Basic concepts of electricityΒασικές έννοιες του ηλεκτρισμού

To examine the effects of electric current on the human body, it is necessary to know some basic concepts and principles of electricity.

Για να εξετάσουμε τις επιπτώσεις του ηλεκτρικού ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα είναι αναγκαίο να γνωρίζουμε κάποιες βασικές έννοιες και αρχές του ηλεκτρισμού.

Electric current is the phenomenon of the flow of electric charge. The magnitude used to measure this phenomenon is the intensity of the electric current, which is defined as the rate of flow of electric charge from one region to another through a given surface:

Ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζουμε το φαινόμενο της ροής ηλεκτρικού φορτίου. Το μέγεθος με το οποίο μετράμε αυτό το φαινόμενο είναι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που ορίζεται ως ο ρυθμός ροής ηλεκτρικού φορτίου από μια περιοχή σε άλλη διαμέσου μίας δεδομένης επιφάνειας:

In a conductor, the current intensity depends on the speed of movement of the charged particles, their concentration, and their charge. The S.I. unit for current intensity is the ampère. One ampère is defined as equal to one coulomb per second (1 A = 1 C/s). In metals, the moving charges are the negatively charged electrons, in an ionic solution the positively or negatively charged ions, while in plasma, both. However, by convention and abusively, current is described as the flow of positive charge, regardless of whether the actual charge carriers are negative and/or positive.

Σε έναν αγωγό, η ένταση του ρεύματος εξαρτάται από την ταχύτητα μετακίνησης των φορτισμένων σωματιδίων, τη συγκέντρωσή τους και το φορτίο τους. Η μονάδα της έντασης του ρεύματος στο S.I. είναι το ampère. Ένα ampère ορίζεται ως ίσο προς ένα coulomb ανά δευτερόλεπτο (1 Α = 1 C/s). Στα μέταλλα τα κινούμενα φορτία είναι τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια, σε ένα ιοντικό διάλυμα τα θετικά ή αρνητικά φορτισμένα ιόντα, ενώ στο πλάσμα και τα δύο. Όμως, κατά σύμβαση και καταχρηστικά, το ρεύμα περιγράφεται ως ροή θετικού φορτίου, ασχέτως αν οι πραγματικοί φορείς φορτίου είναι αρνητικοί ή/και θετικοί.

Direct current (direct current, DC) is defined as current in which the movement of electric carriers has a constant direction. Its intensity may be constant or vary with time.

Συνεχές ρεύμα (direct current, DC) ονομάζουμε το ρεύμα στο οποίο η κίνηση των ηλεκτρικών φορέων έχει σταθερή φορά. Η ένταση του μπορεί να είναι σταθερή ή να μεταβάλλεται με το χρόνο.

Alternative current (alternative current, AC) is defined as current whose intensity and the direction of movement of the electric carriers change periodically with time. The sinusoidal form of AC is the most common because it makes energy transfer more efficient.

Εναλλασσόμενο ρεύμα (alternative current, AC) ονομάζουμε το ρεύμα του οποίου η ένταση και η φορά κίνησης των ηλεκτρικών φορέων μεταβάλλονται περιοδικά με το χρόνο. Η ημιτονοειδής μορφή του AC είναι η πιο συνήθης, γιατί καθιστά τη μεταφορά ενέργειας πιο αποτελεσματική.

For materials that follow Ohm’s law current intensity flowing through a conductor is directly proportional to the potential difference V across the ends of the conductor and inversely proportional to its resistance:

Για υλικά που ακολουθούν το νόμο του Ohm ένταση του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό είναι ευθέως ανάλογη της διαφορά δυναμικού V στα άκρα του αγωγού και αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασης του:

The unit of resistance in the S.I. system is the ohm, equal to one volt per ampère (1 Ω = 1 V/A). It should be noted that many devices do not follow Ohm's law but exhibit a more complex voltage-current relationship. Conductance is defined as the reciprocal of resistance:

Η μονάδα αντίστασης στο σύστημα S.I. είναι το ohm, ίσο προς ένα volt ανά ampère (1 Ω = 1 V/A). Πρέπει να σημειώσουμε ότι πολλές διατάξεις δεν ακολουθούν το νόμο του Ohm αλλά εμφανίζουν μία περισσότερο πολύπλοκη σχέση τάση-ρεύματος. Η αγωγιμότητα ορίζεται ως το αντίστροφο της αντίστασης:

According to Joule's first law (known also as the Joule–Lenz law) the heat Q produced when a current I flows through a conductor with resistance R for time t is given by the relation:

Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Joule (γνωστός και ως νόμος Joule-Lenz) η θερμότητα Q που παράγεται όταν ένα ρεύμα I διαρρέει έναν αγωγό με αντίσταση R για χρόνο t δίνεται από τη σχέση:

When the current is expressed in ampères, the resistance in ohms, and the time in seconds, the unit of Q is the joule.

Όταν το ρεύμα εκφράζεται σε ampères, η αντίσταση σε ohms και ο χρόνος σε seconds, η μονάδα του Q είναι το joule.

Root mean square intensity $I_{rms}$ of alternating current is the intensity of the direct current that produces the same thermal effect as the alternating current when flowing through the same ohmic resistance for the same time interval:

Ενεργός ένταση $I_{rms}$ του εναλλασσόμενου ρεύματος είναι η ένταση του συνεχούς ρεύματος που προκαλεί το ίδιο θερμικό αποτέλεσμα με το εναλλασσόμενο ρεύμα όταν διαρρέει την ίδια ωμική αντίσταση κατά το ίδιο χρονικό διάστημα:

Similarly, the root mean square voltage $V_{rms}$ of alternating current is the voltage of the direct current that, when applied across the ends of the same ohmic resistance R, creates a direct current whose intensity is equal to the rms intensity of the alternating current:

Αντίστοιχα, ονομάζουμε ενεργό τάση $V_{rms}$ του εναλλασσόμενου ρεύματος την τάση του συνεχούς ρεύματος που, όταν εφαρμοστεί στα άκρα της ίδιας ωμικής αντίστασης R, δημιουργεί συνεχές ρεύμα του οποίου η ένταση είναι ίση με την ενεργό ένταση του εναλλασσόμενου ρεύματος:,/p>

When referring to the voltage or intensity of alternating current, we mean the rms value of these magnitudes.

Όταν αναφερόμαστε στην τάση ή στην ένταση του εναλλασσόμενου ρεύματος, εννοούμε την ενεργό τιμή αυτών των μεγεθών.

Electrical impedance or complex resistance Z of an alternating current circuit is defined as the ratio of the amplitude of the alternating voltage $V_{max}$ applied across the circuit to the amplitude $I_{max}$ of the current intensity flowing through it:

Ηλεκτρική εμπέδηση ή σύνθετη αντίσταση Ζ ενός κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος ορίζουμε το πηλίκο του πλάτους της εναλλασσόμενης τάσης $V_{max}$ που εφαρμόζεται στα άκρα του κυκλώματος προς το πλάτος $I_{max}$ της έντασης του ρεύματος που το διαρρέει:

This equation is essentially a generalized form of Ohm's law that also includes alternating current circuits. The S.I. unit of impedance is the ohm. Impedance is the physical quantity that describes the difficulties encountered by the flow of electric carriers in a circuit due to ohmic resistance R, inductive reactance $Z_{L}$ and capacitive reactance $Z_{C}$:

Η εξίσωση αυτή αποτελεί ουσιαστικά γενικευμένη μορφή του νόμου του Ohm που περιλαμβάνει και κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Η μονάδα της εμπέδησης στο SI είναι το ohm. Η εμπέδηση είναι το φυσικό μέγεθος που περιγράφει τις δυσκολίες που συναντάει η ροή των ηλεκτρικών φορέων σε ένα κύκλωμα λόγω της ωμικής αντίστασης R, της επαγωγικής αντίστασης $Ζ_{L}$ και της χωρητικής αντίστασης $Ζ_{C}$:

Electricity and the Human BodyΗλεκτρισμός και ανθρώπινο σώμα

The electricity generated inside the body is used for the function of the nerves and the control of muscles and organs. Brain activity is primarily electrical. All nerve signals to and from the brain are related to the flow of electric current.

Ο ηλεκτρισμός που παράγεται στο εσωτερικό του σώματος χρησιμοποιείται για τη λειτουργία των νεύρων και τον έλεγχο μυών και οργάνων. Η δραστηριότητα του εγκεφάλου είναι κυρίως ηλεκτρική. Όλα τα νευρικά σήματα από και προς τον εγκέφαλο σχετίζονται με τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος.

NeuronsΝευρώνες

These signals are the result of the electrochemical action of nerve cells. When a neuron is at rest, it exhibits a potential difference (resting potential) between the outer and inner surface of its cell membrane, mainly due to the action of many Na⁺/K⁺ ion pumps. Each one of these pumps exports three Na⁺ ions for every two K⁺ ions it imports into the cell. The result is that the outer surface is electropositive relative to the inner surface by 60 – 90 mV. When a stimulus acts on the surface of a nerve cell, the membrane's permeability to Na⁺ ions increases at that point (voltage-gated Na⁺ ion channels open), and these ions enter the cell due to their higher concentration in the extracellular space.

