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T219-1. Electrical Injuries

A. Electrical injury

A1. Introduction

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High-voltage injury : 1,000V 이상 

•

Low-voltage injury : 1,000V 미만 

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Electric arc flash burn

A2. Epidemiology

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Incidence : 연간 6500건 (미국 기준), 대부분 업무 관련 (61%), Complication rate (10.6%) 

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Risk group : Power line worker (high voltage injury) / Electricians (arc burn) - m/c

A3. Basics of current flow

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Fluid & electrolyte content를 많이 가진 조직이 그렇지 않은 조직보다 전기전도가 더 잘됨.

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Bone은 가장 큰 resistance를 가진 생물학적 조직

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Dry skin은 resistance가 높고 sweaty or wet skin은 resistance가 낮음.

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Electric shock의 생리적 효과는 amount / duration / type (AC or DC) / path of current flow 연관됨.

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AC & DC

◦

AC : Standard household electricity / DC : Batteries and lightning is DC
1 교류파동 (Alternating current fluctuation)이 V. fib을 일으킬 수 있기 때문에 low-frequency (50~60Hz) AC는 비슷한 레벨의 DC보다 더 위험할 수 있음.

◦

AC current는 muscular tetany 일으킬 수 있고, 이는 electrical source에서 피할 수 없게 할 수
있음.

◦

AC, DC current 둘 다 희생자를 current source에서 멀리 떨쳐지게 할 수 있고, 이는 severe
blunt force injury를 야기할 수 있음.

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몸을 통해 흐르는 전류 흐름의 패턴은 어느 몸부위의 손상이 있을지를 판단하는데 사용될 수 있음.

A4. Mechanisms of electrical injury

(1) High- & Low-voltage injuries

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Voltage에 따라 serious & fatal electrical injury 의 risk가 증가 (특히, 600V 이상에서)

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High voltage : Defined as >1000V

◦

Severe musculoskeletal, visceral, and nervous system injury와 관련
via 전기에너지로부터 직접적인 손상

◦

발열로 인한 조직손상

◦

mechanical injury from trauma induced by a fall or muscle contraction.

(2) Electrical burns

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High voltage : 심각함.

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Low voltage : 열에너지가 적어서 화상은 흔치 않음

(3) Electric Arc Injuries

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아크 방전 : 가스 및 전극 물질의 증기 속에 전압을 가하면 전류가 흐름 → 아크가 발생

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화상이나 10feet 밖의 사람을 죽일 수 있을 정도로 충분하게 열을 내뿜음

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사람을 던져버릴 정도의 폭발 발생

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일반적으로 수천 volt에서 발생 → 섭씨 2만도 까지 온도가 상승.

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Arc에서 방사된 열 자체와 옷에 불이 붙어서 화상을 입을 수 있음.

(4) Tetanic Contractions

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지속적인 근위축 및 경련 유발 가능.

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Type (AC or DC), frequency, voltage, 접촉범위에 따라 효과가 다름.

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AC current through forearm : Flexor tetany of fingers and forearm

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강제적인 근위축이 골절이나 탈골을 유발 가능함. (especially, around shoulders)

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손이나 손가락이 전도체를 꽉 쥐게 되면, 전도체에서 벗어나지 못하며 지속적으로 낮은 저항 수준의 접촉이 지속될 수 있음.

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전도체 접촉이 지속될 경우, 시간이 지남에 따라 heat-related damage가 축적되며, tight한 grasp이 지속되면 resistance가 낮아져서 손상 정도가 점점 심해짐 (deep tissue에 damage 늘어남.)

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몸통과 다리를 통하는 지속적인 전류 : Opisthotonic posturing (활모양 강직) 일으킬 수 있음.
→ 추가적인 기계적 손상 발생 가능

A5. Clinical features of electical injury

(1) 발생 가능한 임상적 특징

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즉각적인 부정맥 발생

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호흡정지 (호흡부전)

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경련
* 흉부를 horizontally or vertically transverse 하는 전류는 부정맥/호흡 부전 등을 일으킬 수 있음.

(2) Cardiac injury

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응급실 도착 전, Asystole / V. fib으로 사망 가능성이 있음.

