Elektronikspörsmål : När får man farlig ström genom kroppen?

[E Kafeman]

>Såvitt jag vet så är de vanligaste dödsorsakerna hjärtstillestånd och att andningsreflexen slås ut på grund av att nerver blockeras av strömmen.

Det är kanske så man ser det ur lekmanna-perspektiv: ström in -> död ut, men det är lite för enkelt.

De flesta el-olyckor med lågspänning sker under begränsad kort tid, sekunder eller minuter.
Strömmen slår inte ut hjärta och andnings-funktionerna i annat än långsam takt och de återkommer när yttre störningen upphör, men chocken och tiden som förflutit kan göra att systemet återkommer fel och kan behöva hjälp att komma i takt.
Precis som när du plötsligt blir uppskrämd av något frigörs en mängd hormoner i kroppen vid en el-chock och en tid efteråt.
Pulsen rusar och endorfiner stimulerar muskler, blodtrycket kan falla akut så det svartnar för ögonen eller svimmar. Är du frisk överlever du oftast en kortare period med ström genom kroppen men om redan hjärtat går på halvfart kan chocken bli för mycket.

Får man sin tionde elstöt för dagen så uteblir mycket av dessa funktionerna som man ändå bara till viss del kan styra viljemässigt då hjärtat och andning har autonoma funktioner.
Det går därför att vänja sej så att kroppsliga oönskade funktioner uteblir som t.ex. att mata hjärtat med överdrivna mängder endorfiner eller rycka med armmuskeln så att man tappar verktygen och efterverkningarna av en elstöt blir därför betydligt mindre.
För en mindre tillvänjd fortsätter endorfiner rusa även efter att strömmen upphört, även som medvetslös, kallsvett bryter ut och pulsen går upp i 180 eller mer men ändå sjunker blodtrycket, systemet kan i värsta fall gå mot dödligt självspinn på kort tid. Kallsvetten ökar hudens ledningsförmåga så att strömmen tenderar att öka om man fortfarande är strömgenomfluten. Efter så kort tid som 10-30 sekunder med överstimulerat hjärta kan det tappa takten och övergå i osystematiska ryckningar uppåt 500 Hz.
Inte vad som avses med hjärtstillestånd men lika illa, då blodet inte längre cirkulerar (chock-relaterad cirkulations-störning).

Ett annat exempel på kroppslig reflex som går att träna bort är ovanan att blunda när situationen plötsligt ser dödshotande ut. Inte bra reaktion om man sitter i en racerbil eller är hockey-målvakt.
Att fortsätta agera överlagt bakom ratten även när trafik-situationen ser riktigt knepigt är överlevnadsmässigt överlägset bättre än att 1. blunda, 2. släppa ratten, 3. panikbromsa, men är man inte tilllvänjd så kan reflexmässiga reaktionen bli alla tre alternativen även om man förnuftsmässigt inser att det inte är så bra reaktion.

>Jag har lite svårt att se att man skulle kunna "vänja sig" vid hjärtstillestånd.

Du tänker lite baklänges. Hjärtstörning efter kortare tids kontakt med lågspänning orsakas ofta av kroppsegna chock-reaktioner vilket man kan lära sej påverka. Det är inte ett vridpåströmmen-moment som leder till omedelbart hjärtstillestånd. Då skulle även kortare strömgenomgångar vara livshotande.

Elektrisk strömgenomgång i sej leder sällan hjärtstillestånd om kretsen bryts inom rimlig tid och lågspänning kan inte avsätta nog med energi för att orsaka interna dödliga skador även om man varit väl strömgenomfluten i någon minut.
Hjärtat fortsätter pumpa blod vid strömgenomgång och i princip alltid efter strömmen upphört. Ju högre ström ju mer stimuleras hjärta av tillförda frekvensen men det är chocken kan ge felaktig rytm över längre tid när strömmen upphört. Är rytmen så fel att inget blod pumpas alls så är det naturligtvis akut dödligt överhängande fara.
Om bra medicinsk utrustning finns kan man ofta korrigera sådan problem exempelvis med fler elstötar! mha av hjärtstartare samt injektioner av muskelstimulerande medel typ Adrenalin eller motsatt kan hjärtat lugnas mha t.ex. Lidokain,
Här en beskrivning på hur sådan vård kan gå till.