Τα σήματα αυτά είναι αποτέλεσμα της ηλεκτροχημικής δράσης των νευρικών κυττάρων. Όταν ένας νευρώνας βρίσκεται σε ηρεμία, εμφανίζει διαφορά δυναμικού (δυναμικό ηρεμίας) μεταξύ της εξωτερικής και της εσωτερικής επιφάνειας της κυτταρικής του μεμβράνης που οφείλεται, κυρίως, στη δράση πολλών αντλιών ιόντων Na⁺/K⁺. Η κάθεμια από αυτές τις αντλίες, για κάθε δύο ιόντα K⁺ που εισάγει στο κύτταρο, εξάγει τρία ιόντα Na⁺. Το αποτέλεσμα είναι η εξωτερική επιφάνεια να είναι ηλεκτροθετικότερη της εσωτερικής κατά 60 – 90 mV. Όταν επιδράσει κάποιο ερέθισμα στην επιφάνεια ενός νευρικού κυττάρου, στο σημείο εκείνο αυξάνει η διαπερατότητα της μεμβράνης για τα ιόντα Na⁺ (ανοίγουν δίαυλοι ιόντων Na⁺) τα οποία και εισέρχονται στο εσωτερικό του κυττάρου λόγω της μεγαλύτερης συγκέντρωσής τους στον εξωκυττάριο χώρο.

The result is that the inner surface becomes electropositive relative to the outer surface by 40-50 mV. We have, in other words, a reversal (depolarization) of the potential (action potential). With this reversal, the permeability of the cell membrane to Na⁺ ions decreases (voltage-gated Na⁺ channels close) and increases for K⁺ ions (voltage-gated K⁺ channels open), which diffuse outwards from the cell, resulting in the restoration of the resting potential (repolarization). The transmission of the action potential (nerve impulse) along the nerve fiber constitutes the nerve impulse.

Το αποτέλεσμα είναι η εσωτερική επιφάνεια να γίνει ηλεκτροθετικότερη της εξωτερικής κατά 40-50 mV. Έχουμε, δηλαδή, μια αναστροφή (εκπόλωση) του δυναμικού (δυναμικό ενέργειας). Με την αναστροφή αυτή ελαττώνεται η διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης για τα ιόντα Na⁺ (κλείνουν ταση-ελεγχόμενοι δίαυλοι Na⁺⁺ (ανοίγουν ταση-ελεγχόμενοι δίαυλοι K⁺) που διαχέονται προς το εξωτερικό του κυττάρου με αποτέλεσμα να αποκαθίσταται το δυναμικό ηρεμίας (επαναπόλωση). Η μετάδοση του δυναμικού ενέργειας (νευρικός παλμός) κατά μήκος της νευρικής ίνας αποτελεί τη νευρική ώση.

HeartΚαρδιά

In contrast to the other muscles of the body, whose contraction depends on the transmission of nerve impulses, the heart is an organ that has the ability to contract without the need for a nervous or other external stimulus, because it possesses its own specialized electrical system (the cardiac conduction system). In a normal heart, the stimulus is produced in an area located at the junction of the right atrium and the superior vena cava, which is called the sinoatrial node (SA node). The SA node is a cluster of modified cardiac muscle cells that form the heart's primary electrical generator (the pacemaker). Each heartbeat starting in the SA node triggers a chain of electrochemical reactions that diffuses the signal to both atria, resulting in atrial contraction. The electrical signal is then transmitted to the atrioventricular node (AV node) and from there to the two ventricles, resulting in ventricular contraction. A healthy heart beats at a frequency of approximately 60 to 100 beats per minute, at rest.

Αντίθετα με τους υπόλοιπους μύες του σώματος, των οποίων η συστολή εξαρτάται από τη μετάδοση νευρικών ώσεων, η καρδιά είναι ένα όργανο που έχει την ικανότητα να συστέλλεται χωρίς την ανάγκη ύπαρξης νευρικού ή άλλου εξωτερικού ερεθίσματος, επειδή διαθέτει ένα δικό της ειδικό ηλεκτρικό σύστημα (ερεθισματαγωγό σύστημα της καρδιάς). Η παραγωγή του ερεθίσματος σε μια φυσιολογική καρδιά γίνεται σε μια περιοχή που εντοπίζεται στη συμβολή του δεξιού κόλπου και της άνω κοίλης φλέβας και ονομάζεται φλεβόκομβος. Ο φλεβόκομβος είναι ένα σύνολο τροποποιημένων καρδιακών μυϊκών κυττάρων που σχηματίζουν τη λεγόμενη πρωτογενή ηλεκτρική γεννήτρια (βηματοδότη) της καρδιάς. Κάθε καρδιακός παλμός που ξεκινά στο φλεβόκομβο, πυροδοτεί μια αλυσιδωτή ηλεκτροχημική αντίδραση που διαχέει το σήμα και στους δύο κόλπους, με αποτέλεσμα την κολπική σύσπαση. Το ηλεκτρικό σήμα μεταβιβάζεται στη συνέχεια στον κολποκοιλιακό κόμβο και από εκεί στις δύο κοιλίες, με αποτέλεσμα την κοιλιακή σύσπαση. Μια υγιής καρδιά χτυπά με συχνότητα περίπου 60 έως 100 παλμών ανά λεπτό, σε κατάσταση ηρεμίας.

Ventricular fibrillation, also known as V-fib or ventricular flutter, is a life-threatening pathological condition characterized by uncoordinated contraction of the muscle fibers of the heart's ventricles, which completely halts the heart's pumping action. It is usually caused by the intersection of the heart's normal current with a second, nearly perpendicular, ectopic current, leading to abnormal patterns of electrical excitation of the muscle fibers. The most vulnerable moment of the cardiac cycle for inducing ventricular fibrillation is the first half of the T wave, a phase during which the ventricular myocardium undergoes repolarization (de-excitation).

Ο κοιλιακός ινιδισμός, γνωστός επίσης και ως κοιλιακή μαρμαρυγή, είναι μια παθολογική κατάσταση που απειλεί άμεσα τη ζωή και χαρακτηρίζεται από ασυντόνιστη σύσπαση των μυϊκών ινών των κοιλιών της καρδίας με συνέπεια να παύει ολοκληρωτικά η επιτέλεση του αντλητικού έργου της καρδιάς. Οφείλεται, συνήθως, στη διασταύρωση του φυσιολογικού ρεύματος της καρδιάς με ένα δεύτερο, σχεδόν κάθετο, έκτοπο ρεύμα με αποτέλεσμα να δημιουργούνται ανώμαλα μοτίβα ηλεκτρικής διέγερσης των μυϊκών ινών. Η πιο ευάλωτη στιγμή του καρδιακού κύκλου για την πρόκληση κοιλιακής μαρμαρυγής είναι το πρώτο μισό του κύματος Τ, φάση κατά την οποία το μυοκάρδιο των κοιλιών υφίσταται επαναπόλωση (αποδιέργεση).

BonesΟστά

Another vital function, which appears to be electrically controlled, is bone growth. Bones contain collagen, which is a piezoelectric material, meaning that when a force is applied to it, a small electrical potential is created. Collagen has a structure that primarily allows the flow of negative charges. In contrast, the inorganic crystals of the bone (apatite) located near the collagen are primarily traversed by positive charges. This is why at the junction of these two types of semiconductors, current flows easily in one direction but not in the opposite direction (i.e., they function as an electrical diode).

Μια ακόμη ζωτική λειτουργία, που φαίνεται να είναι ελεγχόμενη ηλεκτρικά, είναι η αύξηση των οστών. Τα οστά περιέχουν κολλαγόνο, που είναι πιεζοηλεκτρικό υλικό, δηλαδή όταν ασκηθεί σε αυτό κάποια δύναμη δημιουργείται ένα μικρό ηλεκτρικό δυναμικό. Το κολλαγόνο έχει τέτοια δομή ώστε να επιτρέπει τη ροή κυρίως αρνητικών φορτίων. Αντίθετα, οι ανόργανοι κρύσταλλοι του οστού (απατίτης) που βρίσκονται κοντά στο κολλαγόνο διαρρέονται κυρίως από θετικά φορτία. Γι’ αυτό στην ένωση αυτών των δύο τύπων ημιαγωγών, το ρεύμα ρέει εύκολα προς τη μία κατεύθυνση αλλά όχι προς την αντίθετη (λειτουργούν δηλαδή ως ηλεκτρική δίοδος).

Research, therefore, has shown that the forces applied to bones produce potentials due to the piezoelectric effect, and in this way, currents are generated at the collagen–apatite junctions, which cause and control bone growth. These currents are proportional to the mechanical stress (force per unit area), and consequently, increased stress leads to additional bone growth.

Έρευνες, λοιπόν, έχουν δείξει ότι οι δυνάμεις που ασκούνται στα οστά παράγουν δυναμικά που οφείλονται στο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο και με τον τρόπο αυτό παράγονται ρεύματα στις επαφές κολλαγόνου – απατίτη, που προκαλούν και ελέγχουν την αύξηση των οστών. Τα ρεύματα είναι ανάλογα της μηχανικής τάσης (δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας) και επομένως η αυξημένη τάση οδηγεί σε επιπλέον αύξηση του οστού.

Injury currentΡεύμα τραύματος

Another weak direct current, called the injury current, is produced when an area is injured. It is due to the fact that the electrical potential in the injured area is different from that of the surrounding areas. This potential difference is believed to be associated with limb regeneration in animals, such as the salamander, and with the healing of wounds or burns and the consolidation of fractures in humans.

Ένα άλλο ασθενές συνεχές ρεύμα, που καλείται ρεύμα τραύματος (injury current), παράγεται όταν μια περιοχή υφίσταται τραυματισμό. Οφείλεται στο ότι το ηλεκτρικό δυναμικό στην περιοχή του τραύματος είναι διαφορετικό από αυτό των γύρω περιοχών. Η διαφορά αυτή του δυναμικού πιστεύεται ότι σχετίζεται με την αναγέννηση άκρων σε ζώα, όπως π.χ. η σαλαμάνδρα, και με την επούλωση πληγών ή εγκαυμάτων και την πώρωση των καταγμάτων στον άνθρωπο.

ElectrogramsΗλεκτρογραφήματα

Effects of electric current on the human bodyΕπιπτώσεις του ηλεκτρικού ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα

An electric shock is the pathophysiological result of an electric current passing through the human body. Electric current can have the following effects on the human body:

• Interference with the function of the neuromuscular system, due to the modification of the cell membrane's resting potential.
• Burns and coagulative necrosis due to the conversion of electrical energy into thermal energy.
• Mechanical injury resulting from violent muscular contractions and/or falls.

