电流损伤

电流损伤四川大学华西基础医学与法医学院刘敏一、电流损伤的概念电流进入人体引起的可感知的物理效应称电击(或触电)。电流作用所致人体皮肤及其他组织器官损伤称电击伤(electricalinjury)。电流作用所致死亡称电击死(electricaldeath)。电击伤或电击死可由工农业生产用电和家庭用电造成。亦可由雷电所致。雷电所致者又称雷击伤或雷击死。二、电击伤与电击死电击伤(或电击死)多属于农业生产和日常生活中的意外事故。少有触电自杀或通电谋害的他杀案件发生。在美国，电刑(electrocution)是处决死刑犯的一种手段。人体必须成为电流通路的组成部分，方可造成电流损伤或死亡。电击伤是一种特殊类型的损伤，常可造成多器官系统的复合立体损伤，其死亡率高，截肢率亦高。（一）电流损伤影响因素电流对人体的伤害程度，与通过人体电流的大小、通电的持续时间、电流通过人体的路径、电流的频率及人体状况等诸因素有关。法医应掌握这方面的知识，才能对触电案例作出正确的判断。1、电流大小是影响电流损伤后果的重要因素。一般说来，进人体内的电流越强，发生的后果越严重。对于工频交流电，按照通过人体电流的大小和人体呈现的状态，可将电流划分三级①感知电流：这是引起人感觉的最小电流；不同的人，感知电流不同。对于50％概率的成年男性、女性的感知电流分别为1.1mA与0.7mA。②摆脱电流：是人触电后能自主摆脱电源的最大电流。不同的人摆脱电流亦不同，对于50％概率的成年男性、女性的摆脱电流分别约为16mA与10.5mA。对于95％概率的摆脱电流分别为9mA和6mA。摆脱电源的能力随着触电时间的延长而减弱。一旦触电后没有及时摆脱电源，则后果严重。③致命电流：指短时间内危及生命的最小电流。由于电击死亡的主要原因是电流引起心室颤动或窒息造成的，因此认为引起心室颤动的电流即致命电流。心室颤动电流与通电时间有关。当电流持续时间超过心脏搏动周期时，室颤电流为50mA左右。当电流持续时间短于心脏搏动周期时，室颤电流为数百mA。根据欧姆定律I=V／R电流强度大小主要决定于施加人体的电压人体阻抗电压电压越高，电流越大，对人体危害亦越大。在法医实践中，以220-380V的交流电造成的触电机会最多。100V以下电压引起的死亡较少见，但亦有触及24V、46V低压电致死的案例。高压触电较少见。高压电的危险在于人体与电源之间形成电弧，温度可高达4000℃，造成严重烧伤，甚至死亡。电阻人体细胞内、外液均含有丰富的离子，容易通过电流，但另一方面身体各部又有不同的电阻。皮肤、骨、软骨、毛发的电阻最大。脂肪、神经、肌肉组织的电阻次之。心脏、脑、血(体)液的电阻较小。各部位皮肤的电阻亦有差异。各部位皮肤的电阻亦有差异。手掌和脚掌表皮因角质较厚，电阻可达1000000-2000000欧姆。各部位皮肤的电阻亦有差异。手掌和脚掌表皮因角质较厚，电阻可达1000000-2000000欧姆。潮湿的皮肤电阻可小至1200-1500欧姆。皮肤电阻除与部位、温度、潮湿等有关外，还与接触电压、频率、电流持续时间等有关。根据实验发现：低电压时皮肤电阻大，而高电压下电阻小。接触电压在50V以下时，皮肤电阻大；当电压为50—100V时，皮肤阻抗明显下降；皮肤破溃时，其阻抗可忽略不计，近似于体内阻抗。故一般认为，50V以下的低电压常不造成死亡。2、通电时间当进人体内的电流量一定时，机体损害的程度与接触时间成正比。通电时间越长，越易引起心室颤动，即电击危险性越大；接触时间越短，后果越轻。例如，心脏电击除颤的电压为3000V，电流达30A，由于接触时间极短，不但不会引起电击性室颤，相反可使原有的颤动停止而达到治疗目的。3、电流性质交流电与直流电均可造成电击伤或电击死。50-80mA的交流电即可引起人的心室纤颤、死亡；而人体却可耐受250mA的直流电。500V的交流电或直流电对人体的损害大致相同；人体对500V以下的交流电比对直流电敏感4-6倍，故在此电压范围内交流电比直流电危险。