Elektrisk orsakad chock skiljer sej inte nämnvärt från andra akuta chocker som kan inträffa vid typ trafikolycka.
Chocken kan orsakas av att stora mängder adrenalin, hormoner och kvävgas på kort tid avsätts i blodet. Vid större inre och yttre blödningar kan blodförlusten ge samma symtom men elektrisk skada ger sällan inre blödning, om inte den drabbade t.ex. fallit från el-stolpe och ådragit sej inre fall-skador.

Elektrisk chock här är vad som avses med C i L-ABC (Livshotande Andning, Blödning, Chock/Cirkulationsstörning) och är både fysikt och psykiskt betingad.

En variant på el-skada är när delvis skadade funktioner uppträder utan fysiskt funnen orsak och som kan uppstå först efter längre tid. Sådan skada brukarbenämnas DEI (Diffuse Electric Injury).
Den långtids-skadade upplever det som en chock som inte vill gå över, Det kan vara störning på motorik koncentrations och balans.
En teori om dessa osynliga skador är att de både är psykiska fysiska. Vid el-chocken kan uppstått en gas-bubbla i t.ex. ryggmärg eller huvud som tillfälligt störde blod-cirkulationen på ett sätt som leder till permanenta skador.
Gasen försvinner och lämnar inga tydliga spår. Elchocken i sej kan vara så kraftig upplevelse att den sätter bestående psykiska spår.
Om inte annat så brukar många komma ihåg sina första el-chocker för all framtid.

Dessa gasbubblor som blockerar blodcirkulation anses vara det som först leder till dödsbringande medvetslöshet för de som avrättas i elektriska stolen efter typiskt 10 sekunder. Då upphör kroppsliga kramper. Grillningen kräver mer energi och tar lite längre tid.
Man brukar som standard köra med sekvenser av spänningar 500 till 2000 Volt i ett antal minuter och därefter bryter man tillfälligt så en läkare kan undersöka hjärtaktivitet. Efter ca 8 minuter brukar de flesta livstecken upphört men det finns de som visar god återhämtning av hjärtaktivitet efter betydligt längre tid. Det berättas att efter 15 minuter brukar det börja komma rök ur mun och näsa.

En variant av elektrisk skada är inre brännskador som avsätter stora mängder slagg i blodet (mest typ separerad Hemoglobin och Myoglobin-föreningar) och leder till överlast av organ såsom lever och njure vilket kan eskalerar till total organ-kollaps. Då kan allvarliga symtom inträffa dagar efter att skadan inträffade.
Att uppmärksamma sådan skada i tid kan vara svårt och är därför en av anledningarna till att man analyserar blodprov på den som söker vård för el-skada även om det inte finns några svåra synliga skador.
Det liksom skador som uppstår i elektriska stolen är dock normalt ingen typ av skada som uppstår vid kortare tids kontakt med lågspänning.

Tvärt om mot vad många tror, det är rätt svårt att bestående slå ut hjärtat av själva strömgenomgången vid olyckshändelse.
Som jämförande exempel, en modern pacemaker kan ha inbyggd extra hjärtstartare. En sådan kan kan via elektroder direkt till hjärtmuskeln ge elektrisk stimulering i styrkor som motsvar att det varit 220 Volt i elektroderna. Upprepade stötar motsvarande 40W förekommer.
Ett problem som inträffar lite då och då är att elektroderna börjar glappa. Pacemakern kan då förledas att tro att den känner av allvarlig hjärtstörning och automatisk försöker el-chocka hjärtat.
Detta då för hjärtmuskelns del med optimalt placerade och kontakterade elektroder.
För att lite snabbare kunna stoppa sådana fel-chocker är pacemakers numera ofta försedda med en strömbrytare.

Jämför pacemakern med den strömgenomgång som kan ske mellan två välkontakterade händer mellan jord och 220V, och som kan ge ungefär samma effekt (~40W) fördelat över betydlig större kroppsyta.
Det kan då ge hjärtstörning men är sällan bestående om personen i övrigt är frisk och strömmen bryts inom mindre än någon minut.
40W motsvarar då ca 150mA vid 240Vac men så lite effekt tar mycket lång tid på sej att ge inre grill-skador. Jämför en mikrougn 900W som ska värma några kilo kött. Det tar minuter innan köttet ens känns ljummet.
Tidsaspekten är därför av större betydelse än vad som ofta skrivs om olika strömstyrkors dödlighet möjlighet att ge inre brännskador eller nervskador.