Η ηλεκτροπληξία είναι το παθοφυσιολογικό αποτέλεσμα ενός ηλεκτρικού ρεύματος που διέρχεται διαμέσου του ανθρώπινου σώματος. Το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να έχει τις εξής επιπτώσεις στο ανθρώπινο σώμα:

• Παρέμβαση στη λειτουργία του νευρoμυϊκού συστήματος, λόγω της τροποποίησης του δυναμικού ηρεμίας της κυτταρικής μεμβράνης.
• Εγκαύματα και πηκτική νέκρωση λόγω μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμική.
• Μηχανικό τραυματισμό αποτέλεσμα βίαιων μυϊκών συσπάσεων ή/και πτώσεων.

The predominantly electrical nature of nerve impulse transmission is responsible for the body's high sensitivity to externally directed electric currents. Electric charges too small to cause thermal damage can cause changes in protein configuration and electroporation of the integrity of cell membranes, which is threatening to normal cell function. In instantaneous contact with a live conductor, cellular damage (rupture and lysis of cells) is caused, unrelated to the release of heat. In more prolonged contact, the element of thermal burn is added. Blood vessels can suffer thrombosis and blockage, resulting in tissue ischemia and necrosis. Muscle destruction can lead to acute renal failure (due to blockage of the renal tubules by the released myoglobin). Bone fractures, and rupture of muscles and tendons can be caused by violent muscle contractions and/or falls.

Η κατά κύριο λόγο ηλεκτρική φύση της μετάδοσης των νευρικών παλμών είναι υπεύθυνη για τη μεγάλη ευαισθησία του σώματος σε ηλεκτρικά ρεύματα που διοχετεύονται εξωτερικά. Ηλεκτρικά φορτία πολύ μικρά για να προκαλέσουν θερμική βλάβη μπορεί να προκαλέσουν αλλαγή στη διαμόρφωση των πρωτεϊνών και διάτρηση (electroporation) της ακεραιότητας των κυτταρικών μεμβρανών που είναι απειλητική για την ομαλή κυτταρική λειτουργία. Σε στιγμιαία επαφή με ρευματοφόρο αγωγό, προκαλείται κυτταρική βλάβη (θραύση και λύση κυττάρων) μη σχετιζόμενη με ελευθέρωση θερμότητας. Σε πιο παρατεταμένη επαφή προστίθεται το στοιχείο του θερμικού εγκαύματος. Τα αιμοφόρα αγγεία μπορεί να υποστούν θρόμβωση και απόφραξη, με αποτέλεσμα ιστική ισχαιμία και νέκρωση. Η μυϊκή καταστροφή μπορεί να οδηγήσει σε οξεία νεφρική ανεπάρκεια (λόγω απόφραξης των νεφρικών σωληναρίων από τη μυοσφαιρίνη που απελευθερώνεται). Κατάγματα οστών, ρήξη μυών και τενόντων μπορούν να προκληθούν λόγω των βίαιων μυϊκών συσπάσεων ή/και πτώσεων.

Immediate clinical consequences of electric shockΆμεσες κλινικές συνέπειες επί ηλεκτροπληξίας

• Burns, tissue destruction.
• Malignant cardiac arrhythmias, structural myocardial damage.
• Central nervous system and peripheral nerve damage.
• Muscle damage, myonecrosis, rhabdomyolysis, myoglobinuria.
• Bone fractures, ligament and tendon rupture.
• Acute renal failure.

• Εγκαύματα, ιστική καταστροφή.
• Κακοήθεις καρδιακές αρρυθμίες, δομική μυοκαρδιακή βλάβη.
• Βλάβες από το κεντρικό νευρικό σύστημα και τα περιφερικά νεύρα.
• Βλάβες μυών, μυονέκρωση, ραβδομυόλυση, μυοσφαιρινουρία.
• Κατάγματα οστών, ρήξη συνδέσμων, τενόντων.
• Οξεία νεφρική ανεπάρκεια.

Delayed clinical consequences of electric shockΌψιμες κλινικές συνέπειες επί ηλεκτροπληξίας

• Neuromuscular problems which may be due to muscle fibrosis or peripheral neuropathies.
• Sensorimotor neuropathies, paresthesias, dysesthesias, reflex sympathetic dystrophy (algodystrophy).
• Delayed neurological disorders. Paraplegia and quadriplegia have been reported up to 5 years (!) after the electric shock.
• Personality disorders.
• Cold intolerance.
• Cataract.

• Νευρομυϊκά προβλήματα που μπορεί να οφείλονται σε μυϊκή ίνωση ή περιφερικές νευροπάθειες.
• Αισθητικοκινητικές νευροπάθειες, παραισθησίες, δυσαισθησίες, αντανακλαστική συμπαθητική δυστροφία (αλγοδυστροφία).
• Όψιμες νευρολογικές διαταραχές. Έχουν αναφερθεί παραπληγία και τετραπληγία μέχρι και 5 χρόνια (!) από την ηλεκτροπληξία.
• Διαταραχές προσωπικότητας.
• Δυσανεξία στο ψύχος.
• Καταρράκτης.

Factors determining the type and magnitude of damageΠαράγοντες που καθορίζουν το είδος και την έκταση των βλαβών

Current intensityΗ ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος

Laboratory experiments have shown that less than 1% of people can feel alternating current with an intensity of 0.3 mA at a frequency of 50 Hz. The average value for the current perception threshold is 1.1 mA for men and 0.7 mA for women. Current of this intensity gives a sensation of "tingling". The perception threshold for direct current ranges from 2-10 mA. These values show us three things:

Εργαστηριακά πειράματα έχουν δείξει ότι λιγότερο από το 1% των ανθρώπων μπορούν να αισθανθούν εναλλασσόμενο ρεύμα έντασης 0,3 mA συχνότητας 50 Hz. Η μέση τιμή για το κατώφλι αντίληψης του ρεύματος είναι 1,1 mA στους άνδρες και 0,7 mA στις γυναίκες. Ρεύμα αύτη της έντασης δίνει μια αίσθηση «μυρμηγκιάσματος». Το κατώφλι αντίληψης για συνεχές ρεύμα κυμαίνεται από 2-10 mA. Αυτές οι τιμές μας δείχνουν τρία πράγματα:

1. The perception threshold differs from person to person.
2. Women are more sensitive to the perception of current.
3. The human body is more sensitive to alternating signals than to direct signals.

1. Το κατώφλι αντίληψης διαφέρει από άνθρωπο σε άνθρωπο.
2. Οι γυναίκες είναι πιο ευαίσθητες στην αντίληψη του ρεύματος.
3. Το ανθρώπινο σώμα είναι πιο ευαίσθητο στα εναλλασσόμενα σήματα από ότι στα συνεχή.

A current intensity of 5 mA (0.005 A) at 50 Hz is considered the maximum that is harmless, although the shock ("jolt") it causes can be quite unpleasant.

Ρεύμα έντασης 5 mA (0,005 Α) 50 Hz θεωρείται ως το μέγιστο που είναι ακίνδυνο, αν και το σοκ («τίναγμα») που προκαλεί μπορεί να είναι αρκετά ενοχλητικό.

If a person grips a current-carrying conductor with their hand, the muscles of the hand are stimulated and contract. Thus, the person is forced to hold the conductor tighter even though they are being electrocuted. At relatively low current intensity levels, the person can control their muscles, overcoming the current and thus disentangling themselves from the current-carrying conductor. These levels depend on muscle mass. Thus, at 50 Hz, it is 10-16 mA for men, 6-10 mA for women, and 3-6 mA for children. These levels for direct current are, generally, about 50 mA-75 mA.

Αν ένας άνθρωπος πιάσει με το χέρι του ένα ρευματοφόρο αγωγό οι μύες του χεριού διεγείρονται και συστέλλονται. Έτσι το άτομο αναγκάζεται να κρατήσει πιο σφικτά τον αγωγό παρόλο που υφίσταται ηλεκτροπληξία. Σε σχετικά χαμηλά επίπεδα έντασης ρεύματος το άτομο μπορεί να ελέγξει τους μύες του, υπερνικώντας το ρεύμα και έτσι να απαγκιστρωθεί από το ρευματοφόρο αγωγό. Τα επίπεδα αυτά εξαρτώνται από την μυϊκή μάζα. Έτσι στα 50 Hz για τους άνδρες είναι 10-16 mA, για τις γυναίκες 6-10 mA, ενώ για τα παιδιά 3-6 mA. Τα επίπεδα αυτά για συνεχές ρεύμα είναι, γενικά, περίπου 50 mA-75mA.

A current intensity of 10-20 mA (0.01-0.02 A) through the hand or foot is quite painful and can cause strong muscle contractions. A current of 20 mA (0.02 A) through the hand gripping a current-carrying conductor makes the person practically unable to disentangle themselves from the conductor due to the tetanic contraction caused in the hand muscles. If the victim is not holding the conductor, the strong muscle contraction usually throws them away with the risk of mechanical injury. Currents of the same intensity through the chest can cause ventricular fibrillation (disorganized contraction of the muscle fibers of the ventricles of the heart) within 30 seconds. It is noteworthy that the difference between a current that is barely perceived and one that can kill is less than 20 mA.

