zur Navigation zum Inhalt
Abb. 1: Das Widerstandspotential einzelner Körpergewebe gegenüber elektrischem Strom

Abb. 1: Das Widerstandspotential einzelner Körpergewebe gegenüber elektrischem Strom

Abbidlungen: Autoren

Abb. 2: Der vertikale Weg des Stroms durch den Körper (a) ist sicherlich der gefährlichste, da alle lebensnotwendigen Organe erfasst werden (Zentrales Nervensystem mit Gehirn und Wirbelsäule, Herz, Lungen, bei Schwangeren: Uterus und Fötus). Ein horizontaler Stromweg (b) von einer Handfläche zu der anderen umgeht zwar das Gehirn, kann aber dennoch letal ausgehen (Herz, Lunge, Wirbelsäule). Von chirurgischer Seite kann ein Stromweg durch die unteren Körperpartien extrem mutilierend wirken, wird aber in aller Regel überlebt.

Abb. 3: Auszug aus: Wiener Klinische Wochenschrift 1891, Zeichnungen von A. Haberda mit den später nach Lichtenberg benannten Figuren als Resultat der Hochstromeinwirkung durch Blitzschlag an den betroffenen Körperstellen (Thorax, Oberschenkel)

Abbildungen: Autoren

Abb. 4: Typische Strommarken an typischen Regionen

Photos: Autoren

Abb. 5: Tiefe Strommarke am Kopf, wobei der Knochen beteiligt war nach Débridement und Deckung mit lokaler Lappenplastik; Deckung der Lappenheberegion mit gemeshter Spalthaut

 

Stromverletzungen

* Abteilung für Plastische und Rekonstruktive Chirurgie, Universitätsklinik für Chirurgie, Medizinische Universität Wien

Die Vielzahl von Schäden führt zu einer Sonderstellung in der Verbrennungstherapie

Eine Stromverletzung entsteht, wenn eine Person mit einem Stromkreis direkt in Berührung kommt oder sich diesem „unverhältnismäßig“ nähert. Grundsätzlich kann man Hoch- von Niederspannung unterscheiden, wobei der industriell erzeugte Strom durch den Einsatz von Transformatoren graduell zu „Niedrigvoltstrom“ reduziert wird (Tab. 1).

Der Strom für haushaltsübliche Geräte hat eine Spannung von 120 Volt (USA, Kanada) bzw. 220 Volt (Europa, Australien, Asien). Die unterschiedlichen Stromstärkenwirkungen auf den menschlichen Organismus sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

 

Es werden grundsätzlich zwei Stromarten voneinander unterschieden:

 

  • Wechselstrom (engl.: AC, Alternating Current): Die Elektronen kreisen innerhalb eines Stromkreises hin- und her
  • Gleichstrom (engl.: DC, Direct Current): Die Elektronen fließen nur in eine Richtung (elektrische Kauter, Defibrillatoren, Schrittmacher)

 

Der Blitz ist im Prinzip gerichteter Gleichstrom, der entsteht, sobald die elektrische Spannungsdifferenz zwischen Gewitterwolke und Erde den Widerstand der umgebenden Luft übersteigt. Er erreicht seine Maximalintensität innerhalb von zwei Mikrosekunden und dauert nicht länger als ein bis zwei Millisekunden an. Die Spannung übersteigt eine Million Volt und es können Stromstärken von über 200.000 Ampere und Temperaturen von über 25.000 Grad Celsius erreicht werden. Allerdings kommt es aufgrund der kurzen Einwirkdauer nicht zu einem Schmelzen der berührten Objekte.

In Tabelle 3 sind die wesentlichen Unterschiede der Stromarten gegenübergestellt, welche sich mittlerweile etabliert haben, aber primär aufgrund willkürlicher Festlegungen entstanden sind.

Das Ausmaß der Schädigung hängt zusammengefasst von folgenden grundlegenden Faktoren ab:

 

  • Stromstärke (Ampere)
  • Kontaktfläche (Hautdicke, Hautfeuchtigkeit!)
  • Einwirkdauer des Stroms
  • Stromart (Wechselstrom, Gleichstrom)
  • Stromweg durch den Körper

 

Es können direkte von indirekten Stromschäden unterschieden werden. Direkte Schäden entstehen durch Strom und dessen direkter Interaktion mit verschiedenen Körpergeweben bzw. dessen Umwandlung von elektrischer zu thermischer Energie. Indirekte Schäden können z. B. auch als Folgen des primären Stromschadens auftreten (Nierenversagen). Die Hauptdeterminante für den Stromschaden im Körper ist die Stromstärke (A). Nach dem Ohm’schen Gesetz gilt:

 

Stromstärke = Spannung

Widerstand

Der durch den Strom verursachte Schaden ist somit proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand. Der Widerstand variiert deutlich zwischen einzelnen Körpergeweben (Abb. 1). Den geringsten Widerstand weisen Nervengewebe, Blutgefäße, Schleimhäute und Muskulatur auf, einen hohen Widerstand hingegen der Knochen. Die menschliche Haut, der äußere und wichtigste Schutzmantel, ist mittelgradig widerstandsfähig, (zwischen 40.000 bis 100.000 Ohm, abhängig von der Hautdicke), wobei der Hautwiderstand durch Feuchtigkeit (Schwitzen, Baden) auf unter 1.000 Ohm herabgesetzt werden kann.