Att bränna sej ytligt på skinnet vid låg-spänning är naturligt då man vid måttligt god kontakt får största värme-utvecklingen där största motståndet är, vilket brukar vara i skinnövergången mot elektriska ledaren.
Totala effekten som då kan uppstå är oftast betydligt mindre än 40W men koncentreras i ett mindre hudparti istället för att fördelas utefter kroppen vilket kan vara tillräckligt för att ge brännskador efter några sekunders beröring.

Vid ideal kroppskontakt utan skinnmotstånd, eller kontaktering mot större hudyta, gärna saltfuktig av kallsvett, så kan kroppsegna resistansen gå neråt 700 Ohm och maxeffekten blir då dubbelt upp jämfört med en intern hjärtstartare, ca 80 Watt.

Detta är om lågspänning. Resulterande energin som avsätts i kroppen är oftast för låg för att orsaka permanenta nervskador vid el-stötar under begränsad tid.
Viss ömhet kan kortvarigt uppstå liksom värme och ytliga brännskador.
Tillkommer att ju större psykiska överrasknings-momentet blir, ju större blir efterföljande oros-reaktionen pga av de av kroppen frigjorda hormonerna.

Att somliga inte känner till sådant som att man kan vänja sej vid att få mindre farliga kroppsreaktioner i kontakt med elektricitet beror nog mest på brist på egna referenser och denna typ av tillvänjning gäller ju inte bara elektricitet utan även många andra områden.
Somliga fasar t.ex. för smärtan av att få en injektionsnål stucken i huden och kan få så lågt blodtryck att de ofrivilligt svimmar bara de känner beröringen av nålen. I kombination med svagt hjärta kan det vara risk för dödlig utgång.
Som sprut-diabetiker reagerar man kanske inte riktigt på samma sätt och svimmar efter 500:de injektionen.
Det finns även de som svimmar i nöjesfältens åkattraktioner bara för att kropps-egna kemin driver fram sådant tillstånd och det kan gå kvickt, från normaltillstånd till avsvimmad kan gå på ett fåtal sekunder..

[Nerre]

Du kommer med en väldig massa påståenden utan källhänvisning, jag räknar upp några punkter som inte alls stämmer med vad jag fått lära mig (och jag har jobbat i 15 års tid med elsäkerhetsprovning av elektrisk medicinsk utrustning). Du får gärna hänvisa till några källor för detta så jag kan tala om för de som jobbar med forskning om detta att de är ute och cyklar.

• Strömmen slår inte ut hjärta och andnings-funktionerna i annat än långsam takt och de återkommer när yttre störningen upphör, men chocken och tiden som förflutit kan göra att systemet återkommer fel och kan behöva hjälp att komma i takt.
• Precis som när du plötsligt blir uppskrämd av något frigörs en mängd hormoner i kroppen vid en el-chock och en tid efteråt.
• Hjärtstörning efter kortare tids kontakt med lågspänning orsakas ofta av kroppsegna chock-reaktioner vilket man kan lära sej påverka.

I artikeln du hänvisar står så står det att de som behandling injicerade epinerfrin (vilket är samma sak som adrenalin), detta ger ju exakt den effekt du påstår att man ska motverka?

Och sen står det att de defibrillerade, vilket var precis vad jag skrev att det är det som krävs om man fått hjärtstopp eller kammarflimmer.

Sen heter det inte "elektrisk chock" på svenska, det heter "elektrisk stöt". Du blandar nog ihop det med den engelska termen "electric chock". Man kan visserligen prata om "elchock", men det är medvetet skapade elektriska stötar som ECT eller "tazers".

Det är alltså skillnad på elektrisk stöt och den eventuella chock en sån kan ge utöver övriga effekter (så som koagulering av blod och hjärtstillestånd). Men det är strömgenomgången som är det farliga med elektricitet, inte att man kan "bli chockad".