Ένα ρεύμα έντασης 10-20 mA (0,01-0,02 Α) μέσα από το χέρι ή το πόδι είναι αρκετά επώδυνο και μπορεί να προκαλέσει ισχυρές μυϊκές συσπάσεις. Ρεύμα 20 mA (0,02 Α) μέσω του χεριού που κρατά ρευματοφόρο αγωγό καθιστά το άτομο πρακτικά ανίκανο να απαγκιστρωθεί από τον αγωγό λόγω της τετανικής σύσπασης που προκαλείται στους μύες του χεριού. Αν το θύμα δεν κρατά τον αγωγό, η ισχυρή μυϊκή σύσπαση συνήθως το εκτινάσσει μακριά με κίνδυνο μηχανικών κακώσεων. Ρεύματα της ίδιας έντασης μέσα από το στήθος μπορούν να προκαλέσουν κοιλιακή μαρμαρυγή (άτακτη σύσπαση των μυϊκών ινών των κοιλιών της καρδίας) εντός 30 δευτερολέπτων. Είναι αξιοσημείωτο ότι η διαφορά ανάμεσα σε ένα ρεύμα που γίνεται μόλις αντιληπτό και σε ένα που μπορεί να σκοτώσει είναι λιγότερο από 20 mA.

A current intensity of 20-50 mA (0.02-0.05 A) at 50 Hz is extremely painful and can cause paralysis of the respiratory muscles (respiratory arrest).

Ρεύμα έντασης 20-50 mA (0,02-0,05 Α) 50 Hz είναι εξαιρετικά επώδυνο και μπορεί να προκαλέσει παράλυση των αναπνευστικών μυών (αναπνευστική παύση).

Alternating currents on the order of 60-100 mA (0.06-0.1 A) at 50 Hz passing through an adult's chest, while too small to cause significant heating, can be lethal because they interfere with the nervous system, especially the heart, and can cause life-threatening cardiac arrhythmias in less than a second. 300–500 mA (0.3-0.5 A) of direct current is required to cause a corresponding effect. If a current is applied directly to the heart (microshock) via e.g. a catheter or an electrode, then less than 1 mA (AC or DC) is sufficient to cause ventricular fibrillation.

Εναλλασσόμενα ρεύματα της τάξης του 60-100 mA (0,06-0,1 Α) 50 Hz που διέρχονται από το θώρακα ενήλικα, ενώ είναι πολύ μικρά για να προκαλέσουν ουσιαστική θέρμανση, μπορούν να αποβούν θανατηφόρα επειδή παρεμβαίνουν στο νευρικό σύστημα και κυρίως στην καρδιά και μπορούν να προκαλέσουν απειλητικές για τη ζωή καρδιακές αρρυθμίες σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Απαιτούνται 300 mA-500 mA (0,3-0,5 Α) συνεχούς ρεύματος για να προκληθεί αντίστοιχο αποτέλεσμα. Εάν ένα ρεύμα εφαρμοσθεί απευθείας στην καρδιά (μικροσόκ) μέσω π.χ. ενός καθετήρα ή ενός ηλεκτρόδιου, τότε αρκεί λιγότερο από 1 mA (AC ή DC) για να προκληθεί κοιλιακή μαρμαρυγή.

Very large currents (over 0.1 A) are less dangerous in causing lethal ventricular fibrillation because the myocardium is immobilized in one position. This finds application in defibrillators. A current of 0.2-0.5 A can cause very severe deep tissue damage if the contact is prolonged enough to cause a burn. A current over 1 A causes skeletal muscle and peripheral nerve damage and cardiopulmonary arrest.

Τα πολύ μεγάλα ρεύματα (πάνω από 0,1 Α) είναι λιγότερο επικίνδυνα να προκαλέσουν θανατηφόρα κοιλιακή μαρμαρυγή, επειδή το μυοκάρδιο ακινητοποιείται σε μία θέση. Αυτό βρίσκει εφαρμογή στους απινιδωτές. Ρεύμα 0,2-0,5 Α μπορεί να προκαλέσει πολύ σοβαρές βλάβες εν τω βάθει ιστών αν η επαφή είναι αρκετά παρατεταμένη ώστε να προκληθεί έγκαυμα. Ρεύμα πάνω από 1 Α προκαλεί βλάβη σκελετικών μυών και περιφερικών νεύρων και καρδιοαναπνευστική ανακοπή.

Current voltageΗ ταση του ηλεκτρικού ρεύματος

Of the parameters described by Ohm's law, voltage is the one that is usually known and could be used as a measure of the magnitude of current exposure and, consequently, the magnitude of potential damage. Voltage is a measure of the difference in electrical potential between two points and is determined by the electrical source. Most electric shocks come from constant voltage sources, meaning the voltage does not change value with time, regardless of the intensity of the current supplied to the system by the source.

Από τις παραμέτρους που περιγράφονται από το νόμο του Ohm, η τάση είναι αυτή που συνήθως είναι γνωστή και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ένα μέτρο του μεγέθους της έκθεσης στο ρεύμα και κατά συνέπεια του μεγέθους της πιθανής βλάβης. Η τάση είναι ένα μέτρο της διαφοράς του ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο σημείων και καθορίζεται από την ηλεκτρική πηγή. Οι περισσότερες ηλεκτροπληξίες προέρχονται από πηγές σταθερής τάσης, δηλαδή η τάση δεν αλλάζει τιμή με το χρόνο, άσχετα από την ένταση του ρεύματος που διοχετεύεται στο σύστημα από την πηγή.

For charges to flow in a conductor, there must be a voltage, i.e., a potential difference between two points of the conductor. This is why birds sitting on live wires do not get an electric shock, because both their feet are resting on the same wire. Thus, there is no significant potential difference between them, and therefore no current flows through the bird's body. One might, therefore, think that it is impossible to get an electric shock by touching only one wire or one point. Unfortunately, for humans, this is often not the case because they stand on the ground and the footwear they usually wear is not made of insulating material, resulting in the electrical circuit being "closed," using the earth as a conductor.

Για να ρέουν, λοιπόν, τα φορτία σε ένα αγωγό πρέπει να υπάρχει μια τάση, δηλαδή μια διαφορά δυναμικού ανάμεσα σε δύο σημεία του αγωγού. Έτσι τα πουλιά που κάθονται πάνω σε ηλεκτροφόρα σύρματα δε παθαίνουν ηλεκτροπληξία γιατί και τα δύο τους πόδια ακουμπάνε πάνω στο ίδιο σύρμα. Έτσι, δεν υπάρχει ουσιαστική διαφορά δυναμικού μεταξύ τους και άρα δε ρέει ρεύμα διαμέσου του σώματος του πουλιού. Θα μπορούσε κάποιος, λοιπόν, να σκεφτεί ότι είναι αδύνατο να πάθει ηλεκτροπληξία ακουμπώντας μονάχα σε ένα σύρμα ή σε ένα σημείο. Δυστυχώς, για τους ανθρώπους, τις περισσότερες φορές δεν ισχύει κάτι τέτοιο, επειδή πατάνε στο έδαφός και τα υποδήματα που συνήθως φοράνε δεν είναι από μονωτικό υλικό με αποτέλεσμα να «κλείνει» το ηλεκτρικό κύκλωμα, χρησιμοποιώντας τη γη ως αγωγό.

Electric shock injuries are traditionally divided into low and high voltage, with 500 or 1000 V arbitrarily being the most common dividing line. The use of high voltages makes power transmission more efficient, but simultaneously increases the risk of electric shock. Although both high-voltage and low-voltage injuries can cause significant morbidity and mortality, the general rule is that the higher the voltage, the greater the tissue destruction, due to the larger current flowing through the body. In high voltages, the injuries are mainly due to heat, and histological studies in such cases show coagulative necrosis consistent with thermal injury. We should note that high-voltage electrical energy dramatically reduces the body's resistance because it quickly breaks down human skin. When the skin is punctured, the current increases sharply.

Οι βλάβες από ηλεκτροπληξία χωρίζονται παραδοσιακά σε χαμηλής και υψηλής τάσης, με τα 500 ή 1000 V να αποτελούν αυθαίρετα την πιο συνηθισμένη διαχωριστική γραμμή. Η χρήση υψηλών τάσεων καθιστά της μεταφοράς ισχύος πιο αποτελεσματική, όμως αυξάνει ταυτόχρονα τον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας. Αν και τόσο οι βλάβες από υψηλές τάσεις όσο και αυτές από χαμηλές τάσεις μπορούν να προκαλέσουν σημαντική νοσηρότητα και θνησιμότητα, ο γενικός κανόνας λέει ότι όσο υψηλότερη η τάση τόσο μεγαλύτερη είναι η ιστική καταστροφή, εξαιτίας του μεγαλύτερου ρεύματος που διαρρέει το σώμα. Στις υψηλές τάσεις, οι βλάβες οφείλονται κυρίως στην θερμότητα και οι ιστολογικές μελέτες που έχουν γίνει σε τέτοιες περιπτώσεις δείχνουν πηκτική νέκρωση συμβατή με θερμική βλάβη. Πρέπει να σημειώσουμε ότι η ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από υψηλή τάση μειώνει δραματικά την αντίσταση του σώματος γιατί λύει πολύ γρήγορα το ανθρώπινο δέρμα. Όταν το δέρμα διατρηθεί, το ρεύμα αυξάνει κατακόρυφα.

In general, however, we cannot take into account only the voltage, because very low voltages can be dangerous in special cases that we will examine next, while, conversely, very high voltages can be completely harmless, such as electrostatic discharge, which one experiences when walking on a carpet and then touching a metal object; this can involve thousands of volts but has no serious effect on the human body.

Γενικά πάντως, δεν μπορούμε να λάβουμε υπόψιν μόνο την τάση, γιατί πολύ χαμηλές τάσεις μπορεί να είναι επικίνδυνες σε ειδικές περιπτώσεις που θα εξετάσουμε στη συνέχεια, ενώ, αντίστροφα, πολύ υψηλές τάσεις μπορεί να είναι εντελώς ακίνδυνες, όπως π.χ. η ηλεκτροστατική εκκένωση, που υφίσταται κανείς όταν περπατά πάνω σε χαλί και αγγίζει ύστερα κάποιο μεταλλικό αντικείμενο, μπορεί να αφορά χιλιάδες volts αλλά δεν έχει καμία σοβαρή επίπτωση στο ανθρώπινο σώμα.