Wechselstrom verursacht einen größeren Schaden als Gleichstrom, dies gilt allerdings nur im Niederspannungsbereich: Gleichstrom schockt das Stromopfer und „wirft“ es von der Quelle, Wechselstrom hingegen „hält“ den Betroffenen fest. Hier können bei Kontakt die typischen tetanischen Muskelfibrillationen ausgelöst werden, welche die Berührungsdauer eines Stromopfers unwillkürlich verlängern. In Bereichen über 1.000 Volt hat dieser Unterschied allerdings keine wesentlichen Konsequenzen mehr.

Der Weg des Stromes durch bzw. zum Körper entscheidet über die Anzahl der betroffenen Organe (Abb. 2). „Niedrigvoltstrom“ erreicht den Körper an einem Eintrittspunkt, der Kontaktstelle des Opfers mit der Quelle, und verlässt diesen über einen Austrittspunkt. Bei Hochvoltstrom können im Wesentlichen zwei verschiedene Formen unterschieden werden:

  1. Direkter Stromkontakt (tiefe schwere Verbrennungsverletzungen an Kontaktpunkt mit Hochvoltquelle)
  2. Lichtbogenverletzung (synonym: Flammenbogen, englisch: arc): Überspringen des Stromes auf eine Person bzw. thermische Verbrennung durch die Hitze des Lichtbogens (der Lichtbogen bei Hochvoltstrom kann Temperaturen von bis zu 10.000 Grad Celsius entwickeln; es gibt dann keine typischen Ein- bzw. Austrittsstellen, da der Strom nicht durch den Körper fließt; diese Verletzungsform ist mit normalen thermischen Verbrennungen vergleichbar)

Exkurs: Blitzunfälle

In der Literatur sind vier verschiedene Formen der Blitzschlagverletzung dokumentiert:

  1. direkter Blitzschlag (engl.: direct strike; „durch das Opfer hindurch“)
  2. Seitenschlag (engl.: side flash; Übertragung des Blitzschlags von dem getroffenen Opfer auf eine danebenstehende Person)
  3. Blitzabschlag (engl.: stride potential; der Blitz schlägt am Boden ein, wird von dem Opfer an einem Fuß aufgenommen und durch die untere Körperhälfte schließlich über den anderen Fuß aus dem Körper ausgeleitet.)
  4. Überschlag (engl.: flash-over-phenomenon; der Strom fließt außerhalb des Körpers, allerdings kommt es durch Verdampfung von oberflächlich gelegener Flüssigkeit zu einem Verpuffungseffekt.)

Blitzschläge sind, statistisch gesehen, relativ unwahrscheinlich, außerdem kann durch bestimmte Verhaltensweisen das Risiko einer Verletzung gering gehalten werden. Immerhin ist es wahrscheinlicher vom Blitz getroffen zu werden, als 6 Richtige aus 49 Zahlen zu tippen:

Auf den deutschen Schriftsteller und einen der führendsten Aufklärer im Deutschland des 18. Jahrhunderts, Georg Christoph Lichtenberg, gehen die Lichtenberg-Figuren zurück, die als baum-, faun- und gestirnartige Muster als Ergebnis einer Hochspannungsentladung durch Blitzschlag hervorgehen (Abb. 3). Sie entstehen meist in Hautarealen mit erhöhter Schweißproduktion (Axilla, Thorax), gelten als pathognomonisch für Blitzschlagverletzungen und ihre genaue pathophysiologische Genese ist.

Epidemiologie

Genaue nationale epidemiologische Daten zu Stromverletzungen, die über abteilungs- oder regionsspezifische Statistiken aus Industrieländern hinausgehen, sind selten. Am besten dokumentiert sind berufsbedingte Hochspannungsunfälle, die den Großteil der Stromverletzungen ausmachen. Zwischen 1995 und 2004 waren nach einer Statistik der elektrischen Versorgungsbetriebe in den USA 3,7 Prozent aller Arbeitsunfälle durch Verbrennungen verursacht, davon 45,8 Prozent durch Hochspannung. Sie stellen in dieser Gruppe mit einer Letalität von sechs Prozent aller berufsbedingten Unfälle die fünfthäufigste Todesursache am Arbeitsplatz dar. Hochspannungsverletzungen sind für einen Anteil von immerhin 13 Prozent der Behandlungskosten aller Berufsunfälle in den USA verantwortlich, was bei dem kleinen Gesamtanteil an allen Berufsunfällen bemerkenswert ist.

In bestimmten Berufsgruppen (v. a. Elektriker, Bauarbeiter) sind vor allem junge Männer mit einem Durchschnittsalter von 30 Jahren betroffen, was auf den ersten Anblick wie ein berufsspezifisches Phänomen aussieht, gilt aber für Stromverletzungen im Allgemeinen: Männer sind mit über 80 bis 90 Prozent überdurchschnittlich häufig betroffen.

