. an Bahnleitungen mit bis zu 15 kV im Stromnetz der Deutschen Bahn
      • Sonderform: Drehstrom , bspw. in Stromnetzen zur Stromübertragung genutzt, bis 380 kV Hochspannung
    • Gleichstrom: Elektronen fließen in eine Richtung, Gefahr für Kammerflimmern vergleichsweise gering , Vorkommen bspw. bei Leitungen für Straßen- und Stadtbahnen in Deutschland

Elektrischer Widerstand R in Ohm (Ω)

  • Hautwiderstand: Der Strom muss den Widerstand der Haut überwinden, um Schäden im Körper zu verursachen; dieser ist inter- und intraindividuell unterschiedlich , der Hautdurchbruch erfolgt dann beim Aufbau einer Spannung von ca. 70–100 V, der Körperinnenwiderstand beträgt ca. 1.200 Ω
    • Unterschiedliche Widerstände von Gewebestrukturen: Während bspw. Knochen einen hohen Widerstand haben und bei Stromfluss viel Hitze entsteht, leiten Gefäß- und Nervenbündel mit ihrem geringeren Widerstand den Strom wesentlich besser
    • Steigerung des Übergangswiderstandes: Bspw. durch Sicherheitsschuhe mit dicken Gummisohlen, nicht-leitende Handschuhe etc.
    • Reduzierung des Übergangswiderstandes: Bspw. durch Aufenthalt im Wasser oder nasse Haut
    • Hitzeentwicklung bei hohem Widerstand: Insb. durch Knochenleitung entstehende Hitze schädigt häufig knochennahe neurovaskuläre Leitungsbahnen; die Wärmeentwicklung in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand wird auch als „Joule-Effekt“ bezeichnet

Ein Aufenthalt in Wasser reduziert den Hautwiderstand erheblich!

Stromstärke I in Ampére (A)

  • Nach dem Ohm'schen Gesetz (I = U/R) steigt die Stromstärke bei geringem Widerstand und hoher Spannung an, als lebensbedrohlich gelten Stromstärken um ca. 50 mA , weitere Einflussgrößen auf die erreichte Stromstärke sind die Größe der stromaufnehmenden Kontaktfläche und der intrakorporale Leitungsweg des Stroms
    • Berechnung der möglichen Stromstärke bei Haushaltsstrom: Bei bspw. 250 V Spannung und 1.000 Ω Körperwiderstand beträgt die Stromstärke (I = U/R) 0,25 A (entsprechend 250 mA)
  • Einwirkzeit des elektrischen Stroms: Einwirkung des Stroms >100 ms notwendig, um eine Schädigung zu entfalten; über kürzere Zeiträume sind auch hohe Spannungen ungefährlich

Stromweg

Für die Art und das Ausmaß der Schädigung sind Ein- und Austrittsstelle des Stroms sowie der Verlauf durch den Körper entscheidend:

  • Hohe kardiale Schädigungsgefahr: Bei direkter Stromeinwirkung auf den Thorax oder bei Stromfluss von Arm zu Arm
  • Geringere kardiale Schädigungsgefahr: Bei Stromfluss von Arm zu Bein bzw. Bein zu Bein
  • Strommarken: Nekrosen der Haut an Ein- und Austrittsstelle des Stroms, oftmals nur sehr klein

Strom folgt zwischen Ein- und Austritt aus dem Körper dem Weg des geringsten Widerstandes. Für den Widerstand gilt: Gefäße und Nerven< Weichteile< Knochen!

Lichtbogenverbrennung bei Hochspannungsunfällen

  • Lichtbogen als elektrophysikalisches Phänomen: In der Nähe von Hochspannungsleitern kann Strom durch ein normalerweise nicht-leitendes Gas fließen, bspw. begünstigt durch hohe Luftfeuchtigkeit
    • Entladung hoher Spannungen: Zwischen Spannungsträger und Erdboden (bzw. einem Menschen oder Tier auf dem Erdboden) erfolgt ein Spannungsüberschlag (sog. Lichtbogenphänomen)
    • Entstehung hoher thermischer Energie: Bei Temperaturen von bis zu 20.000 °C resultieren schwerste und großflächige äußere und innere Verbrennungen
    • Entstehung einer Druckwelle: Ähnlich wie bei einer Explosion; zusätzliche Verletzungsgefahr durch Sturz oder Wegschleudern
    • Zusätzliche Schädigung durch Stromfluss: Neben den schweren thermischen Schädigungen sind Kammerflimmern und mögliche Reaktionen
  • Sonderfall: Lichtbogenverbrennung im Niederspannungsbereich um 1.000 V, bspw. an Verteilerkästen in feuchten Kellerräumen, i.d.R. mildere Verbrennungsmuster