Human body resistanceΗ αντίσταση του ανθρώπινου σώματος

The resistance of the human body is extremely variable. The skin constitutes the main resistance («contact resistance») encountered by the current, and this degree of resistance depends on the thickness and moisture of the skin, as well as the contact area. It ranges from Ω/cm² for thin and wet skin up to 1-2 MΩ/cm² for very thick and dry skin. Generally, wet skin has only 1% of the resistance of dry skin. If the skin is not intact (has abrasions) or the current is applied to wet mucous membranes (e.g., mouth), the resistance can be as low as 100 Ω/cm².

Η αντίσταση του ανθρώπινου σώματος είναι εξαιρετικά ευμετάβλητη. Το δέρμα αποτελεί την κύρια αντίσταση («αντίσταση επαφής») που συναντά το ρεύμα και ο βαθμός αυτός της αντίστασης εξαρτάται από το πάχος και την υγρασία του δέρματος, καθώς και από την επιφάνεια της επαφής. Κυμαίνεται από 500 Ω/cm² για λεπτό και υγρό δέρμα μέχρι 1-2 MΩ/cm² για πολύ παχύ και ξηρό δέρμα. Γενικά, το υγρό δέρμα έχει μόνο το 1% της αντίστασης του στεγνού. Αν το δέρμα δεν είναι άθικτο (έχει αμυχές) ή το ρεύμα εφαρμοστεί σε υγρούς βλεννογόνους (π.χ. στόμα) η αντίσταση μπορεί να είναι μόλις 100 Ω/cm².

Nerves, muscles, and blood vessels have lower resistance. In general, body fluids are good conductors due to significant ion concentrations. Bones have the highest resistance. We should note that children have not only thinner skin but also a higher percentage of water in their bodies and are therefore more vulnerable to electric shock.

Χαμηλότερη αντίσταση έχουν τα νεύρα, οι μύες και τα αιμοφόρα αγγεία. Γενικότερα, τα υγρά του σώματος είναι καλοί αγωγοί λόγω των σημαντικών συγκεντρώσεων ιόντων. Την υψηλότερη αντίσταση την έχουν τα οστά. Πρέπει να σημειώσουμε ότι τα παιδιά έχουν εκτός από λεπτότερο δέρμα και μεγαλύτερο ποσοστό ύδατος στο σώμα τους και ως εκ τούτου είναι πιο ευάλωτα σε ηλεκτροπληξία.

If the skin resistance is high, the electrical energy is converted into thermal energy, resulting in severe skin burns at the contact points but fewer internal injuries. If the skin resistance is low, the skin burns are less extensive or absent, with more electrical energy being released into internal structures. This means that the absence of surface burns does not imply the absence of internal injuries, and the severity of the burns is not indicative of the severity of the internal injuries.

Αν η αντίσταση του δέρματος είναι μεγάλη η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική, με αποτέλεσμα σοβαρά δερματικά εγκαύματα στα σημεία επαφής, αλλά λιγότερες εσωτερικές βλάβες. Αν η αντίσταση του δέρματος είναι χαμηλή τα δερματικά εγκαύματα είναι λιγότερο εκτεταμένα ή απουσιάζουν, με περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια να εκλύεται σε εσωτερικές δομές. Αυτό σημαίνει ότι η απουσία επιφανειακών εγκαυμάτων δεν συνεπάγεται την απουσία βλαβών και η σοβαρότητα των εγκαυμάτων δεν είναι ενδεικτική της σοβαρότητα των εσωτερικών βλαβών.

Damage to internal tissues depends not only on their resistance but also on the current density (current per unit area). This is because more energy is concentrated at a point when the same current flows through a smaller area. For example, as electrical energy flows through an arm (mainly through low-resistance tissues such as nerves, muscles, vessels), the current density increases at the joints because they are largely composed of tissues with high resistance (e.g., bones, tendons), thus reducing the area of low-resistance tissues. Therefore, the damage caused to low-resistance tissues tends to be more severe at the joints.

Η βλάβη στους εσωτερικούς ιστούς εξαρτάται εκτός από την αντίσταση τους και από την πυκνότητα του ρεύματος (ρεύμα ανά μονάδα επιφάνειας) και αυτό γιατί περισσότερη ενέργεια συγκεντρώνεται σε ένα σημείο όταν το ίδιο ρεύμα ρέει διαμέσου μικρότερης επιφάνειας. Για παράδειγμα, καθώς η ηλεκτρική ενέργεια ρέει σε ένα χέρι (κυρίως διαμέσου ιστών χαμηλής αντίστασης όπως νεύρα, μύες, αγγεία), η πυκνότητα του ρεύματος αυξάνει στις αρθρώσεις γιατί σε μεγάλο ποσοστό αποτελούνται από ιστούς με μεγάλη αντίσταση (π.χ. οστά, τένοντες), με αποτέλεσμα να μειώνεται η επιφάνεια ιστών χαμηλής αντίστασης. Έτσι, η βλάβη που προκαλείται στους χαμηλής αντίστασης ιστούς τείνει να είναι πιο σοβαρή στις αρθρώσεις.

Comparison of direct current and alternating currentΣύγκριση συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος

One of the factors that affects the nature and severity of injuries caused by electric shock is the type of current, i.e., whether it is direct current (DC) or alternating current (AC). Generally, exposure to an alternating source is considered 3-5 times more dangerous than exposure to a direct current source of the same voltage, due to the possible tetany that can be induced, resulting in the victim's prolonged contact with the source. Furthermore, the repetitive nature of alternating current increases the likelihood of causing fatal ventricular fibrillation.

Ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη φύση και τη σοβαρότητα των βλαβών που προκαλούνται από ηλεκτροπληξία είναι το είδος του ρεύματος, αν δηλαδή πρόκειται για συνεχές (DC) ή για εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Γενικά, η έκθεση σε εναλλασσόμενη πηγή θεωρείται 3-5 φορές πιο επικίνδυνη από την έκθεση σε συνεχή της ίδιας τάσης, εξαιτίας της ενδεχόμενης τετανίας που μπορεί να προκληθεί με συνέπεια την παρατεταμένη επαφή του θύματος με την πηγή. Επιπλέον, η επαναληπτική φύση του εναλλασσόμενου ρεύματος αυξάνει την πιθανότητα πρόκλησης θανατηφόρας κοιλιακής μαρμαρυγής.

Conversely, contact with high-voltage direct current usually causes a single, violent muscular contraction that often throws the victim away from the source. This fact leads to a shorter duration of exposure but increases the possibility of mechanical injury. Direct current usually causes cardiac asystole, which has a better prognosis than ventricular fibrillation, as the heart in this case may restart on its own. Finally, direct current causes electrolytic breakdown of normal body fluids.

Αντίθετα, η επαφή με υψηλής τάσης συνεχές συνήθως προκαλεί μία μοναδική βίαια μυϊκή σύσπαση που, συχνά, εκτινάσσει το θύμα μακριά από την πηγή. Το γεγονός αυτό καθιστά μικρότερη τη διάρκεια έκθεσης αλλά αυξάνει την πιθανότητα μηχανικού τραυματισμού. Το συνεχές ρεύμα προκαλεί συνήθως καρδιακή ασυστολή που έχει καλύτερη πρόγνωση από την κοιλιακή μαρμαρυγή μιας και η καρδιά σε αυτή την περίπτωση μπορεί να επανέλθει από μόνης της. Τέλος, το συνεχές ρεύμα προκαλεί ηλεκτρολυτική διάσπαση των φυσιολογικών υγρών του σώματος.

Current frequencyΗ συχνότητα του ρεύματος

The frequency of the current affects both the threshold and the sensation of current perception. A current of 7 mA at a frequency of 5 kHz is required to cause a tingling sensation, while between 100 and 200 kHz the perception changes to a feeling of warmth. Continuous muscular contraction (tetany) is induced when muscle fibers are stimulated 40-110 times per second.

Η συχνότητα του ρεύματος επηρεάζει τόσο το κατώφλι όσο και το αίσθημα της αντίληψης του ρεύματος. Απαιτείται ρεύμα 7 mA συχνότητας 5 kHz για να προκαλέσει αίσθημα μυρμηγκιάσματος, ενώ ανάμεσα στα 100 με 200 kHz η αντίληψη αλλάζει σε αίσθημα θερμότητας. Συνεχής μυϊκή σύσπαση (τετανία) προκαλείται όταν οι μυϊκές ίνες διεγείρονται 40-110 φόρες το δευτερόλεπτο.

It has been found that alternating currents of 30 - 60 Hz are the most dangerous in causing ventricular fibrillation, requiring the least intensity compared to currents of any other frequency. Unfortunately, the transmission frequency of household current is 50 Hz in Europe and 60 Hz in the U.S.

Έχει βρεθεί ότι εναλλασσόμενα ρεύματα 30 - 60 Hz είναι τα πιο επικίνδυνα να προκαλέσουν κοιλιακή μαρμαρυγή απαιτώντας τη μικρότερη ένταση από ρεύμα οποιασδήποτε άλλης συχνότητας. Δυστυχώς, η συχνότητα μεταφοράς του οικιακού ρεύματος είναι 50 Hz στην Ευρώπη και 60 Hz στις Η.Π.Α.

Alternating currents with frequencies on the order of 106 Hz (1 ΜHz) do not significantly interfere with nerve functions and can be used for diathermy in cases of arthritis, sinusitis, etc. If an electrode is very small, the resulting concentrated heating can be used for local tissue destruction, such as tumors, or for tissue cutting in some surgical procedures.

Εναλλασσόμενα ρεύματα με συχνότητες της τάξης του 106 Hz (1 ΜHz) δεν παρεμβαίνουν σημαντικά στις λειτουργίες των νεύρων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαθερμίες σε περιπτώσεις αρθρίτιδας, ιγμορίτιδας κ.α. Αν κάποιο ηλεκτρόδιο είναι πολύ μικρό, η προκύπτουσα συγκεντρωμένη θέρμανση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τοπική καταστροφή των ιστών όπως όγκων ή για κοπή ιστών σε μερικές χειρουργικές επεμβάσεις.