Att blanda in V och W när man pratar om elektriska pulser från en pacemaker blir rätt irrelevant, deras pulser brukar vara specificerade i joule. Det sitter ju inga enorma batterier i en sån. 40 W i 1 sekund skulle tömma ett litiumbatteri på över 10000 mAh, vore pulserna 0,1 s skulle batteriet räcka 10 pulser...

Det är inte många joule per puls som behövs.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3359743

Du får gärna förklara var strömbrytaren sitter på en implanterad pacemaker.

[E Kafeman]

Det är korrekt med effekt-angivelsen jag gav i Watt. Joule är en energi som är mer aktuell för Pacemakerns funktion.
Man får ut rätt förvånansvärt många pulser på det laddbara batteriet och supercapen vilket är separat från pacemakerna batteri och det laddas ständigt av en liten mikrogenerator.
Pulsen i fråga är från en ICD (Implantable Cardioverter Defibrillator) vilket är ett tillägg till pacemaker-funktionerna fram till för något år sedan. Numera är oftast rollerna ombytta.
Att jag skriver om elektrisk chock är med hänvisning till att det är elektriskt ursprung på den medicinskt initierade chocken som numer hellre kallas för cirkulations-störning enligt L-ABC.
Utgår från att i sammanhanget förstås chock lättare än cirkulations-störning, Pacemaker förstås lättare än ICD som är två skilda saker som kan förkomma i samma kapsling, dela elektroder osv.
Berätta gärna det för de som du känner som håller på med forskning.
Jag utvecklar antenn-teknik för radio-kommunikationen med pacemakers. Har ett flertal varianter under utveckling framför mej nu.

>Du kommer med en väldig massa påståenden utan källhänvisning, jag räknar upp några punkter som inte alls stämmer med vad jag fått lära mig
Inget tungt argument även om jag i det som kan tyckas mest udda så har jag givit ett antal länkar.
Det mesta är annars lätt att hitta mer information om. om man vill fördjupa sej. Man kan börja med http://www.pacemaker-info.se/sida/icd-0 som visserligen är lite reklamsida för St Jude Medical men informationen är enkel och saklig.
Jag jobbar mest med dess huvud-konkurrent.

Passa på att lära dina "forskare" var de kan hitta strömbrytaren. Det är elementär sjukvårdskunskap.. Om patient ska ges extern defibrillering så kan den interna enheten först sättas ur funktion med denna switch eller så kan den sättas i olika nödlägen. Det är lite mer komplicerat på nyare enheter som har sk "smart switch" där man kan styra flera funktioner som implementerats i programvaran men det är inget som sjukvårdaren behöver känna till. Möjligen kommer framtida funktioner som en RF fjärrstyrd dosa som kan finnas på t.ex. akutmottagningar men där är ännu mycket att lösa så att det t.ex. inte blir ett hackersverktyg in till programmeringen av dosan om dosan kommer i orätta händer.

What+is+the+magnet+mode .jpg

[Nerre]

Den forskning jag pratade om är den forskning som handlar om vilken elektrisk ström som är farlig. Där gjordes det redan på 50-60-talet experiment med att köra ström genom ett hjärta för att se hur mycket som krävdes för att få det att stanna. I elsäkerhetsstandarder hänvisas det mycket till den forskningen just för när man ska sätta gränser för hur mycket "läckström" en produkt får ge ifrån sig på berörbara delar.

Jag tolkade kanske "switch" lite för bokstavligt och tolkade det som en ren strömbrytare. Att vissa pacemakers kan styras med magnet är sant, men det används minst lika ofta för att enbart sätta dem i programmeringsläge eller aktivera radiokommunikation (eller vanligare är induktiv kommunikation) än att stänga av den. Målet är ju att en pacemaker ska vara konstruerad så den är failsafe, det är ju därför det tagits fram standarder (vi var aldrig ackrediterade för pacemakerstandarden så jag har bara provat tillbehör till pacemakers som provades mot EN 60601-serien).

[HUGGBÄVERN]

Ett problem som inträffar lite då och då är att elektroderna börjar glappa. Pacemakern kan då förledas att tro att den känner av allvarlig hjärtstörning och automatisk försöker el-chocka hjärtat.
Detta då för hjärtmuskelns del med optimalt placerade och kontakterade elektroder.
För att lite snabbare kunna stoppa sådana fel-chocker är pacemakers numera ofta försedda med en strömbrytare.