Trotz der Zunahme der Sicherheits- und Schutzmaßnahmen in den vergangenen Jahrzehnten sind zwischen drei und neun Prozent aller verbrennungsbedingter Aufnahmen Stromverletzungen, davon entfallen mehr als 85 Prozent auf Niedrigvoltstromverletzungen, die im überwiegenden Teil der Fälle auf schlecht isolierte Leitungen und eine Fehlanwendung von Elektroartikeln im Haushalt zurückzuführen sind (v. a. Kinder).

 

Das Verteilungsmuster der Hochspannungsunfälle:

49,5–79 % Berufsunfälle

34–37,6 % Freizeitunfälle (Zugsurfer, Mutproben, Strommasten in Baumnähe)

1–2 % Blitzunfälle

2 % Sonstige (Verkehr, Suizid, Sport)

 

Die Wahrscheinlichkeit noch am Unfallort zu versterben schwankt zwischen acht und 20 Prozent und ist doppelt so wahrscheinlich nach Hochspannungs- im Vergleich zu Niederspannungsverletzungen.

Klinik

Herz-Kreislauf

Das Herz kann durch Stromverbrennungen zum einen durch direkte Schädigung des Myokards, zum anderen durch das Auftreten von Herzrhythmusstörungen beeinträchtigt werden. Histologisch imponieren fleckenartige Nekrosen am Herzmuskel, an den Erregungszentren oder deren Bahnen und an den Koronararterien. Bei bereits geringen Stromstärken kann es zu einer Auslösung eines Kammerflimmerns kommen. Zwar ist bei einem Blitzschlag prinzipiell mit einer Asystolie zu rechnen, aufgrund der kurzen Kontaktphase ist allerdings ein Wiederanspringen des Sinusknotens ohne weitere Konsequenzen möglich.

Es gibt eine Vielzahl von Herzrhythmusstörungen, die durch Strom ausgelöst werden können. Ursachen können u. a. sein:

  • Primäre Myokard(teil)nekrosen durch Stromschäden
  • Sekundäre Myokardischämien nach vorangegangenem Atemstillstand

 

Das Auftreten von „verspäteten“ Herzrhythmusstörungen nach Stromexposition bedingt durch arrythmogene Fokuse im Herzmuskel, meistens in der Nähe des Sinusknotens, ist zwar beschrieben, aber es ist auch in diesen „sekundären“ Fällen anzunehmen, dass bereits zum Unfallzeitpunkt, wo noch kein EKG zur Verfügung stand, diese in irgendeiner Form bestanden haben müssen.

Das Gefäßsystem ist aufgrund seines Wassergehaltes ein exzellenter Leiter für elektrischen Strom. Die Schäden durch elektrischen Strom hängen von dem Gefäßkaliber ab: Große Arterien sind zwar weniger empfindlich als kleine, da durch die hohe Durchflussgeschwindigkeit und wegen des Durchmessers die Hitzeentfaltung besser toleriert werden kann. Allerdings kann durch eine nicht auszuschließende Schädigung der Gefäßmedia die Ausbildung von Aneurysmen begünstigt werden. Kleinere Gefäße erleiden gerade bei der Exposition zu Hochspannung eine Koagulationsnekrose und stehen dann für eine suffiziente Versorgung der distalen Abschnitte mit oxygeniertem Blut nicht mehr zur Verfügung, was besondere Implikationen für das Schadensausmaß des muskulo-skeletalen Apparates hat. Gerade in den Extremitäten kommt es dabei häufig zu einer Ausbildung eines Kompartmentsyndromes.

Lunge und Atemwege

Der Atemstillstand ist eine häufige Todesursache nach Stromverbrennungen, jedoch selten bedingt durch direkte Verletzungen der Atemwege oder -organe, sondern vielmehr durch eine direkte Schädigung des Atemzentrums oder durch eine Lähmung der Atemmuskulatur. Andere sekundäre Schädigungsmöglichkeiten der Lunge sind stumpfe Traumen nach Hochspannungsverletzungen, welche durch die Wucht des Wegschleuderns ausgelöst werden (Lungenkontusion).

Nervensystem

Obwohl Beeinträchtigungen des peripheren und zentralen Nervensystems eine häufige Begleiterscheinung nach Stromverbrennungen darstellen, sind diesen jedoch keine pathognomonischen histologischen oder klinischen Erscheinungen zuzuschreiben. Direkte Stromschädigungen werden im Folgenden noch näher beschrieben, es ist jedoch festzustellen, dass auch im Falle des Nervensystems viele Pathologien auf dem Boden einer Störung des respiratorischen oder kardiovaskulären Apparates entstehen.