The impedance of the body at 50 Hz is essentially ohmic. As the frequency increases, the impedance changes and functions like a resistor-capacitor network, becoming nonlinear. At approximately 50 kHz, the body's impedance can be reduced by more than 50%, and the contact resistance becomes negligible.

Η εμπέδηση του σώματος στα 50 Hz είναι ουσιαστικά ωμική. Καθώς η συχνότητα αυξάνει η εμπέδηση διαφοροποιείται και λειτουργεί σαν ένα δίκτυο αντιστάτη-πυκνωτή και γίνεται μη γραμμική. Περίπου στα 50 kHz η εμπέδηση του σώματος μπορεί να μειωθεί περισσότερο από 50% και η αντίσταση επαφής είναι αμελητέα.

The path of current in the human bodyΗ διαδρομή του ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα

The path of the current through the human body determines which tissues and structures are at risk and what type of injury will result. The application of current to intact skin is called macroschock, while the direct application of current to the heart tissue is called microschock. As we saw in the case of microschock, less than 1 mA (AC or DC) is enough to cause ventricular fibrillation.

Η διαδρομή του ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα καθορίζει ποιοι ιστοί και ποιες δομές διατρέχουν κίνδυνο και τι τύπος βλάβης θα προκύψει. Η εφαρμογή ρεύματος σε ανέπαφο δέρμα ονομάζεται μακροσόκ, ενώ η απευθείας εφαρμογή του ρεύματος στον καρδιακό ιστό μικροσόκ. Όπως είδαμε στην περίπτωση του μικροσοκ αρκεί λιγότερο από 1 mA (AC ή DC) για να προκληθεί κοιλιακή μαρμαρυγή.

Η διαδρομή του ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα καθορίζει ποιοι ιστοί και ποιες δομές διατρέχουν κίνδυνο και τι τύπος βλάβης θα προκύψει. Η εφαρμογή ρεύματος σε ανέπαφο δέρμα ονομάζεται μακροσόκ, ενώ η απευθείας εφαρμογή του ρεύματος στον καρδιακό ιστό μικροσόκ. Όπως είδαμε στην περίπτωση του μικροσοκ αρκεί λιγότερο από 1 mA (AC ή DC) για να προκληθεί κοιλιακή μαρμαρυγή.

The terms entry point and exit point are used to describe electrical injuries, but when referring to alternating current electric shock, it is more accurate to talk about source contact point and ground contact point because in alternating current the direction is constantly changing. The hand is the most common source contact point, followed by the head. Since the flexor muscles of the hand are much stronger than the extensor muscles, contraction of the flexor muscles in the wrist, elbow, and shoulder will occur, causing the hand holding the source to pull the source even closer to the body. This prolongs the duration of exposure to the electric current. The foot is the most common ground contact point.

Οι όροι σημείο εισόδου και σημείο εξόδου χρησιμοποιούνται για την περιγραφή των ηλεκτρικών βλαβών, αλλά όταν αναφερόμαστε σε ηλεκτροπληξία από εναλλασσόμενο ρεύμα είναι πιο εύστοχο να μιλάμε για σημείο επαφής με την πηγή και σημείο επαφής με τη γείωση επειδή στο εναλλασσόμενο έχουμε συνεχή εναλλαγή της φοράς του. Το χέρι είναι το πιο σύνηθες σημείο επαφής με την πηγή, ακολουθούμενο από το κεφάλι. Επειδή οι καμπτήρες μύες του χεριού είναι πολύ πιο δυνατοί από τους εκτείνοντες, συστολή των καμπτηρών μυών στον καρπό, αγκώνα και τον ώμο θα συμβεί, προκαλώντας το χέρι που κρατά την πηγή να τραβήξει την πηγή ακόμη πιο κοντά στο σώμα. Έτσι παρατείνεται η διάρκεια έκθεσης στο ηλεκτρικό ρεύμα. Το πόδι είναι το πιο σύνηθες σημείο επαφής με τη γείωση.

Electric current flowing through the head or thorax is more likely to be fatal. Transthoracic currents can cause fatal cardiac arrhythmia or direct cardiac tissue damage. Tetany of the diaphragm muscles and/or intercostal muscles can lead to respiratory arrest. Such currents occur when the current flows from hand to hand, from hand to foot, or from head to hand or foot. Transcranial currents cause immediate loss of consciousness because they depolarize brain neurons. They can also cause cerebral tissue damage, epilepsy, or paralysis. Respiratory arrest can occur from the current passing through the respiratory center of the brain (medulla oblongata). If current flows near the eyes, it can lead to cataracts. Cataracts can develop within a few days of the accident or even years later. Currents traveling from foot to foot are considered less dangerous.

Ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει το κεφάλι ή τον θώρακα είναι πιο πιθανό να αποβεί μοιραίο. Τα διαθωρακικά ρεύματα μπορούν να προκαλέσουν θανατηφόρα καρδιακή αρρυθμία ή άμεση καρδιακή ιστική βλάβη. Τετανία των μυών του διαφράγματος ή / και των μεσοπλεύριων μυών μπορεί να οδηγήσει σε αναπνευστική παύση. Τέτοια ρεύματα προκύπτουν όταν το ρεύμα ρέει από χέρι σε χέρι, από χέρι σε πόδι, ή από κεφάλι σε χέρι ή πόδι. Τα διακρανιακά ρεύματα επιφέρουν άμεση απώλεια των αισθήσεων επειδή αποπολώνουν τους εγκεφαλικούς νευρώνες. Ακόμη, μπορεί να προκαλέσουν εγκεφαλική ιστική βλάβη, επιληψία, παράλυση. Από την δίοδο του ρεύματος στο αναπνευστικό κέντρο του εγκεφάλου (προμήκης μυελός), μπορεί να επέλθει αναπνευστική παύση. Αν ρεύμα διαρρεύσει κοντά στα μάτια μπορεί να οδηγήσει σε καταρράκτη. Ο καταρράκτης μπορεί να αναπτυχθεί μέσα σε μερικές μέρες από το ατύχημα ή ακόμα και χρόνια αργότερα. Τα ρεύματα που ταξιδεύουν από πόδι σε πόδι θεωρούνται πιο ακίνδυνα.

Duration of exposure to electric currentΗ διάρκεια έκθεσης στο ηλεκτρικό ρεύμα

Data collected mainly from animal experiments indicate that the current levels required to induce ventricular fibrillation in humans depend on the duration of exposure, body mass, current path, and current intensity. An empirical equation has been found that relates the time interval to the minimum current required to induce ventricular fibrillation:

Από δεδομένα που συλλέχτηκαν κυρίως από πειράματα σε ζώα προκύπτει ότι τα επίπεδα ρεύματος που απαιτούνται για την πρόκληση κοιλιακής μαρμαρυγής στους ανθρώπους εξαρτώνται από τη διάρκεια έκθεσης, τη μάζα του σώματος, τη διαδρομή του ρεύματος και την ένταση του ρεύματος. Έχει βρεθεί μια εμπειρική εξίσωση που συνδέει το διάστημα του χρόνου με το ελάχιστο ρεύμα το οποίο απαιτείται για να προκληθεί κοιλιακή μαρμαρυγή:

As we can see, the minimum current for ventricular fibrillation is inversely proportional to the square root of the exposure time.

Όπως βλέπουμε το ελάχιστο ρεύμα για κοιλιακή μαρμαρυγή είναι αντιστρόφως ανάλογο της τετραγωνική ρίζας του χρόνου έκθεσης.

For short-duration shocks, less than the cardiac cycle (< 1 s), the electric current that will cause ventricular fibrillation must be high and act during the vulnerable phase of the cardiac cycle (T wave, ventricular repolarization phase). Shocks longer than the cardiac cycle cause premature ventricular contractions, which make the myocardium more vulnerable after 4-5 cycles.

Για μικρής διάρκειας σοκ, μικρότερης του καρδιακού κύκλου (< 1 s) το ηλεκτρικό ρεύμα που θα προκαλέσει κοιλιακή μαρμαρυγή πρέπει να είναι μεγάλο και να επιδράσει στην ευάλωτη φάση του καρδιακού κύκλου (κύμα Τ, φάσης επαναπόλωσης των κοιλιών). Σοκ μεγαλύτερης διάρκειας από τον καρδιακό κύκλο προκαλούν πρόωρες έκτατες συστολές, που καθιστούν πιο ευάλωτο το μυοκάρδιο ύστερα από 4-5 κύκλους.

The amount of heat released is equal to $Q=I^2*R*t$. Therefore, for a given current, the longer the duration of exposure, the greater the thermal damage suffered by the tissues.

Το ποσό της θερμότητας που εκλύεται ισούται με $Q=I^2*R*t$. Άρα, για ένα δεδομένο ρεύμα όσο μεγαλύτερη η διάρκεια έκθεσης τόσο μεγαλύτερη θερμική βλάβη υφίστανται οι ιστοί.

Finally, we should note that when a person is electrocuted, the sweat glands are stimulated, resulting in sweat secretion, which reduces the skin's resistance, consequently increasing the current as time passes.

Τέλος, πρέπει να σημειώσουμε ότι όταν ένας άνθρωπος υφίσταται ηλεκτροπληξία διεγείρονται οι ιδρωτοποιοί αδένες με αποτέλεσμα την έκκριση ιδρώτα που μειώνει την αντίσταση του δέρματος με συνέπεια να αυξάνει το ρεύμα καθώς περνάει ο χρόνος.

The mechanical injuryΤο μηχανικό τραύμα

If a person, e.g., is on a scaffold, a sudden muscle contraction can cause them to lose their balance and fall from a height, resulting in very severe mechanical injury. At high currents, the muscle contractions can be so violent that they cause bone fractures and rupture of ligaments and tendons themselves.

