La lesione da elettricità è un danno provocato dal passaggio di corrente elettrica attraverso il corpo. I sintomi vanno dalle ustioni della cute ai danni agli organi interni e ad altri tessuti molli, ad aritmie cardiache e arresto respiratorio. La diagnosi si basa sull'anamnesi, su criteri clinici e su specifici test di laboratorio. Il trattamento è di supporto, con misure aggressive in caso di lesioni gravi.
Lesioni elettriche accidentali in casa (p. es., toccare una presa elettrica o ricevere una scossa da un piccolo apparecchio) raramente causano lesioni o sequele significative. Tuttavia, ogni anno negli Stati Uniti, l'esposizione accidentale ad alta tensione provoca quasi 400 morti e > 30 000 incidenti non fatali, e le ustioni elettriche rappresentano circa il 5% dei ricoveri nelle unità per ustionati.
Fisiopatologia delle lesioni da elettricità
L'insegnamento tradizionale è che la gravità del danno elettrico dipende dalle caratteristiche dell'esposizione, detti fattori di Kouwenhoven:
Tipo di corrente (continua [CC] o alternata [CA])
Tensione e amperaggio (misure della forza della corrente)
Durata dell'esposizione (esposizioni prolungate aumentano la gravità delle lesioni)
Resistenza del corpo
Percorso della corrente (che determina quali specifici tessuti vengono danneggiati)
Tuttavia, l'intensità del campo elettrico sembra predire la gravità della lesione in modo più accurato.
Fattori di Kouwenhoven
La corrente alternata cambia frequentemente direzione; è il tipo di corrente che viene in genere fornito a livello domestico negli Stati Uniti e nel resto del mondo. La corrente continua scorre costantemente nella stessa direzione; è il tipo di corrente che viene erogata dalle batterie. I defibrillatori e i cardioversori solitamente erogano corrente continua.
Il modo in cui la corrente alternata danneggia il corpo dipende largamente dalla frequenza. Negli impianti domestici si usa corrente alternata a bassa frequenza (50-60 Hertz) sia negli Stati Uniti (60 Hertz) che in Europa (50 Hertz). La corrente alternata a bassa frequenza causa una contrazione muscolare estesa (tetania), che può impedire a una persona di rimuovere la mano o altre parti del corpo dalla fonte di corrente. A causa di questa potenziale esposizione prolungata, la corrente alternata è associata a più alti tassi di lesioni e mortalità rispetto alla corrente alternata ad alta frequenza o alla corrente continua della stessa tensione e amperaggio. L'esposizione alla corrente continua tende a provocare più facilmente una singola contrazione convulsiva, che spesso scaglia via il soggetto dalla fonte di corrente.
Sia per la corrente alternata che per la corrente continua, più alti sono il voltaggio (V) e l'amperaggio (A), maggiore è il danno da elettricità (a parità di durata di esposizione). La corrente domestica negli Stati Uniti va da 110 V (presa elettrica standard) a 220 V (p. es., unità di riscaldamento/aria condizionata, asciugatrici, forni, caricatori di veicoli elettrici). Le correnti ad alto voltaggio (> 500 V) tendono a provocare ustioni profonde, mentre quelle a basso voltaggio (da 110 a 220 V) tendono a provocare tetania muscolare con rischio di esposizione prolungata se la persona non può allontanare la mano (o altre parti del corpo) dalla fonte di corrente. L'amperaggio massimo che può causare la contrazione dei muscoli flessori del braccio, ma che permette al soggetto di rilasciare la mano dalla fonte di corrente, è definito corrente let-go (lascia andare). La corrente let-go varia in base al peso corporeo e alla massa muscolare. Per una persona media di 70 kg, la corrente let-go è pari a circa 75 milliampere (mA) per la corrente continua e a circa 15 mA per la corrente alternata.
Una corrente alternata a 60 Hz a basso voltaggio che passi attraverso il torace anche per solo una frazione di secondo può provocare una fibrillazione ventricolare, già ad amperaggi di appena 60-100 mA; con la corrente continua, sono necessari circa 300-500 mA. Se la corrente arriva al cuore direttamente (p. es., tramite un catetere cardiaco o gli elettrodi di un pacemaker), persino un amperaggio < 1 mA può indurre fibrillazione (sia in corrente alternata che in corrente continua).