 

  • Atemzentrumslähmung
  • Krampfanfälle (fokal, generalisiert)
  • Querschnittslähmung (horizontaler Arm-zu-Arm-Stromfluss)
  • Tetanische Muskelfibrillationen (locking-on phenomenon)
  • Ischämie (nach kardiopulmonalem Stillstand)
  • Schädel-Hirn-Trauma, Wirbelsäulentrauma (nach Sturz)

 

Von den direkt durch Strom verursachten Schädigungen des zentralen Nervensystems ist die gefährlichste die Lähmung des Atemzentrums. Weitere klinische Folgen einer Stromaussetzung sind eventuelle Hirnnervenausfälle und Krampfanfälle. Das Rückenmark kann bei einem horizontalen Arm-zu-Arm-Stromfluss zwischen C4 und C8 regelrecht durchtrennt werden, sodass es zu einer Querschnittslähmung kommt. Es kann aber auch zu einem „Nicht-mehr-Loslassen“-Phänomen kommen (englisch: locking on phenomenon), bei dem die betroffene Extremität von der umgriffenen Stromquelle weder will- noch unwillkürlich entfernt werden kann. Indirekte Beeinträchtigungen des zentralen Nervensystems entstehen nach Herz-Kreislauf-Stillstand im Sinne einer zerebralen Ischämie oder nach Stürzen mit traumatisch bedingten Hirn- und Rückenmarksschädigungen.

Das periphere Nervensystem betreffend treten Schäden häufig sekundär auf: Nervenkompressionssyndrome, ischämische Nervenläsionen, wobei die Nervenschädigungen vor allem die untere Extremität betreffen.

Die Keraunoparalyse bezeichnet eine typische vorübergehende Lähmung, meistens die untere Extremität betreffend, die nach Blitzschlag entsteht.

Weitere Organsysteme (Nieren, Augen, Ohren)

Aufgrund ihrer geringen Ischämietoleranz sind Nierenschäden nach Stromverbrennungen von besonderer klinischer Bedeutung. Obwohl ein primär durch Strom verursachtes Trauma unwahrscheinlich ist, tragen die Beeinträchtigung des Gefäßsystems und der Untergang von Muskelgewebe zu der potenziellen Nierenschädigung maßgeblich bei. Vorübergehende Störungen des autonomen Nervensystems (insbesondere nach Blitzverletzungen) können fixierte lichtstarre Pupillen verursachen, die gerade klinisch bei einem bewusstlosen Patienten das Vorliegen einer schweren Hirnschädigung oder sogar als klinischer Tod wahrgenommen werden könnten.

Mehr als die Hälfte der Geschädigten nach Blitzschlag erleiden einen Riss des Trommelfells assoziiert mit einem temporären Hörverlust. Katarakte treten nie akut auf, entstehen erst nach einiger Zeit und sind besonders häufig mit Blitzschlagverletzungen vergesellschaftet.

Haut und Bewegungsapparat

Niederspannung ruft unterschiedliche Arten von Verletzungen hervor, die von einem lokalen Erythem bis hin zu drittgradigen Verbrennungen reichen können. Es ist jedoch anzumerken, dass ein lebensbedrohliches Kammerflimmern, noch bevor überhaupt eine Verbrennung stattgefunden hat, auftreten kann. Hochspannungsverletzungen hingegen bergen die schweren Konsequenzen einer direkten Stromaussetzung mit einer erheblichen thermischen Komponente in sich. Sobald die Epidermis durchbrochen ist, verringert sich der Hautwiderstand signifikant auf ein vergleichbar niedriges Niveau wie das der inneren Organe (500–1.000 Ohm). Insbesondere die Fragilität der Gefäß- und Nervengewebe gegenüber elektrischem Strom verschlimmert das Ausmaß der Starkstromverbrennungen und ist neben den erheblichen Muskelnekrosen mitverantworlich für die hohen Amputationsraten. Das Ausmaß der Verbrennungen an Ein- und Austrittsstellen wird häufig unterschätzt, da kleine Eintrittsstellen an der Haut den tatsächlich darunter liegenden Weichteilschaden maskieren (Abb. 4).

Obwohl Blitzunfälle grundsätzlich vergleichbar schwere Auswirkungen wie Hochspannungsverletzungen auf Haut- und Bewegungsapparat haben können, sind trotz der wesentlich höheren Energie- und Temperaturentwicklung tiefgradige Verletzungen seltener. Meistens kommt es zu zweitgradigen linearen (Schweißrinnen), punktuellen (gruppiert in kleinen Arealen), flächigen (entzündete Kleidung) oder farnkrautartigen (Lichtenbergfiguren) ausgedehnten Verbrennungen.

Das Hauptproblem der Evaluierung der Tiefe und des Ausmaßes von Stromverbrennungen ist der „dreidimensionale“ Charakter, der durch Schäden an Nerven und Blutgefäßen bedingt ist und additiv zu Muskelnekrosen durch Thromboseentwicklung einen ungeahnt größeren Umfang annehmen kann, als initial eingeschätzt. Aufgrund des erhöhten Widerstands von Knochen- und Fettgewebe verursacht die Hitzentwicklung insbesondere in Gelenknähe eine größere Schädigung der umliegenden Weichteile. Durch tetanische Muskelkontraktionen kann es zusätzlich in Gelenknähe zu Abrissfrakturen und Gelenkdislokationen kommen. Ebenso kann es durch eine temporäre Lähmung der Muskulatur oder durch die Wucht einer Stromaussetzung (Hochspannung) zu einem Sturz kommen, der signifkante Traumen des muskuloskeletalen Apparates (Wirbelsäule, Extremitäten) hervorruft.