Εάν ένα άτομο π.χ. βρίσκεται πάνω σε μια σκαλωσιά μια ξαφνική μυϊκή σύσπαση μπορεί να τον κάνει να χάσει την ισορροπία και να τον ρίξει από ύψος με συνέπεια βαρύτατο μηχανικό τραυματισμό. Σε υψηλά ρεύματα οι μυϊκές συσπάσεις μπορεί να είναι τόσο βίαιες ώστε να προκαλέσουν οι ίδιες οστικά κατάγματα και ρήξη συνδέσμων και τενόντων.

General health statusΗ γενική κατάσταση υγείας

Electric shocks that are normally not life-threatening can be fatal in special situations, when the victim's general health status is not ideal. For instance, a person suffering from cardiac problems is more likely to develop fatal arrhythmias. Furthermore, it has been found that when a person is weakened either by fatigue or illness, their body's conductivity increases. Pregnant women are also more sensitive to the effects of the current, perhaps due to the greater percentage of water they have due to fluid retention, fetal development, and various other hormone-induced changes their bodies undergo.

Ηλεκτροπληξίες που κανονικά δεν είναι απειλητικές για τη ζωή μπορούν να αποβούν μοιραίες σε ειδικές καταστάσεις, όταν η γενική κατάσταση υγείας του θύματος δεν είναι ιδανική. Παραδείγματός χάριν ένα άτομο που πάσχει από καρδιολογικά προβλήματα είναι πιο πιθανό να εμφανίσει θανατηφόρες αρρυθμίες. Επίσης, έχει βρεθεί ότι όταν ένα άτομο είναι καταβεβλημένο είτε από κούραση είτε από ασθένεια αυξάνεται η αγωγιμότητα του σώματός του. Οι έγκυες γυναίκες είναι, επίσης, πιο ευαίσθητες στα αποτελέσματα του ρεύματος, ίσως λόγω του μεγαλύτερου ποσοστού ύδατος που έχουν εξαιτίας της κατακράτησης υγρών, της ανάπτυξης του εμβρύου, αλλά και διαφόρων άλλων ορμονοεπαγόμενων αλλαγών που υφίσταται το σώμα τους.

Static electricityΣτατικός ηλεκτρισμός

When two materials get close enough, touch, or rub against each other, they may develop electrostatic charges as a result of the displacement of their electrons. People, especially when walking, are in a state of electrostatic charging. The charge is usually very small and goes unnoticed. In the case where the person is grounded either directly or indirectly through their shoes, the floor, or the humid atmosphere, the charge then dissipates and may be zero. The accumulation of static charge on the body can lead to unpleasant experiences. Most people may have experienced an electrostatic discharge (ESD) when they touched a metal object after previously walking on a carpet. The discharge is created when a part of the body approaches a grounded conductor. The potential difference between the body and the conductor creates an electric field and an electrical discharge. Nevertheless, electrostatic shock to the human body is not considered dangerous.

Όταν δύο υλικά πλησιάζουν αρκετά μεταξύ τους, έρχονται σε επαφή ή τρίβονται μπορεί να αναπτύσσουν ηλεκτροστατικά φορτία ως αποτέλεσμα της μετατόπισης των ηλεκτρονίων τους. Οι άνθρωποι, ιδιαίτερα όταν περπατάνε, βρίσκονται σε κατάσταση ηλεκτροστατικής φόρτισης. Το φορτίο συνήθως είναι πολύ μικρό και περνάει απαρατήρητο. Στην περίπτωση που το άτομο είναι γειωμένο είτε άμεσα είτε έμμεσα μέσω των παπουτσιών και του δαπέδου ή της υγρής ατμόσφαιρας, τότε το φορτίο διαρρέει και μπορεί να είναι μηδενικό. Η συσσώρευση στατικού φορτίου στο σώμα μπορεί να οδηγήσει σε δυσάρεστες εμπειρίες. Οι περισσότεροι άνθρωποι μπορεί να έχουν βιώσει μια ηλεκτροστατική εκκένωση, όταν άγγιξαν ένα μεταλλικό αντικείμενο αφού προηγουμένως περπατούσαν σε ένα χαλί. Η εκκένωση δημιουργείται όταν κάποιο μέρος του σώματος πλησιάσει σε ένα γειωμένο αγωγό. Η διαφορά δυναμικού ανάμεσα στο σώμα και τον αγωγό δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο και μια ηλεκτρική εκκένωση. Παρόλα αυτά το ηλεκτροστατικό σοκ στο ανθρώπινο σώμα δε θεωρείται επικίνδυνο.

As we know, electric current needs a complete path (closed circuit) to flow continuously. This is why the shock caused by static electricity is an instantaneous discharge. The flow of electrons lasts until the static charges are equalized between the two bodies. Currents of such a small, self-limiting duration are rarely dangerous to humans. Conversely, special care is needed when handling sensitive electronic devices or managing flammable materials due to the risk of creating a spark and subsequent ignition. A special category of electrostatic discharge is lightning.

Όπως γνωρίζουμε, το ηλεκτρικό ρεύμα χρειάζεται μια ολοκληρωμένη διαδρομή (κλειστό κύκλωμα) για να ρέει συνεχώς. Αυτό είναι ο λόγος που το σοκ που προκαλείται από στατικό ηλεκτρισμό είναι μια στιγμιαία εκκένωση. Η ροή των ηλεκτρονίων διαρκεί μέχρι τα στατικά φορτία να εξισωθούν ανάμεσα στα δύο σώματα. Ρεύματα τόσο μικρής αυτοπεριοριζόμενης διάρκειας σπάνια είναι επικίνδυνα για τον άνθρωπο. Αντίθετα χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή ο χειρισμός ευαίσθητων ηλεκτρονικών διατάξεων ή η διαχείριση εύφλεκτων υλικών λόγω του κίνδυνου να δημιουργηθεί σπινθήρας και να επακολουθήσει ανάφλεξη. Ειδική κατηγορία ηλεκτροστατικής εκκένωσης αποτελεί ο κεραυνός.

Lightning strikeΚεραυνοπληξία

A lightning strike is an extreme example of an electrostatic discharge. It is essentially a large, unidirectional current (> 30 kA) lasting from 1/1000 to 1/10 of a second. It is caused by the creation of an electric field in the atmosphere from voltages that often exceed 10 million Volts (10 MV). The electric arc of the lightning strike creates extremely high temperatures (> 20,000 °C). This causes compression and rapid expansion of the air, creating a shock acoustic wave. Depending on how the victim is struck, we distinguish three categories of lightning strike:

Ο κεραυνός είναι ένα ακραίο παράδειγμα ηλεκτροστατικής εκκένωσης. Πρόκειται ουσιαστικά για ένα μεγάλο ρεύμα (> 30 kA) μονής κατεύθυνσης που διαρκεί από 1/1000 έως 1/10 του δευτερολέπτου. Οφείλεται στη δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου στην ατμόσφαιρα από τάσεις που συχνά ξεπερνάνε τα 10 εκατομμύρια Volts (10 MV). Το ηλεκτρικό τόξο του κεραυνού δημιουργεί εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (> 20.000 °C). Έτσι προκαλείται συμπίεση και γρήγορη εκτόνωση του αέρα που δημιουργεί κρουστικό ηχητικό κύμα. Ανάλογα με τον τρόπο που πλήττεται το θύμα διακρίνομε τρεις κατηγορίες κεραυνοπληξίας:

• Direct Hit: the lightning strikes the victim directly, usually entering through the head and exiting through the feet, passing through the body. This is the most lethal form. 80% of victims die. Fortunately, direct hits are generally rare.
• Indirect Hit (Side Flash): when the lightning strikes another object and jumps to the victim.
• Ground Strike (Ground Current): when the lightning strikes the ground near the victim. In this case, if there is a potential difference between the victim's feet (step voltage), the current enters one foot and exits the other. It is particularly lethal for large four-legged animals because their front legs are significantly further apart from their hind legs.

• Άμεσο χτύπημα: ο κεραυνός χτυπάει απευθείας το θύμα, εισέρχεται συνήθως από το κεφάλι και φεύγει από τα πόδια διασχίζοντας το σώμα. Η πιο θανατηφόρα μορφή. 80% των θυμάτων καταλήγουν. Ευτυχώς, τα άμεσα χτυπήματα είναι συνήθως σπάνια.
• Έμμεσο χτύπημα: όταν ο κεραυνός χτυπάει ένα άλλο αντικείμενο και μεταπηδάει στο θύμα.
• Χτύπημα εδάφους: όταν ο κεραυνός χτυπήσει το έδαφος πλησίον του θύματος. Σε αυτήν την περίπτωση αν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ των ποδιών του θύματος (step voltage) το ρεύμα εισέρχεται από το ένα πόδι και βγαίνει από το άλλο. Ιδιαίτερα θανατηφόρο για τα μεγάλα τετράποδα ζώα επειδή τα μπροστινά πόδια τους απέχουν αρκετά από τα πίσω.

The main difference between a lightning strike and an electric shock from high voltage is the duration of exposure to the current. Due to the very short duration, a lightning strike generally does not cause severe burns or internal tissue damage. Lightning strikes usually cause superficial burns. The most common cause of death for lightning victims is cardiopulmonary arrest. In many cases, the heart restarts on its own, but respiratory arrest due to spasm of the chest muscles and suppression of the respiratory center can continue even after the spontaneous restoration of blood circulation. In this case, unless breathing is artificially supported, secondary cardiac arrest develops due to hypoxia. Individuals who do not suffer immediate cardiac arrest rarely die. Generally, lightning strike victims have good chances of survival, but the probability of permanent damage is greatly increased. Thus, morbidity in survivors reaches 70% because the nervous system, brain, ANS (Autonomic Nervous System), and peripheral nerves are affected. The damage includes loss of consciousness, and temporary or permanent neurological deficits. Mechanical injuries can occur since the shock wave created by the lightning can throw the victim a considerable distance. Approximately two-thirds of victims struck by lightning also suffered ruptured eardrums.