Detta lät intressant, men har aldrig hört något sådant. Min pacemaker vilken kompenserar uteblivna retningar, när så behövs, men µA om ens det. Jag skulle nog hoppat högt med jämna mellanrum om min pacemaker gasat på med åtskilliga Joule.
Elektroderna lär knappt glappa då de skruvas, bokstavligen in i hjärtväggen och sedan växer fast. Däremot har man skickat ut undermåliga medicintekniska produkter på markanden, vilke i sig glappat.

[E Kafeman]

Glappa ledningar/ledningsbrott i en pacemaker är inte helt ovanligt problem. Ca 10-20% fallerar på ett eller annat sätt efter 10 år.
I de flesta fall så är konsekvenserna måttliga men det hände för 5-6 år sedan att en hel serie ledningar återkallades från St Judd, som är en av de större i branchen.
Problemen var extra bekymmersamma eftersom dessa, nu fastvuxna ledningarna, kunde orsaka infektioner. I de flesta fall kan annars defektiva ledningar lämnas utan obehag, när de ersätts.
St Judd skaffade sej nya bekymmer när de nyligen köpte upp ett företag, Nanostim.

Det är kraftigt obehagligt om pacemaker med inbyggd hjärtstartare (ICD) där ICD-enheten falsktriggas pga defektiva ledningar då det rör sej om kraftiga strömmar som matas till hjärtmuskeln under en period på 8 sekunder för att sedan återtriggas pga den trasiga ledningen så fort interna kondensatorn laddats upp igen.
Problemet med skenade ICD är inte vanligt men förekommer lite då och då, främst i USA, då det är där flest ICD har i inopererats.

En typisk ICD's interna kondensator laddas upp till ca 1000 Volt, som sedan matas ut via ett pulsformande nät till hjärtmuskeln, så du lär hoppa till ordentligt om den anser att du behöver piggas upp med en stöt.
Toppeffekten tillfört hjärtat ligger på ca 40W under urladdningens-perioden, men utsmetat över typiskt 8 sekunder handlar det om upp total energi i storleksordningen upp till 300 Ws eller Joule.
Moderna ICD's kan anpassa urladdningens storlek beroende på vilken grad av störning som detekteras så pulser neråt 10 Joule kan aktiveras enskilt eller i skurar.
Detta gör att mindre grad av flimmer kan testas att korrigeras med en svagare puls för mindre patient-obehag.

[Nerre]

300 J är ju vad man använder med en extern defibrillator, där paddlarna sätts utanpå bröstkorgen. Att man skulle behöva så mycket för en ICD låter väldigt konstigt.

[E Kafeman]

Korrekt, de flesta ICD+pacemaker maxar idag 40J, rena ICD ligger på 80J, men mera är på väg. Det handlar mest om hur stora enheter som acceptabla för att rymma kondensatorer och spolar och det är rätt nyligen man fått fram supecappar som kan hantera högre spänningar effektivt.
Vad gäller ICD så är resonemanget lite, skjut med vad du har, om det behövs.
De har just på grund av att de är interna vissa nackdelar vad gäller strömfördelningen och de kan inte på samma sätt anta att defibrilleringen varvas med någon minuts yttre hjärtmassage och konstgjord andningshjälp mellan stötarna som yttre enhet ger möjlighet till.
Externa hjärtstartare som finns lite var stans har max-inställningen 360J som baseras på antagandet att 4J per kg total kroppsvikt är rimlig måttstock.

[Nerre]

Jag hittade lite siffror från de där försöken som gjordes på 50-60-talet (minns inte exakt vilka som gjorde dem). Detta är alltså siffror jag har skrivit ner i egna anteckningar när jag läste dessa artiklar.

Vid 10 uA 50 Hz genom hjärtat så är sannolikheten för kammarflimmer 2 promille. Om det är "ofarligt" eller ej är väl upp till var och en att bedöma, men i mina ögon är det inte ofarligt.

Vid DC blir sannolikheten närmare 1 promille, vid 1 kHz är den ungefär 1,5 promille.

En ström genom kroppen (inte genom hjärtat) på 500 uA är det bara 1% sannolikhet att man ens känner. En stöt som inte ens känns kan alltså orsaka kammarflimmer (om en ström på 500 uA går från hand till hand så är det rätt sannolikt att det går 5-10 uA genom hjärtat, eftersom blodet leder ström bra).