Il danno tissutale dovuto all'esposizione a elettricità è causato principalmente dalla conversione di energia elettrica in calore, con conseguente danno termico. La quantità di calore dissipata è pari all'amperaggio2 × resistenza × tempo; così, per una data corrente e durata, il tessuto con la resistenza più alta tende a subire il danno maggiore. La resistenza del corpo (misurata in ohm/cm2) è fornita principalmente dalla cute, perché tutti i tessuti interni (eccetto l'osso) hanno una resistenza trascurabile. Lo spessore e la secchezza della cute aumentano la resistenza; la cute secca, ben cheratinizzata e integra, ha in media valori di 20 000-30 000 ohm/cm2. Un palmo o una pianta callosi e ispessiti possono avere una resistenza di 2-3 milioni di ohm/cm2; al contrario, la cute umida e sottile ha una resistenza di circa 500 ohm/cm2. La resistenza della pelle lesionata (p. es., per taglio, abrasione, puntura di ago) o delle mucose umide (p. es., bocca, retto, vagina) può essere anche di soli 200-300 ohm/cm2.
Se la resistenza della cute è elevata, si può dissipare più energia elettrica a livello cutaneo, il che provoca estese ustioni della cute, ma minori lesioni interne. Se la resistenza cutanea è bassa, le ustioni della cute sono meno ampie o sono assenti, e una maggiore quantità di energia elettrica viene trasmessa alle strutture interne. Così, l'assenza di ustioni esterne non indica l'assenza di lesioni da elettricità, e la gravità delle ustioni esterne non indica la gravità dei danni da elettricità.
Consigli ed errori da evitare
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I danni ai tessuti interni dipendono dalla loro resistenza così come dalla densità di corrente (corrente per unità di superficie; l'energia è più concentrata quando la stessa intensità di corrente passa attraverso un'area minore). Per esempio, quando l'energia elettrica passa in un braccio (soprattutto attraverso tessuti di minore resistenza, p. es., muscoli, vasi, nervi), la densità di corrente aumenta nelle articolazioni perché una percentuale significativa dell'area della sezione trasversale dell'articolazione è composta da tessuti a resistenza maggiore (p. es., ossa, tendini), il che riduce l'area a minore resistenza del tessuto; così, il danno ai tessuti a resistenza inferiore tende a essere più grave nelle articolazioni.
Il tragitto della corrente attraverso il corpo determina quali strutture saranno lese. Dato che la corrente alternata inverte continuamente la direzione, i termini comunemente impiegati di "ingresso" e "uscita" sono inappropriati; "sorgente" e "terra" sono più precisi. La mano è il punto di sorgente più frequente, seguita dalla testa. Il piede è il più comune punto di terra. È probabile che la corrente che viaggia tra le braccia o tra il braccio e un piede attraversi il cuore, causando potenzialmente un'aritmia. Questa corrente tende ad essere più pericolosa di quella che viaggia da un piede all'altro. La corrente diretta alla testa può danneggiare il sistema nervoso centrale.
Intensità del campo elettrico
La forza del campo elettrico è l'intensità dell'elettricità attraverso l'area a cui è applicata. Esso, insieme ai fattori di Kouwenhoven, determina anche il grado della lesione tissutale. Per esempio, 20 000 volts (20 kV) distribuiti attraverso il corpo di una persona alta circa 2 m determinano un'intensità di campo di circa 10 kV/m. Allo stesso modo, 110 volt, se applicati solo su 1 cm (p. es., sulle labbra di un bambino), determinano un'intensità di campo simile, pari a 11 kV/m; questo rapporto spiega perché un danno a così basso voltaggio a una piccola area possa causare un danno tissutale della stessa gravità di alcuni danni ad alto voltaggio applicati su aree più ampie. Al contrario, quando si considera il voltaggio piuttosto che l'intensità del campo elettrico, lesioni da elettricità minime o insignificanti potrebbero tecnicamente essere classificate come ad alto voltaggio. Per esempio, la scossa che si riceve strisciando i piedi su un tappeto in inverno comporta migliaia di volt, ma causa lesioni del tutto trascurabili.
L'effetto del campo elettrico può causare danni alla membrana cellulare (elettroporazione) anche quando l'energia è insufficiente a causare un danno termico.
Tipi di lesioni
L'applicazione di un campo elettrico a bassa intensità causa un'immediata sensazione spiacevole (la "scossa"), ma raramente provoca lesioni gravi o permanenti. L'applicazione di un campo elettrico ad alta intensità causa un danno termico o elettrochimico ai tessuti interni. Il danno può comprendere
Emolisi
Coagulazione di proteine
Necrosi da coagulazione del muscolo e di altri tessuti
Trombosi
Disidratazione
Avulsione dei muscoli e dei tendini
I danni da un campo elettrico ad alta intensità possono causare un edema significativo, che, poiché il sangue si coagula nelle vene e i muscoli si gonfiano, può provocare la sindrome compartimentale. Un edema significativo può causare anche ipovolemia e ipotensione. La distruzione muscolare può determinare rabdomiolisi, mioglobinuria, e squilibri elettrolitici. La mioglobinuria, l'ipovolemia e l'ipotensione aumentano il rischio di danno renale acuto. Le conseguenze della disfunzione d'organo non sempre sono correlate alla quantità di tessuto distrutto (p. es., la fibrillazione ventricolare può avvenire con una distruzione di tessuto relativamente scarsa).