Η κυριότερη διαφορά ανάμεσα στην κεραυνοπληξία και την ηλεκτροπληξία από υψηλή τάση είναι η διάρκεια της έκθεσης στο ρεύμα. Λόγω της πολύ σύντομης διάρκειας η κεραυνοπληξία κατά κανόνα δεν προκαλεί σοβαρά εγκαύματα ή εσωτερική ιστική καταστροφή. Η κεραυνοπληξία συνήθως προκαλεί επιφανειακά εγκαύματα. Η συνηθέστερη αιτία θανάτου για τα θύματα του κεραυνού είναι η καρδιοαναπνευστική ανακοπή. Σε πολλές περιπτώσεις η καρδιά επανέρχεται από μόνη της αλλά η αναπνευστική παύση λόγω σπασμού των θωρακικών μυών και καταστολής του αναπνευστικού κέντρου μπορεί να συνεχιστεί και μετά την αυθόρμητη αποκατάσταση της κυκλοφορίας του αίματος. Σε αυτήν την περίπτωση, εκτός κι αν η αναπνοή υποστηριχτεί τεχνητά, αναπτύσσεται δευτερογενής καρδιακή ανακοπή λόγω υποξίας. Άτομα που δεν παθαίνουν άμεσα ανακοπή, σπάνια καταλήγουν. Γενικά τα θύματα κεραυνοπληξίας έχουν καλές πιθανότες επιβίωσης, αλλά η πιθανότητα για μόνιμες βλάβες είναι πολύ αυξημένη. Έτσι, η νοσηρότητα στα άτομα που επιζούν φτάνει το 70% γιατί πλήττεται το νευρικό σύστημα, ο εγκέφαλος, το ΑΝΣ και τα περιφερικά νεύρα. Οι βλάβες περιλαμβάνουν απώλεια των αισθήσεων, προσωρινές ή μόνιμες νευρολογικές βλάβες. Μηχανικές κακώσεις μπορεί να συμβούν αφού το ωστικό κύμα που δημιουργεί ο κεραυνός μπορεί να πετάξει το θύμα σε αρκετή απόσταση. Περίπου τα 2/3 των θυμάτων που χτυπήθηκαν από κεραυνό είχαν υποστεί και ρήξη τυμπάνων.

ElectrotherapyΗλεκτροθεραπεία

The channeling of electric current can be used as a means of treatment, under carefully controlled conditions:

Η διοχέτευση ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέσο θεραπείας, κάτω από προσεχτικά ελεγχόμενες συνθήκες:

• Electroconvulsive Therapy (ECT): The purpose of the treatment is to induce a seizure that will bring about a therapeutic effect. There is no sensation of shock because the patient is anesthetized. This method was devised after observations were made on depressed patients who also suffered from epilepsy and showed a remission of symptoms following a spontaneous seizure. One of the side effects of ECT is amnesia.
• Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS): TENS is a specific transdermal technique aimed at pain relief through the electrical stimulation of nerves.
• Electrophysical Therapy for Healing: It has been found that the stimulation of fractures with continuous currents of intensity 1 to 3 nA promotes the consolidation of bone fractures in cases where there is a delay in healing. It also contributes to the healing of areas that have suffered burns.
• Aesthetic Electrotherapy: Used for muscle training, weight loss, and improvement of the skin. Devices for this type of electrotherapy increase muscle tone by stimulating specific muscle bundles. The sequence of pulses causes movement in the muscle, resulting in improved blood flow and increased oxygen uptake.
• Defibrillation: Defibrillators are devices that deliver an electric shock to the chest. They are used in medical emergencies. They apply a very large pulse of current to stop the myocardium and, by extension, the fibrillation, thus giving the heart an opportunity to restore its normal rhythm. It is extremely difficult and rare for a heart in ventricular fibrillation to return to normal on its own.
• Nerve/Muscle Stimulation Electrotherapy: This is usually done by implanting electrodes and is used in neurological, neuromuscular, or cardiological diseases (Parkinson's disease, spinal cord injury, cardiac arrhythmias, etc.).

• Ψυχιατρική ηλεκτροθεραπεία (ECT): Σκοπός της θεραπείας είναι να επάγει μια επιληπτική κρίση που θα επιφέρει θεραπευτικό αποτέλεσμα. Δεν υπάρχει αίσθηση του σοκ γιατί ο ασθενής αναισθητοποιείται. Αυτή η μέθοδος επινοήθηκε ύστερα από παρατηρήσεις που έγιναν σε καταθλιπτικούς ασθενείς που έπασχαν επίσης και από επιληψία παρουσίαζαν ύφεση των συμπτωμάτων ύστερα από μια αυθόρμητη επιληπτική κρίση. Μία από τις παρενέργειες της ECT είναι η αμνησία.
• Διαδερμική ηλεκτρική νευρική διέγερση (TENS): H TENS (Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation) είναι μια ειδική διαδερμική τεχνική που στοχεύει στην ανακούφιση του πόνου, μέσω της ηλεκτρικής διέργεσης των νεύρων.
• Ηλεκτροθεραπείας επούλωσης: Έχει βρεθεί ότι ερεθισμός καταγμάτων με συνεχή ρεύματα έντασης 1 ως 3 nA προάγει την πώρωση των καταγμάτων των οστών στις περιπτώσεις όπου παρατηρείται καθυστέρηση αυτής. Επίσης, συμβάλλει στην επούλωση περιοχών που έχουν υποστεί έγκαυμα.
• Αισθητική ηλεκτροθεραπεία: Χρησιμοποιείται για εκγύμναση των μυών, αδυνάτισμα, βελτίωση της επιδερμίδας. Οι συσκευές αυτού του είδους ηλεκτροθεραπείας αυξάνουν το μυϊκό τόνο, ερεθίζοντας συγκεκριμένες μυϊκές δεσμίδες. Η αλληλουχία των παλμών προκαλεί κίνηση στον μυ με αποτέλεσμα τη βελτίωση της ροής του αίματος & την αύξηση της πρόσληψης του οξυγόνου.
• Απινίδωση: Οι απινιδωτές είναι συσκευές που προκαλούν ηλεκτροσόκ στο θώρακα. Χρησιμοποιούνται σε επείγοντα ιατρικά περιστατικά. Εφαρμόζουν ένα πολύ μεγάλο παλμό ρεύματος για να σταματήσει το μυοκάρδιο και κατ’ επέκταση η μαρμαρυγή και έτσι να δώσουν στην καρδιά μια ευκαιρία να ξαναβρεί τον κανονικό της ρυθμό. Είναι εξαιρετικά δύσκολο και σπάνιο μια καρδιά ευρισκόμενη σε κοιλιακή μαρμαρυγή να επανέλθει από μόνη της.
• Ηλεκτροθεραπεία διέγερσης νεύρων / μυών: Γίνεται συνήθως με εμφύτευση ηλεκτροδίων και χρησιμοποιείται σε νευρολογικές, νευρομυϊκές ή καρδιολογικές ασθένειες (νόσος του Parkinson, τραυματισμός του νωτιαίου μυελού, καρδιακές αρρυθμίες κ.α.).

Antonios Tsolis

Αντώνιος Τσώλης

BibliographyΒιβλιογραφία

• Hugh D. Young, «Πανεπιστημιακή φυσική», 8η έκδοση, Εκδόσεις Παπαζήση, 1994
• Serway A. Raymond, «Physics for scientists & engineers», 3rd edition, 1990, Απόδοση στα ελληνικά: Λεωνίδας Κ. Ρεσβάνης.
• Cameron R. John, Skofronick G. James, Grant M. Roderick, «Φυσική του ανθρώπινου σώματος», Επιστημονικές εκδόσεις Παρισιάνου, 2001
• Guyton C. Arthur, Hall E. John, «Φυσιολογία του ανθρώπου και μηχανισμοί των νόσων», Επιστημονικές εκδόσεις Παρισιάνου, 2001
• Raphael Carl Lee, Ernest G. Cravalho, John Francis Burke, «Electrical trauma: the pathophysiology, manifestations and clinical management», Cambridge University Press, 1992
• Frank S. Barnes, Ben Greenebaum, «Biological and Medical Aspects of Electromagnetic Fields», 3rd edition, CRC Press, 2006
• Robert O. Becker, Gary Selden, «The body electric: Electromagnetism and the foundation of life», Quill, 1987
• Malmivuo Jaakko, Plonsey Robert, «Bioelectromagnetism: principles and applications of bioelectric and biomagnetic fields», Oxford University Press, 1995
• Titomir Leonid Ivanovich, Kneppo Peter, «Bioelectric and biomagnetic fields: theory and applications in electrocardiology», CRC Press, 1994
• D. Jennings, A. Flint, B.C.H. Turton, L.D.M. Nokes, «Introduction to medical electronics applications», Butterworth-Heinemann, 1995
• Günter Lüttgens, Norman Wilson, «Electrostatic hazards», Butterworth-Heinemann, 1997
• James Keener, James Sneyd, «Mathematical physiology», Springer-Verlag, 1998
• Ihor Gussak, Charles Antzelevitch, «Electrical Diseases of the Heart: Genetics, Mechanisms, Treatment, Prevention», Springer-Verlag London Limited, 2008
• Μπαλτόπουλος Ι. Γεώργιος, «Πρώτες βοήθειες», Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδης, 2001
• Dalziel C., «The threshold of perception currents», IEEE Transactions, Power apparatus and systems, Vol. 73, 1954:990-996.
• Bernstein Theodore, «Electrical shock hazards and safety standards», IEEE Transactions on education, Vol. 34, No. 3, August 1991