Jag hittar tyvärr inga siffror på hur stor del av strömmen som beräknas gå genom hjärtat vid olika ledningsvägar genom kroppen.

Brännskador på huden får man vid en strömtäthet på mer än 2 mA per kvadratcentimeter.


Det är alltså detta med sannolikheten som är nyckeln till det hela. Det finns alltså ingen hård gräns mellan farlig och ofarlig ström. Högre ström ökar sannolikheten. Jag tycker som sagt var att en sannolikhet på 2 promille för kammarflimmer är "livsfarligt", även om det innebär att av 500 personer som får en sån stöt är det "bara" en som dör. De där 499 som inte dog är inget bevis på att den strömmen är ofarlig.

Det finns folk som överlevt en kula genom huvudet, men det betyder inte att en kula genom huvudet är ofarligt.

[Sverige]

Men just eftersom de flesta elsäkerhetsstandarder ställer krav som motsvarar IP2x så brukar man oftast inte IP-klassa produkter som är lägre än IP33.

Industriarmaturer har IP23/IP23T. Ex https://www.nokalux.se/armaturer/industri/id-40.htm

[Sverige]

40 W i 1 sekund skulle tömma ett litiumbatteri på över 10000 mAh

[Nerre]

Men just eftersom de flesta elsäkerhetsstandarder ställer krav som motsvarar IP2x så brukar man oftast inte IP-klassa produkter som är lägre än IP33.

Industriarmaturer har IP23/IP23T. Ex https://www.nokalux.se/armaturer/industri/id-40.htm

Jag skrev lite diffust där, skulle ha skrivit IPx3 eller IP3x.

Motsvarande IP2x brukar som sagt var de flesta standarder ha (d.v.s. du ska inte kunna peta med ett finger på spänningsförande delar), alltså är det ingen mening med att IP-klassa IP20. Även IP21 och IP22 är ganska meningslösa, så det är IP23 eller uppåt som främst används. IP 21-IP23 tror jag mest används för belysningsarmaturer utomhus? Detta eftersom IP21-22 har krav på att apparaten inte ska kunna lutas eller får lutas max 15 grader.

Det finns såklart inget hinder för att IP-klassa nåt även IP22, men det kostar pengar att göra testerna som behövs för att bevisa att man uppfyller IP22 så därför är det få som lägger pengar på det.

Jag har testat produkter för IPX1-IPx7 (regnmaskin, strilbåge och spolmunstycken). Även kört tester för IP5x. IP6x har jag inte sett nån produkt som klarar, talken som används vid dessa tester är extremt finkornig och om höljet inte har tryckutjämning så ska provet göras med undertryck i höljet. Enligt vissa standarder testar man likadant för IP5x och IP6x, skillnaden är att för 6x får det inte komma in damm alls, för 5x får det komma in damm om det inte hamnar på farliga ställen.

[Nerre]

40 W i 1 sekund skulle tömma ett litiumbatteri på över 10000 mAh

:humm:

Ja, nu när du säger det räknade jag ju fel... Jag blandade ihop sekunder och timmar...

40 W med 3,7 V kräver typ 10 A, så 10 000 mAs blir det. Och det är ju faktiskt bara 3 mAh. Men en ICD tömmer alltså ett batteri rätt snabbt, det är ju därför det experimenteras med batterier som laddas av hjärtats normala pulsslag och sen kan användas för att sparka på hjärtat när det behövs. För även om man använder en supercap som buffert så måste energin komma från nånstans.

[Sverige]

Ja kapslingsklasser kan vara lite märkliga ibland. Ex kopplingsdosa 1438245 var först IP56, efter ett antal år så var den IP65 istället. Som att den skulle blivit mer tät mot damm och mindre tät mot tät mot vatten, fast det är samma dosa...

[TomasL]

Men just eftersom de flesta elsäkerhetsstandarder ställer krav som motsvarar IP2x så brukar man oftast inte IP-klassa produkter som är lägre än IP33.

Industriarmaturer har IP23/IP23T. Ex https://www.nokalux.se/armaturer/industri/id-40.htm

IP20 är en rätt vanlig klassning, vilket motsvarar NEMA1