Sintomatologia delle lesioni da elettricità
Le ustioni possono essere nettamente demarcate sulla cute persino quando la corrente penetra irregolarmente nei tessuti più profondi.
I bambini che mordono o succhiano dei cavi di alimentazione possono riportare ustioni della bocca e delle labbra. Tali ustioni possono causare deformità estetiche e compromettere la crescita dei denti, della mandibola e della mascella. L'emorragia dell'arteria labiale, che deriva dalla caduta dell'escara dopo 5-10 giorni dal trauma, si verifica fin nel 10% di questi bambini.
Una scarica elettrica può causare potenti contrazioni muscolari o cadute (p. es., da una scala o da un tetto), provocando lussazioni (lo shock elettrico è una delle poche cause di lussazione posteriore della spalla), fratture vertebrali o di altre ossa, lesioni agli organi interni e altre lesioni da impatto.
Si possono verificare gravi contrazioni muscolari involontarie, convulsioni, fibrillazione ventricolare o arresto respiratorio per danni del sistema nervoso centrale o dei muscoli. Un danno cerebrale, del midollo spinale o dei nervi periferici può causare vari deficit neurologici.
L'arresto cardiaco si può verificare in assenza di ustioni, come nel caso di incidenti in bagno (quando una persona bagnata [in contatto con il pavimento] riceve una corrente a 110 V, p. es., dall'asciugacapelli o dalla radio). Il disturbo del ritmo più frequente nei pazienti in arresto cardiaco è la fibrillazione ventricolare (1).
Sequele fisiche, psicologiche e neurologiche lievi o scarsamente definite si possono sviluppare 1-5 anni dopo l'infortunio e determinare una significativa morbilità (2).
Riferimenti relativi alla sintomatologia
1. Kroll MW, Luceri RM, Efimov IR, Calkins H: The electrophysiology of electrocution. Heart Rhythm O2 4(7):457-462, 2023. Pubblicato il 9/06/2023. doi:10.1016/j.hroo.2023.06.004
2. Wesner ML, Hickie J: Long-term sequelae of electrical injury. Can Fam Physician 59(9):935-939, 2013.
Diagnosi delle lesioni da elettricità
Esame obiettivo completo
A volte ECG, titolazione degli enzimi cardiaci o analisi delle urine
Una volta allontanato il paziente dalla corrente, si valuta la presenza di un eventuale arresto cardiaco e arresto respiratorio. Si pratica la necessaria rianimazione. Dopo la rianimazione iniziale, i pazienti vengono esaminati dalla testa ai piedi per la presenza di eventuali lesioni traumatiche, in particolar modo se il paziente è caduto o è stato scagliato via.
I pazienti asintomatici, con un esame clinico normale, che non sono in gravidanza, non hanno disturbi cardiovascolari noti e che hanno avuto soltanto una breve esposizione alla corrente domestica solitamente non presentano significative lesioni interne o esterne acute, e non è necessario eseguire ulteriori analisi o monitorare il soggetto. Per gli altri pazienti, va valutata l'opportunità di eseguire un ECG, l'emocromo con formula, la titolazione degli enzimi cardiaci e l'esame delle urine (per controllare la presenza di mioglobina). I pazienti con alterazione dello stato di coscienza possono richiedere una TC o una RM.
Trattamento delle lesioni da elettricità
Spegnere la corrente
Rianimazione
Analgesia
A volte monitoraggio cardiaco per 6-12 h
Cura delle ferite
Assistenza generale
Tutti i pazienti con lesioni da ustioni da elettricità devono ricevere una profilassi antitetanica appropriata.
I bambini con ustioni delle labbra devono essere inviati a uno specialista in ortodonzia pediatrica o a un chirurgo maxillo-facciale esperto di queste lesioni.
Trattamento preospedaliero
La prima priorità è quella di interrompere il contatto tra il paziente e la sorgente di corrente, spesso spegnendo la corrente (p. es., facendo scattare il salvavita o spegnendo l'interruttore, o scollegando il dispositivo dalla presa elettrica). Le linee ad alto voltaggio e quelle a basso voltaggio non sono sempre facilmente distinguibili, soprattutto all'aperto. ATTENZIONE:Per evitare lo shock, i soccorritori non devono cercare di disimpegnare chiunque sia impigliato nelle linee elettriche (sia di alta che di bassa tensione) fino a quando l'alimentazione non viene interrotta.