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Low voltage injury < 1,000V
: 무증상, 정상 EKG를 가진 환자는 더이상 evaluation 할 필요 없음.(이후 부정맥 유발하지 않는다.)
: 혈관손상 (Spasm, Thrombosis, Dissection)에 의한 심근손상 가능, 전도장애 발생 가능.

(3) CNS and spinal cord injury

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신경학적 문제 - High-voltage injuries의 약 50%에서 발생

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Brain Injury
: 일시적인 LOC는 흔함
: Focal neurologic deficit 발생 가능.
(Agitation, confusion, coma, seizures, quadriplegia, hemiplegia, aphasia, visual
disturbances, blindness)
: Head, cervical spine CT - Rule out traumatic etiologies
: MRI - Purely electrical damage가 있는지 확인하기 위하여 필요

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Spinal Cord Injury
: 8% of high-voltage electrical injuries
: 척추골절, 순수한 전기적 손상, 혈관손상에 의해 발생 가능.
: Initial MRI finding - 영구적인 손상에도 불구하고 MRI는 정상으로 나타날 수 있음.
: Newer MRI imaging protocol - Standard MRI에서 놓친 abnormalities 발견할 수 있음.

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Delayed spinal cord dysfunction
Progressive vascular injury (특히, spinal artery) or delayed cell membrane damage
(축적된 free radical 효과)에 의함 → Progressive demyelination 유발.

(4) Peripheral nerve injury

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둔감증 (Paresthesias) : Immediate / Transient / Delayed (up to 2 years)

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Extensive peripheral nerve damage : Minimal thermal injury로부터 유발 가능

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Median or ulnar neuropathy
: 손바닥에 전기적 접촉이 있을 때 radial nerve injury보다 흔하게 온다.
: 그러나 지속적인 증상이 있더라도 nerve conduction study는 이상이 없을 수 있음.

(5) Cutaneous burns

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전기와 접촉한 부분에 발생함

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DC 직류전류 : Entry and exit wounds

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AC 교류전류 : Contact wounds

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화상 전문 입원 치료가 필요한 경우 : Painless, grey to yellow, depressed areas

(6) Orthopedic injury

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2가지 원인 : 경직성 근육 위축 / 동반된 추락

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Wrist, forearm, humerus, femoral necks, shoulder, scapula은 Trauma 없이도 집에서 쓰는 전기용량으로 골절이 발생 가능. (120~220V AC)

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Posterior shoulder dislocation이 흔함.

(7) Vascular and muscle injury

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High-voltage injury에서 가장 흔하다

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Early spasm과 delayed thrombosis, stenosis, aneurysm 유발
* High-voltage
: 1초 미만의 짧은 접촉(or arcing)에도, compartment syndome 발생의 risk가 높음
: Contact with >1000V로 인하여 발생한 아래와 같은 심각한 문제들
- Prehospital cardiac arrest, crush injury, compartment syndrome나 수술이 필요할 정도의
전 피부층에 걸친 skin burns들이 있다면, tissue damage에 의한 body fluids의 빠른 손실과 연관
: Requiring aggressive resuscitation

(8) Coagulation disorders

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Thermal injury or tissue necrosis는 coagulation disorders를 유발가능

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Low-grade DIC, transient coagulopathies, unmask underlying vascular injury
(ischemic stoke)

(9) Blast injury

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Electric arcs : 다른 폭발과 비슷한 정도의 강한 strong blast pressure가 발생 가능.

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Blast와 연관된 mechanical trauma에 의한 Brain injury, blast와 연관된 alveolar disruption에 의한 arterial air emboli 발생 가능.

(10) Inhalation injury

1 Chemical toxins (e.g. ozone) : Coronas or arcs 등에 의하여서 생성 가능함. 2 Ozone

: Mucous membrane에 불편감을 주고, 일시적인 호흡기능 장애, 폐출혈 및 폐부종 유발 가능함. 3 화재 및 폭발에 의한 CO의 흡입이나, 다른 toxic substance에 의한 중독도 가능함.

(11) Ocular injury

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Cataract : 수주, 수년 뒤에도 발생할 수 있다.