Therapie

Initiales Management

Allgemein

Grundlegend gilt für Ersthelfer: Eigenschutz geht vor Selbstgefährdung. Im Zweifelsfalle sollte das Areal abgesichert und die Verletzten erst dann versorgt werden, wenn die Unfallstelle von der Feuerwehr freigegeben wurde. Ein- und Austrittsstellen sind oft nicht eindrucksvoll zu erkennen. Insgesamt kann festgestellt werden, dass die sichtbaren Schäden nicht mit der Schwere des Traumas korrelieren müssen.

Sobald ein Patient initial für den Transport stabilisiert worden ist, sind folgende Punkte für die weitere Behandlung abzuklären:

  • Verletzungsvorgang?
  • Stromstärke, -spannung?
  • Bewusstlosigkeit?
  • Herz-Kreislauf- und/oder Atemstillstand?
  • Begleitverletzungen?

Nach Transfer an ein Brandverletzten-Zentrum sollten dort weitere diagnostische Maßnahmen ergriffen werden:

  • Ausmaß und Tiefe der verbrannten Körperoberfläche?
  • Extremitätenpulse tastbar?
  • Elektrokardiogramm (falls nicht bereits erfolgt)?
  • Ausschluss von Begleitverletzungen (Wirbelsäule, Thorax, Abdomen)?

Bei Hochvoltverletzungen wird das weitere Management vor allem von dem Ausmaß und der Tiefe der verbrannten Körperoberfläche und der betroffenen Organsysteme (insbes. Gefäße, Nerven, Muskeln) bestimmt. Neben den üblichen intensivmedizinischen Maßnahmen (zentrale Zugänge, evtl. Beatmung, kontinuierliches Monitoring etc.) empfiehlt es sich bei Stromverletzungen, ein besonderes Augenmerk auf folgende Aspekte von Diagnostik und Therapie zu haben:

  • Repetitive Laborkontrollen (Leber, Pankreas, Niere), Bestimmung des Myoglobin und CK
  • Ultraschall (Abdomen, Nieren)
  • Schädel-CT, nativ (bei allen Blitzverletzungen, Stürzen oder persistierenden pathologischen neurologischen Veränderungen)
  • Augenärztliches und HNO-ärztliches Konsil
  • Antibiotikaprophylaxe
  • Analgesie
  • Flüssigkeitssubstitution
  • Stressulkusprophylaxe
  • Antikoagulation
  • Ernährungsbedarf (parenteral und enteral)
  • Chirurgische Maßnahmen (Dekompression)

Kardiale Überwachung

Es gibt noch keine allgemeine Empfehlung zu der Dauer und Art der kardialen Überwachung nach Stromverbrennungen. Allerdings lassen sich ein paar Orientierungshilfen aus der Literatur ableiten:

  • Ein Elektrokardiogramm ist bei allen Patienten nach erlittenen Stromunfällen unabhängig von der Art der Stromaussetzung indiziert.
  • Asymptomatische erwachsene Patienten mit einem normalen Elektrokardiogramm (EKG), ohne Bewusstlosigkeit und ohne Begleitverletzungen können nach vier Stunden Überwachung (in Abhängigkeit vom Verbrennungsausmaß) eventuell nach Hause entlassen werden.
  • Eine Ausnahme stellen Kinder mit oralen Niederspannungsverletzungen (z. B. Biss in schlecht isolierte Haushaltsstromkabel) dar. Aufgrund der Rupturgefahr der A. labialis mit folgenschweren Blutungen sollten diese auf jeden Fall unter verlängerter stationärer Beobachtung bleiben.
  • Die koronare Herzkrankheit stellt laut einer retrospektiven Studie keinen prädisponierenden signifikanten Risikofaktor dar, ob ein Patient akut oder zu einem späteren Zeitpunkt aufgrund einer Herzrhythmusstörung verstirbt. An Patienten mit koronarer Herzerkrankung in der Anamnese wurden auch keine Herzrythmusstörungen als Spätfolge nach Stromverbrennungen beobachtet.
  • Als kardiale Monitoringmaßnahme hat sich die Telemetrie für kontinuierliche EKG-Überwachung etabliert. Es gibt keine Empfehlung bezüglich der Überwachungsdauer, diese wird im Allgemeinen zwischen 24 und 48 Stunden beziffert.
  • Schwere Herzrhythmusstörungen treten akut auf und spätes Auftreten nach Stunden bzw. Tagen nach dem Unfall sind eher unwahrscheinlich.
  • Serumspiegel der Kreatinkinase und deren herzspezifische MB-Fraktion sind keine zuverlässigen Parameter des tatsächlich vorliegenden Herzmuskelschadens.
  • Der Wert von Troponin im Blutserum in Zusammenhang mit kardialer Schädigung nach Stromunfällen wurde bis jetzt nicht untersucht.