Symptome/Klinik

Kardiale Symptome

  • Herzrhythmusstörungen: Häufig Extrasystolie, SVES und VES nach leichteren Unfällen, bedrohliche Arrhythmien je nach Unfallmuster
    • Kammerflimmern (defibrillierbar): Bei Niederspannungsunfällen
    • Schwere Bradykardie bzw.: Eher bei Hochspannungsunfällen
  • Myokardischämie: Durch koronare Vasospasmen oder direkte Schädigung der Koronararterien
  • Seltener: Gefäßrupturen, akute kardiale Dekompensationszustände, Thrombosen

Muskuläre Symptome und Komplikationen

Neurologische Symptome

Verbrennungen

Sekundäre Verletzungen

Präklinisches Management

Strenge Beachtung der Eigensicherung

  • Niederspannungsunfall
    • Stromkreis unterbrechen: Sicherung ausschalten, Gerät abschalten, Netzstecker entfernen
    • Wiedereinschalten verhindern: Ggf. Wacht­pos­ten vor Sicherungskasten im Keller postieren und anwesende Helfer anweisen
    • Vorsicht bei Feuchtigkeit: Abstand zu stromführenden Strukturen
    • Lösung der Person von der Stromquelle: Wenn Betroffene nicht loslassen können und insb. wenn Stromkreis nicht sofort zu unterbrechen ist, muss die Person mit einem isolierenden Gegenstand von der Stromquelle gelöst und von leitenden Strukturen (Wasserlachen) entfernt werden, bspw. durch
      • Wegschieben mit Sicherheitsschuhen, Schuhen mit Gummisohlen oder dicken Lederhandschuhen
      • Wegstoßen/Wegschieben mit einem Besenstiel oder einer Holzplanke
  • Hochspannungsunfall: Kein Betreten der Gefahrenzone vor fachgerechter Sicherung und Erdung der Unfallstelle!
    • Bahnstrecken: Mind. 1,5 m Abstand zu Stromleitern einhalten
    • Hochspannungsleitungen: Mind. 5 m Abstand zu Stromleitern einhalten

Bei Hochspannungsunfällen steht die Lebensrettung in Konflikt mit einer erheblichen Eigengefährdung. Auch in dramatischsten Situationen darf die Unfallstelle nicht ohne Freigabe betreten werden!

Versorgung des Patienten

Reanimation bei Stromunfällen [3]

Grundsätzlich ist die Reanimation nach einem Stromunfall wie jede Reanimation durchzuführen. Siehe hierzu auch: Reanimation - AMBOSS-SOP .

  • Besonderheiten nach Stromunfall
    • Kammerflimmern: Häufigste Arrhythmie bei Niederspannungsunfall, sofortige Defibrillation kann lebensrettend sein!
    • Asystolie: Eher bei Hochspannungsunfall, nicht defibrillierbar, daher sofortige Thoraxkompression entscheidend!
    • Lange Fortführung der Reanimationsmaßnahmen: I.d.R. herzgesunde Patienten, daher sollten Reanimationsbedingungen so lange wie möglich aufrecht erhalten werden, sofern keine nicht mit dem Leben zu vereinbarenden schweren Verletzungen bestehen

Ein elektrogener Bewusstseinsverlust mit Pupillenstarre, Atemlähmung und erhaltenem Minimalkreislauf bei ausgeprägter Bradykardie kann einen „echten“ Kreislauf- und Atemstillstand vortäuschen – eine Reanimation ist sachgerecht und ausreichend lange durchzuführen, das Einsetzen eines Spontankreislaufs ist wie bei jeder Reanimation zu prüfen!

Klinisches Management

Akutdiagnostische Maßnahmen bei Stromunfall [1][2][4]

Anamnese

  • Einholung der notärztlichen Übergabe, ggf. Ergänzung durch Befragung von Zeugen zur Klärung des Unfallmechanismus, bspw. mittels SAMPLE-Schema
  • Bei Arbeits- oder Wege-Unfall Vorstellung bei Durchgangsarzt
  • Ggf. Ermittlung einer Vormedikation
    • Hinweise auf kardiale Vorerkrankung: Bspw. bei Therapie mit Antikoagulantien, Betablockern
  • Erfragen und Klären einer etwaigen Suizidalität, ggf. psychiatrische Vorstellung bzw. Einweisung, sobald der klinische Zustand dies ermöglicht

Körperliche Untersuchung

Klinisch-apparative Diagnostik

Akutmanagement bei Stromunfall

  • Indikationen zur stationären Aufnahme: Nach Kriterien der ERC gegeben bei Feststellung folgender Symptome bei erster ärztlicher Begutachtung
  • EKG-Veränderungen: Meist leichtgradige EKG-Veränderungen wie z.B. Sinustachykardie, Sinusbradykardie, vereinzelte Extrasystolen [5]
    • Monitoring: Für mind. 6 Stunden in der Notaufnahme, Entlassung möglich, wenn Rückbildung der Veränderungen nach 6 Stunden [5]
    • Bei Persistenz >6 Stunden: Kontinuierliches EKG-Monitoring für 24 Stunden, ggf. kardiologische Diagnostik
    • Bei rezidivierendem Kammerflimmern: Defibrillationsbereitschaft bei aufgeklebten Pads aufrecht erhalten, Amiodaron in Reanimationsdosierung erwägen
  • Myokardschädigung/Myokardischämie: Erfasst durch EKG, Troponin I und CK bzw. CK-MB , serielle Kontrollen wie bei einem akuten Koronarsyndrom insb. bei schweren Stromunfällen ratsam
  • Verbrennung und Verbrennungskrankheit: Ausgiebige Volumensubstitution und Balancierung häufig auftretender Elektrolytstörungen entscheidend!