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Corneal injury, retinal detachment, uveitis, intraocular hemorrhage/thrombosis, optic nerve damage

(12) Auditory Injury

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Auditory system : Damaged by current or by hemorrhage in the tympanic membrane,
middle ear, cochlea, cochlear duct, and vestibular apparatus.

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Delayed complications : Mastoiditis, Sinus thrombosis, Meningitis, and brain abscess.

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위와 같이 발생한 complication에 의하여 즉시 혹은 늦게라도 hearling loss가 발생할 수 있고, 불편감이 있다면 formal f/u 함.

(13) GI injury

: Bowel perforation / Intra-abdominal hemorrhage

A6. Scene and prehospital care

(1) 600V 이상에서는, 마른 나무 및 그 외 물질도 전도가 가능하기 때문에 구조용을 사용해선 안됨.

(2) Scene resusciation and stabilization

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Low-voltage AC는 V. fib을 유발 가능.

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High-voltage AC and DC은 주로 transient ventricular asystole을 유발

A7. ED diagnosis and treatment

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일반적인 ABC (airway, breathing, circulation) 및 major trauma와 같은 resuscitation 시행

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Spinal immobilization은 유지되어야 함

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Cardiac arrhythmias : ALS guidelines에 맞추어 resuscitation 진행.

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ED cardiac monitoring : High-voltage injuries & 증상이 있는 모든 환자

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Cardiac complications
: More common in high-voltage injuries / with LOC /Ventricular & atrial / dysrhythmias / bradydysrhythmias / QT-interval prolongation

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증상이 없고 EKG가 정상인, low-voltage의 손상을 받은 환자 : 입원 필요 없음

(1) P/Ex

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조직 손상 및 그와 동반된 합병증을 찾아낸다

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조심스럽게 혈관 및 신경학적 검사를 시행

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Initial assessment에서의 정상 소견이더라도 심각한 손상이나, delayed spinal cord injury를 배제하지 못함.

(2) ED evaluation

: should next focus on systematic assessment and treatment

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혈액 및 영상학적 검사 of high-voltage injuries : Trauma guidelines을 따름

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Low-voltage injuries : 환자가 무증상, 신체진찰 이상 없다면 lab & image 검사 필요 없음

(3) Fluid resusciation

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Parkland formula (4 mL/kg x percentage of body surface area burned, for 24 hours)에
의거

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Fluid는 Parkland formula and physical examination으로 추정되는 것보다 더 필요할 수 있음.

(4) Myoglobinuria

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For monitoring of compartmend SD, rhabomyolysis, AKI

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Urine output 1~2ml/kg/hr 이상 유지.

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Correction and prevention of electrolyte abnormalities

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24시간 이내에 fasciotomy가 필요한 예후 인자 (3가지 중 1개 이상)
(1) Myoglobinuria
(2) 전신의 20% 이상의 화상
(3) 전신 12% 이상에서의 full-thickness burn

A8. Disposition and follow-up

(1) Low-Voltage Injuries (600V 미만)

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Asymptomatic + ≤240 V AC + Normal ECG/PEx → 귀가 가능

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Feel unwell or have any new ECG abnormality → Monitoring 및 재평가

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Symptoms beyond superficial skin injury or abnormal lab/ECG
→ May have systemic injury & admission 필요

(2) High-Voltage Injuries (600V 이상)

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≥ 600V AC, 명백한 손상이 없더라도 observation을 위해 입원치료 필요!

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Asymptomatic + Normal ECG : Routine cardiac monitoring이 필요하진 않음.

A9. Special populations

(1) Pregnant women

: IUP 20~24wks – Fetal heart rate & uterine activity 적어도 4시간 이상 monitoring 필요

(2) Children

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Oral and Lip Burns

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Unilateral, involving the lateral commissure, tongue, and/or alveolar ridge

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Systemic complications : 흔치않음

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입술동맥의 손상
: 즉각적으로 드러나지는 않음.
: Severe bleeding up to 10% (after 5 days)
: Bleeding may occur up to 2 weeks after injury

(3) Hand Wounds

: 다른 injury나 신경학적 증상 없다고 판단되면 discharged after local wound care