500V以上交流电对人体的损害作用逐渐减弱，而直流电的电压愈高，则其电解作用愈强，故危险性越大。对人体最危险的是频率为50-60Hz的交流电。这种频率的交流电通过机体时，驱使细胞内的离子随该电流的频率往复运动的速度，正好可令其在细胞内来回一次，使细胞受到最强烈的骚动和破坏。这种频率的交流电又与机体组织器官的生物电节律相符，通过心脏时，易落在心肌应激期，引起心肌纤维性颤动；亦可使肌细胞膜发生去极化，引起肌肉强直性收缩，以致触电者手握电源不放，延长通电时间，造成死亡。150Hz以上交流电的伤害作用，随其频率的增高而降低，故高压高频交流电可用于临床治疗。4、电源的接触方式电源与机体接触分为单极性接触和双极性接触。双极性接触危险性较大，特别是从一侧上肢到对侧上肢或下肢，因电流通过心脏，危险性更大。双极触电多为自杀或他杀，单极性接触多为意外事故。电源与人体接触密切程度、接触面积亦影响进入体内的电流大小。密切接触则电阻小而电流大，反之不密切接触则电阻大电流小。接触面积与电阻成反比，若导体面积大而平坦，则阻力小，进入体内的电流大，后果严重。5、电流通过人体的途径电流在人体内总是沿阻抗小的组织呈扇形扩散，当电流通过心、肺、脑等重要组织器官时，常导致死亡。机体机能状态不良者，如患心脏病、内分泌疾病或过度劳累者对电击的耐受性降低，易导致死亡。老人与小儿对电击的耐受性亦较低。（二）电流损伤机制电流对人体组织的损伤机制尚不完全清楚1、电热损伤学说2、非热性损伤学说（三）电流损伤死亡机制1、心室纤颤与心跳骤停当一定强度的电流通过心脏，使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。2A以上电流通过心脏时，可直接导致心跳骤停。2、窒息电流直接作用于呼吸肌，使之发生强直性痉挛，造成窒息而死亡。3、呼吸停止电流通过颈髓或脑干，可引起呼吸中枢麻痹、呼吸停止，继而死亡。电流引起呼吸麻痹后，可出现假死状态，即所谓“电流性昏睡”。此时心脏仍保持极其微弱而不易觉察的跳动；若及时进行人工呼吸，有可能使触电者复苏。高压电流可造成电烧伤，伴继发性休克死亡，或造成抽搐而引起脱臼、骨折、脂肪栓塞或内脏破裂死亡。（四）电流损伤形态学改变1、电流入口电流人口的病变主要为电流斑。可伴电烧伤和皮肤金属化。(1)电流斑(currentmark)电流通过皮肤时产生热能，在皮肤上造成的具有诊断价值的特殊性损伤称电流斑。典型电流斑为圆形或卵圆形，直径6~8mm；中央凹陷，周围隆起，边缘钝圆，形似火山口，高约1~3mm。病变区呈白色、灰色或褐色，与周围组织分界清楚；质坚硬，无炎症反应。中央凹陷部形状与导体接触面形状相似。若皮肤与导线纵轴接触，则形成条状或沟状电流斑。与电线末端接触，则形成小圆形电流斑。故可根据电流斑的形态，推断导体的形状和接触方式。光学显微镜下中央凹陷区表皮各层致密并融合变薄，染色深，表皮可有破坏、脱落，创面可有金属微粒沉积，表皮与真皮之间有裂隙形成。周围隆起部分，表皮变厚，角质层与透明层肿胀、裂开，形成许多蜂窝状空泡。表皮细胞及核沿电流方向伸长，变为纺锤形、梭形或线形，呈栅栏状或旋涡状排列等组织细胞的极性化改变，核染色深，称流水样结构或核流(streamingofnuclei)。毛囊、汗腺、毛细血管内皮细胞等均可有极性化改变。皮下组织内产生许多气泡，形成多数腔隙或不连续的管状。透射电镜电流斑凹陷部位细胞质呈灰色的均质状，细胞器常不可辨认，细丝和桥粒虽变形但仍可识别，细胞核或其残余的部分被拉长，呈平行排列，染色质凝集明显。扫描电镜可见鳞状细胞排列松懈、脱落，真皮呈蜂巢样凹陷，在电流斑内可见电流穿凿的小孔穴。小孔穴直径多数为10-30um，孔多呈圆形或类圆形，小孔穴壁光滑。电流所致的细胞灼伤，表现为鳞状上皮分裂、松懈和脱落。脱落的鳞状上皮表面，可见到小的裂痕，并有组织、细胞碎屑附着。(2)皮肤金属化金属导体与皮肤接触时，由于金属导体在高温和电解作用下发生熔化沉积，产生金属微粒并沉着于电流斑表面及其深部组织，称皮肤金属化。