Lesioni gravi o shock
I pazienti vengono valutati e rianimati contemporaneamente. Si tratta lo shock, che può derivare dal trauma o da ustioni molto estese. Le formule per calcolare i liquidi da infondere per la rianimazione degli ustionati classici, che si basano sull'estensione delle ustioni cutanee, possono sottostimare il fabbisogno di liquidi in caso di ustioni elettriche; pertanto, tali formule non sono utilizzate. Invece, i liquidi sono titolati per mantenere un'adeguata produzione di urina (circa 0,5-1,0 mL/kg/ora).
I pazienti possono avere rabdomiolisi con mioglobinuria, ed è particolarmente importante mantenere un'adeguata produzione di urina, mentre l'alcalinizzazione delle urine può aiutare a ridurre il rischio di insufficienza renale. Anche lo sbrigliamento chirurgico di grosse quantità di tessuto muscolare può aiutare a ridurre l'insufficienza renale mioglobinurica.
Il dolore grave dovuto a un'ustione elettrica viene trattato con un'appropriata titolazione degli oppiacei EV.
Tutti i pazienti con ustioni elettriche importanti devono essere affidati a un centro specialistico per ustionati.
Fattori di rischio cardiaco
Le aritmie letali sono rare nei pazienti che hanno un ECG normale alla valutazione iniziale (1).
Tuttavia, il monitoraggio cardiaco è indicato per una qualsiasi delle seguenti condizioni:
Sospetto di danno cardiaco
Disturbi cardiovascolari strutturali noti (p. es., difetti cardiaci congeniti)
Le pazienti gravide possono richiedere il ricovero per il monitoraggio e la valutazione fetale a causa di un potenziale danno cardiaco fetale (2).
Ustioni lievi
I pazienti devono ricevere una cura topica delle ferite da ustione, se necessario. Il dolore viene trattato con FANS o altri analgesici.
I pazienti che non presentano o presentano sintomi minimi, che presentano una lieve lesione da ustione o che non presentano reperti all'esame obiettivo, che non sono in gravidanza, non hanno disturbi cardiovascolari noti, e che hanno avuto soltanto una breve esposizione alla corrente domestica solitamente non presentano significative lesioni acute interne o esterne che necessitano del ricovero e possono essere dimessi.
Riferimenti relativi al trattamento
1. Bailey B, Gaudreault P, Thivierge RL: Cardiac monitoring of high-risk patients after an electrical injury: a prospective multicentre study [published correction appears in Emerg Med J 2007 Aug;24(8):605]. Emerg Med J 24(5):348-352, 2007. doi:10.1136/emj.2006.044677
2. Caballero-Carvajal JA, Manrique-Hernández EF, Becerra-Ar C, et al: Secondary maternal-fetal consequences to electrical injury: A literature review. Taiwan J Obstet Gynecol 59(1):1-7, 2020. doi: 10.1016/j.tjog.2019.11.001
Prevenzione delle lesioni da elettricità
I dispositivi elettrici che toccano o possono essere toccati dall'organismo devono essere correttamente isolati, messi a terra e inseriti in circuiti che contengano dispositivi protettivi di interruzione del circuito. Gli interruttori salva-vita, che scattano se viene rilevata una dispersione di corrente anche di soli 5 milliampere (mA), sono efficaci e facilmente reperibili. I copripresa di sicurezza riducono il rischio in case con bambini piccoli.
Per evitare lesioni da corrente che salta (lesioni da arco), i pali e le scale non devono essere utilizzati in prossimità di linee elettriche ad alta tensione.
Punti chiave
Oltre alle lesioni da ustioni, la corrente alternata può impedire ai pazienti di rimuovere la loro mano dalla fonte di corrente, mentre la corrente continua può proiettare i pazienti, causando lesioni traumatiche.
Sebbene la gravità delle ustioni cutanee non indichi il grado delle lesioni interne, tali lesioni sono più gravi se la pelle ha una bassa resistenza.
Esaminare i pazienti in maniera esaustiva, anche per la presenza di eventuali lesioni traumatiche.
Prendere in considerazione l'ECG, l'emocromo, gli enzimi cardiaci, l'analisi delle urine e il monitoraggio, a meno che i pazienti siano asintomatici, non siano in stato di gravidanza, non abbiano disturbi cardiaci noti, e abbiano avuto solo una breve esposizione a corrente domestica.
Trasferire i pazienti con significative ustioni da elettricità a un'unità ustioni specializzata e, se si sospettano lesioni interne significative, iniziare la rianimazione con liquidi.