Flüssigkeitssubstitution

Es gibt keine allgemeingültigen Therapieempfehlungen für die Flüssigkeitssubstitution. Aufgrund der nach aggressiver Flüssigkeitszufuhr beobachteten Komplikationen (u. a. abdominelle Hypertonie, Kompartmentdruckerhöhung der Extremitäten) orientiert sich ein praktischer Zugang an dem zu erzielendem Harnstundenvolumen (Harnvolumen: 1 ml/kgKG/h), welches durch adäquate Titrierung der Flüssigkeitszufuhr erreicht werden kann (50–1000 ml/h als Richtwert). Falls eine Myoglobinurie vorliegt, sollte adäquat Volumen substituiert werden, um einer tubulären Schädigung und dem damit drohenden akuten Nierenversagen vorzubeugen (Harnvolumen: 2 ml/ kgKG/h). Eine Myoglobinurie ist bereits makroskopisch (rötlich-bräunliche Urinfärbung) zu erkennen. Bei Auftreten einer Myolyse kann die Harnausscheidung durch die Gabe von Diruetika zusätzlich forciert werden und der Blut- bzw. Harn-pH alkalisiert werden. Dies kann durch Diuretika (z. B. Karboanhydrasehemmer) und/oder durch Natriumbikarbonat erfolgen. Einige Autoren empfehlen im Sinne einer osmotisch unterstützenden Diurese die Gabe von Mannitol. Wenn diese Maßnahmen alleine nicht ausreichen, sollte gegebenenfalls eine Nierenersatztherapie zum Einsatz kommen.

Neben dem Harnstundenvolumen bieten sich der Serumlaktatspiegel und Hämatokritwert als geeignete Kandidaten für eine Kontrolle der Flüssigkeitssubstitution an.

Chirurgische Behandlung

Allgemein

Die chirurgische Therapie richtet sich bei Hautverbrennungen nach den Prinzipien der tiefengerechten Wundbehandlung. Die Tiefe und das Ausmaß der oberflächlich bei Erstinspektion festzustellenden Verbrennungen korreliert bei Stromverbrennungen nicht mit dem tatsächlich vorliegenden Weichteilschaden. Anders ausgedrückt, kann auch ohne ausgedehnte Verbrennungszeichen ein massiver Muskelschaden vorliegen. An den Kontaktstellen der Haut (Eintritt, Austritt) entstehen lokale Verbrennungen (Strommarken): Meist liegt eine kleine Eintritts- und große Austrittspforte (engl. blowout) vor.

Wie bereits erwähnt, liegt die Ursache der hohen Morbidität, insbesondere nach Hochspannungsverletzungen, an der hohen Amputationsrate nach Stromverbrennungen, die in der Literatur zwischen 9,6 und 49,5 Prozent beziffert wird. Davon entfallen mehr als zwei Drittel auf die obere Extremität.

Die Serumkreatinkinase ist bei Hochspannungsverletzungen, bei denen eine Amputation erforderlich war, in den ersten zwei Tagen nach Trauma signifikant erhöht. Anzumerken ist, dass bei Patienten mit durchgeführter Amputation in einer Studie die primäre Heilungsrate mit 63,5 Prinzip beschrieben wurde, was ein Indiz für die Wichtigkeit des korrekt gewählten Operationszeitpunktes ist.

Die Indikation zur Amputation einer betroffenen Gliedmaße wird bei primär nach Unfall vorliegender Nekrose oder erst sekundär im Verlauf nach Thrombose, Blutung, Gefäßruptur einer versorgenden Arterie und bei Scheitern von Rekonstruktionsversuchen gestellt.

Dekompression

Da bei Stromverbrennungen häufig auch ein Muskelgewebsschaden auftritt, ist eine alleinige Escharotomie nicht ausreichend, da sie die Ursache der pathologischen Kompartmentdruckerhöhung nicht behandelt. Eine Fasziotomie sollte bereits frühzeitig erfolgen, frühe klinische Zeichen des Kompartmentsyndroms sind:

  • fühlbar gespannte Extremität
  • Parästhesien
  • Schmerzen bei Muskelanspannung
  • abgeschwächt tastbare Pulse

 

Zur Unterstützung der klinischen Diagnostik können verschiedene apparative Maßnahmen durchgeführt werden, allerdings sollten diese niemals als alleinige Indikatoren herangezogen werden. Entscheidend ist die klinische Symptomatik.

 

  • Kompartmentdruckmessung (> 25 mmHg oder Gewebsdrücke im Bereich von < 30 mmHg des diastolischen Blutdrucks)
  • Pulsoximetrie (Fehlen eines Signals oder < 90 % am Zeigefinger der betroffenen Extremität oder Differenz > 6 % im Vergleich zur „nicht-betroffenen“ Extremität)

 

Bei der Dekompression der oberen Extremität mittels Fasziotomie sollte eine Karpaldachspaltung miterfolgen – auf diese kann in Einzelfällen (z. B. Aussparung ab dem distalen Drittel des Unterarms) jedoch verzichtet werden. Um einem Austrocknen von exponierten Strukturen (z. B. Nervus medianus, Unterarmmuskulatur etc.) vorzubeugen, hat sich der Einsatz temporärer Hautersatzmaterialien wie z. B. Polyurethanschäumen (z. B. Epigard®) bewährt. Nach einer retrospektiven Untersuchung von Mann et al. wird von den Autoren keine sofortige Dekompression bei allen Hochspannungsverletzungen empfohlen. Es profitieren primär die Patienten, die klinische Zeichen eines Kompartmentsyndroms aufweisen.