Verlaufs- und Sonderformen

Blitzunfall [6][1]

  • Definition: Gefährlichste Art des Stromunfalls durch direkten oder indirekten Einschlag eines Blitzes
  • Physikalische Eigenschaften des Blitzschlags
    • Stromstärke: Bis 300.000 A
    • Spannung: Bis 100.000.000 V
    • Hitzeentwicklung: Temperaturen bis 50.000 °C
    • Einwirkzeit: I.d.R. nicht mehr als 0,02 ms
  • Pathophysiologie: Je nach Art des Blitzeinschlags auf den Körper sind zu unterscheiden
    • Direkter Einschlag: Komplette Durchquerung des Körpers, schwerste Schädigung bis hin zur vollständigen Zerstörung des Körpers
    • Partieller Einschlag: „Streifen des Körpers“ durch den Blitz, d.h. die Stromwirkung erfolgt tangential, die Blitzenergie durchströmt den Körper nicht komplett
    • Indirekter Einschlag: Indirekte Stromübertragung durch Übertritt auf den Körper, bspw.
      • Übertragung durch Kontakt: Bspw. mit einem Gegenstand oder Gerät, worin der Blitz einschlägt
      • Übertragung durch räumliche Nähe: Bspw. wenn man in der Nähe eines Baumes steht, in den der Blitz einschlägt
      • Übertragung durch Bodenkontakt: Bspw. durch Stromfeld eines in den Boden einschlagenden Blitzes
      • Übertragung durch Stromleiter in Gebäude und Haushaltsgeräte: Bspw. durch Telefonleitungen

Blitze schlagen oft, aber nicht immer auf dem höchsten Punkt einer freien Umgebung ein. Man kann auch in der Nähe von Bäumen, Gebäuden, im Fußballstadion oder sogar innerhalb von Gebäuden vom Blitz getroffen werden!

Epidemiologie [6]

  • Inzidenz: In Deutschland ca. 50 Fälle/Jahr, davon 3–7 tödlich, weltweit ca. 1.000 Fälle/Jahr
  • Meteorologie: Weltweit tägliche Registrierung von 8 Mio. Blitzen
  • Risiko für einen Blitzeinschlag: Typischerweise bei Aktivitäten im Freien und im Umkreis von etwa 15 km eines Gewitterzentrums, Lebenszeitrisiko ca. 1:3.000
  • Risikogruppen: Bestimmte Berufsgruppen (bspw. Landwirtschaft, Baugewerbe), Sporttreibende, Militärbedienstete
  • Letalität: 20–30%

Klinik und Management

  • Symptomatik: Prinzipiell ähnlich wie bei Hochspannungsunfällen mit betontem Auftreten von
    • Bewusstlosigkeit
    • Herzstillstand
    • Lähmung inkl. Atemlähmung
    • Verbrennungen bis hin zur vollständigen oder teilweisen Zerstörung der körperlichen Integrität
    • Verletzungen durch Druckwelle der Stromentladung: Bspw. Ruptur des Trommelfells, Augenverletzungen
    • Lichtenberg-Blitzfiguren: Charakteristische baumartige Verbrennungen auf der Hautoberfläche
  • Besonderheiten beim Eigenschutz: Schutz vor weiteren Blitzeinschlägen!
    • Anfassen des Opfers möglich, da Strom bereits entladen
    • Bei aktivem Gewitter meiden von
      • Anhöhen, offenen Flächen
      • Hohen Gebäuden/Strukturen wie bspw. Hochspannungsleitungen, Masten
      • Leitenden Strukturen
      • Wasser und Gewässern
    • Transport des Opfers in sichere Umgebung (Cave: Immobilisation der Wirbelsäule!) für Erstversorgung
  • Besonderheiten bei der Reanimation
    • Initial Bergung unter Beachtung der Regeln des Eigenschutzes bei aktivem Gewitter
    • Einleitung einer kardiopulmonalen Reanimation so schnell wie möglich
    • Bei mehreren Opfern: Höchste Priorisierung von Verletzten mit Kreislaufstillstand
  • Prozedere: Umgehende Einlieferung in ein Verbrennungszentrum nach der Erstversorgung!

Opfer eines Blitzeinschlages können danach angefasst werden, da der Strom durch den Einschlag bereits entladen ist!

Kodierung nach ICD-10-GM Version 2020

Quelle: In Anlehnung an die ICD-10-GM Version 2020, DIMDI.