金属微粒可用微量化学分析法、发射光谱等技术测定其化学组成，并与电极导体的化学组成成分进行对比，以确定电极种类。(3)电烧伤电流常造成烧伤。为触电瞬间产生的电火花和电流在其传导受阻组织产生的热力所致。电火花烧伤均为Ⅱ度烧伤；高压电流尤易造成烧伤。电弧烧伤以Ⅲ度为主。电烧伤可将电流斑掩盖，并可伤及皮下组织、肌肉及骨骼等。2、电流出口电流出口的形状可为圆形、椭圆形、线形或不规则形。出口部位组织受损可较人口严重，但无金属化现象。出口处衣服、鞋袜可被电流击穿。3、电击纹电流可致皮下血管扩张、麻痹，充血或出血，在皮肤表面出现树枝状的花纹称电击纹。电击纹存在的时间甚短，易消失。4、电流对组织器官的损伤电流可使血管壁变性和全层坏死，腔内有血栓形成。神经细胞变性、坏死，轴索消失，神经纤维脱髓鞘或断裂；神经基质粘液变性。内脏实质细胞变性、坏死。高压电流尚可致骨坏死，胶原破坏和无机物熔化，并在受损骨的表面，形成由磷酸钙融合而成的色灰白、内有空腔的骨珍珠(osseouspearls)。（五）电流损伤的法医学鉴定1、电击死的确认(1)触电现场电击死应有明确的触电现场。在他杀案件中，现场常被破坏，如电源被隐藏或伪装为意外事故现场。电击死案件的现场勘察，首先应切断电源，最主要的是判定死者是否在死亡前确为电流通路的组成部分之一。(2)确认电流斑电流斑是诊断电击伤的重要依据之一。据统计，220V以下的电流所致电击死者，仅1／3有电流斑形成；600V以上的电流所致死亡者，几乎均有电流斑。水中如池塘、浴盆内触电死亡者常无电流斑，故无电流斑不能排除电击死。对电流斑均应取材做组织学检查或金属导体化学成分分析等。(3)其他电击征象电烧伤、皮肤金属化、电击纹、骨珍珠及窒息征象等均可作电击死的依据。(4)排除其他暴力死亡和自然死亡。2、死亡方式确定电击死亡方式的判定，应根据周密的现场勘查和案情调查，结合尸体的位置、姿势，电流斑的形状，电流斑或电烧伤的部位是否与电源位置、导体形状相符等综合分析认定。(1)意外电击死意外电击死多发生在家庭或工农业生产用电中。常见的原因是电插头损坏、漏电或电路设计安装错误。亦可因意外接触高压电缆或在疾病的诊疗过程中触电死亡。(2)电击自杀死自杀现场多在室内。一般电击现场保持完好，可有特殊设计的电路。死者常用身体，如手直接接触电源。也有利用其他金属物品，如镍币、铁条等接触电源而自杀者。(3)电击他杀死多数是趁被害人无防备或睡眠时使其触电死亡。现场常被破坏，电源工具被隐藏，而伪装成其他死亡，或伪装意外电击死现场。对疑为电击他杀死者，要注意检查身体隐蔽部位有无电流斑或其他暴力痕迹。有时因多次反复通电，而造成多处电击伤痕；有时凶手用药水涂敷电流斑，以掩盖罪行。三、雷击伤与雷击死雷电是一种特殊的自然现象。雷电击中人体所致损伤或死亡，称雷击伤或雷击死。雷电属直流电，其电流强度大，可达数百安培至数万安培。据统计，等于或大于40kA的雷电流占45％，最大雷电流330kA占0.1％。雷电放电时间短暂，为0.01-0.1秒。雷电常击中高层建筑物、大树下或露天行人，尤其易击中靠近大树、衣服被淋湿，或身上携带金属物品的避雨者。当雷电击中人群时，有的人可完好无损，有的人则可受伤，甚至死亡。雷击死亡的机制电流直接造成心脏或脑干损伤导致心跳骤停或呼吸中枢麻痹死亡。强电流引起的空气加热和骤然膨胀产生的强大气浪，可引起内脏破裂等严重损伤而死亡。雷击死的尸体现象①电击伤改变可有电流人口和出口。电流出口，常位于手足部，尤以足部最多见，鞋袜可被击穿，或撕裂，甚至伴有烧伤。如受害人被雨淋湿，尸体上可无电流人口和出口。②雷击纹雷击后，由于皮下血管麻痹，扩张充血，皮肤上产生红褐色、树枝状或燕尾状花纹称雷击纹。它是雷击死的特征性变化，但存在时间短，有时在死后24小时左右即可消失，有时亦可保持数日。多出现在颈胸部、腹股沟等处，且自上而下走行。③雷击可引起多种损伤。如内脏破裂、骨折，脑撕裂伤等，衣服常被撕碎。雷击所致机械性损伤有