Neben der rechtzeitigen chirurgischen Dekompression und unterstützenden konservativen Maßnahmen (Hochlagerung) sollten zusätzlich alle Faktoren, die zu einer Erhöhung des Kompartmentdruckes führen können, sofern es der Allgemeinzustand des Patienten erlaubt, unterlassen werden. Hierzu zählt neben unsachgemäß zu eng angebrachten Verbänden auch eine zu aggressive Volumenersatztherapie.

Fasziotomien sind dringende Notfalleingriffe, deren Zeitpunkt für Amputation oder Erhaltung einer Extremität entscheidend sein kann.

Débridement und Defektdeckung

Der optimale Zeitpunkt des Débridements und der Defektdeckung wird nach wie vor kontrovers diskutiert. Folgende Bezeichnungen werden für den Zeitpunkt der Rekonstruktion gewählt:

  • Sofortige Rekonstruktion (< 72 Stunden)
  • Primär (3–5 Tage)
  • Postprimär (5–21 Tage)
  • Sekundär (> 3 Wochen)

Am besten lässt sich das Ausmaß der Nekrosen zwischen dem dritten und fünften Tag nach Trauma beurteilen. Bei Débridement vor diesem Zeitraum hat sich häufig das geschädigte Gewebe noch nicht ausreichend demarkiert. Es bestünde daher die Gefahr, dass bei zu früh geplanter Deckung das tatsächliche Nekroseausmaß unterschätzt und die verwendete Lappenplastik zu klein gewählt wurde, was Folgeoperationen notwendig macht.

Einige Autoren berichten, dass sie durch sofortige Rekonstruktionen mittels größtenteils lokaler Lappenplastiken die Amputationsrate von 41,5 auf neun Prozent im Vergleich zur vorangehenden Dekade senken konnten. Anzumerken ist, dass durch die Schwere der begleitenden kardialen, respiratorischen und renalen Komplikationen in der akuten Stabilisierungsphase der Operationszeitpunkt unabhängig von der gewählten Taktik verzögert werden kann. Aufgrund der möglichen Verletzungsmuster (Abb. 5) und der unterschiedlichen operativen Strategien ist die letztlich gewählte Taktik immer eine individuell angepasste Entscheidung, die von vielen Faktoren abhängen kann. Als allgemeine Grundsätze können jedoch folgende Prinzipien geltend gemacht werden:

  • sorgfältiges Débridement unter größtmöglichem Erhalt funktioneller Strukturen („so viel wie nötig, so wenig wie möglich“) innerhalb der ersten fünf Tage
  • lokale Wundtherapie mit täglichen Verbandswechseln
  • antibiotische Abschirmung (Breitspektrum anschließend nach Resistenzmuster)
  • Verwendung von gut durchbluteten Geweben zur Defektdeckung
  • sofortige (< 72 Stunden), primäre (< 5 Tage) oder sekundäre (> 21 Tage) Lappenrekonstruktion mit geringsten Komplikationsraten

Alleinige Spalthautdeckungen sind nur bei oberflächlichen Defekten nach vorangehendem konsequentem Débridement indiziert.

Eine Angiographie zur Darstellung der Anschlussgefäße und Ausschluss thrombotischer Komplikationen ist vor einer mikrochirurgischen Rekonstruktion nach Stromverbrennungen obligat.

 

Anhand der Literatur wird deutlich, dass gerade zur Operationstaktik und -planung nach Stromverbrennungen noch kein einheitliches Konzept vorliegt. Sofortrekonstruktionen (< 72 Stunden) haben nach einer Studie gute bis exzellente Ergebnisse in mehr als 84,9 Prozent der Fälle nach Stromverletzungen, wobei freie Lappenplastiken im Gesamtkollektiv nur selten zum Einsatz kamen (8 freie, insgesamt 398 Lappenplastiken).

Die meisten Komplikationen bis hin zu Lappenverlusten treten hauptsächlich nach postprimärer Rekonstruktion auf; Hauptindikation in dieser Phase ist die Rettung einer Extremität, z. B. bei Exposition von wichtigen Strukturen. Allerdings ist in dieser Zeit die Gefahr einer Infektion ebenfalls am höchsten. Trotz der relativ hohen Rate an Lappenverlusten geht man davon aus, dass das Operationsrisiko durch einen möglichen Erhalt einer Extremität gerechtfertigt ist und immer noch akzeptable Ergebnisse erreicht werden können. Allerdings sind sofortige oder primäre Rekonstruktionen aufgrund begleitender Komplikationen (z. B. kardiovaskuläre Instabilität) in nicht wenigen Fällen, wo längere Operationszeiten erforderlich sind (freie Lappenplastiken), nur bedingt durchführbar.

Rekonstruktive Eingriffe, die in die Sekundärphase fallen, haben in der Regel geringe Komplikationsraten, allerdings steht dann nicht mehr eine Rettung z. B. einer Extremität im Vordergrund, sondern es geht darum, möglichst ideale Bedingungen für eine Reintegration bzw. Rehabilitation zu schaffen.

Mit der Weiterentwicklung des mikrovaskulären Gewebetransfers in den vergangenen Jahrzehnten hat sich das Indikationsspektrum durch die Einsatzflexibilität und Variabilität freier Lappenplastiken bei der Rekonstruktion nach Stromverbrennungen verbreitert. Oft ist ein freier Gewebetransfer unter sorgfältiger Risikoabwägung in bestimmten Fällen die einzige Alternative, wo lokale Lappenoptionen nicht zur Verfügung stehen, und können daher auch als Möglichkeit der Sofortrekonstruktion bei entsprechender Stabilität des Verletzten in Betracht gezogen werden.

Ausblick und Prognose

Die Langzeitprognose hängt wesentlich von der Schwere des Stromunfalls, des Verletzungsmusters und der sich ergebenden Komplikationen ab. Trotz wesentlicher intensivmedizinischer und chirurgischer Behandlungsfortschritte in den vergangenen Jahrzehnten bergen Stromunfälle ein hohes Mortalitäts- und Morbiditätsrisiko in sich. Die Diskussion auch umstrittener Themen soll praktische Lösungsansätze für die klinische Arbeit vorstellen (kardiale Überwachung, Flüssigkeitssubstitution, chirurgische Behandlungstaktik). Die im Vergleich zu anderen Verletzungen geringen Fallzahlen und die Heterogenität der Verletzungsausprägung erschweren die Entwicklung von Richtlinien der Behandlungstaktik. Da Stromverletzungen in einem Großteil der Fälle vermeidbare Unfälle darstellen, nimmt die Prävention einen besonders hohen Stellenwert ein, um den Schaden, den Stromverbrennungen verursachen können, zu minimieren: verbesserte Sicherheitsmaßnahmen am Arbeitsplatz, breitgestreute Aufklärung der Öffentlichkeit über Sicherheitsvorkehrungen im Umgang mit elektrischem Strom, regelmäßige Wartungsarbeiten am Arbeitsplatz und zu Hause.

 

Literatur auf Anfrage beim Verlag.

 

 

Aus: Lars-Peter Kamolz, David N. Herndon, Marc G. Jeschke, (Hrsg.): Verbrennungen. Diagnose, Therapie und Rehabilitation des thermischen Traumas, Springer WienNewYork 2009. Mit freundlicher Genehmigung des Herausgebers.

Tab. 1: Stromspannung und Stromquellen
220 V Haushaltsstrom
380 V Hausverteilerkasten, Industrie
500 – 5.000 V Ober-/Unterleitungen (S-Bahn, U-Bahn)
15.000 V Oberleitungen (Bahn)
380.000 V Überlandleitungen
Tab. 2: Stromstärkenwirkungen
1 mA Kitzelndes Gefühl, fast nicht bemerkbar
16 – 20 mA Stromstärke, die ein Mensch berühren, aber noch loslassen kann
20 – 50 mA Tetanische Muskelkrämpfe, »Festhalten der Stromquelle«
50 – 100 mA > 2 A
Lähmung der Atemmuskulatur, Apnoe > 8 A
Schwellenwert zum Kammerflimmern  
Asystolie  
Thermoelektrische Schäden Modifiziert nach Koumbourlis (Koumbourlis, 2002)
Tab. 3: Unterschiede der Stromarten
 BlitzschlagHochspannungNiederspannung
Spannung (V) > 30.000.000 > 1.000 < 1.000 (< 240/120)
Stromstärke (A) > 200.000 < 1.000 < 240
Dauer momentan kurz verlängert
Stromart Gleichstrom (DC) Gleich- (DC)/Wechselstrom (AC) meistens: Wechselstrom (AC)
Ursache des Herzstillstandes (Ursache) Asystolie Kammerflimmern Kammerflimmern
Atemlähmung (Ursache) direkte Schädigung des ZNS indirekte Verletzungsform oder tetanische Kontraktionen der Atemmuskulatur tetanische Kontraktionen der Atemmuskulatur
Muskelerregungsform einmalig DC: einmalig AC: tetanisch tetanisch
Verbrennungen der Haut selten, eher oberflächlich häufig, tiefgradig meist oberflächlich
Rhabdomyolyse selten und unwahrscheinlich sehr häufig häufig
Stumpfes Trauma bzw. Aufprallverletzung (Ursache) Schockwelle, Explosionsfolge Muskelkontraktionen, Sturz selten: (Sturz)
Letalität sehr hoch mittelgradig niedrig

Dr. David B. Lumenta, Dr. Lars-Peter Kamolz, Univ.-Prof. Dr. Manfred Frey *, Wiener Klinisches Magazin 2/2009

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Mehr zum Thema

<< Seite 1

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben