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NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

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1 Slide 1 JSOMTC, SWMG(A) NBC ‐ FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14 Hours: 3.0 Slide 2 JSOMTC, SWMG(A) NBC ‐ FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY Action: Recognize and manage a chemical agent casualty Condition: Given a real or simulated patient or patient care scenario Standard: In accordance with the lecture, student handouts, cited references and accepted standards of care without causing further patient harm Slide 3 JSOMTC, SWMG(A) References: Medical Management of Chemical Casualties ‐ U.S. Army Medical Research Institute of Chemical Defense Operational Medicine Subjects, April 2004 NBC ‐ FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY
Transcript
Page 1: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

1

Slide 1JSOMTC, SWMG(A)

NBC ‐ FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY

PFN:  SOMEML14  

Hours:  3.0

Slide 2JSOMTC, SWMG(A)

NBC ‐ FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY

Action: Recognize and manage a chemical agent casualty

Condition: Given a real or simulated patient or patient care scenario

Standard: In accordance with the lecture, student handouts, cited references and accepted standards of care without causing further patient harm

Slide 3JSOMTC, SWMG(A)

References:

Medical Management of Chemical Casualties ‐U.S. Army Medical Research Institute of Chemical Defense

Operational Medicine Subjects, April 2004

NBC ‐ FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY

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Slide 4JSOMTC, SWMG(A)

REASON

“Whether or not gas will be employed in future wars is a matter of conjecture, but …. we can never afford to neglect the question.”

General John J. Pershing, 1919 

Slide 5JSOMTC, SWMG(A)

Slide 6JSOMTC, SWMG(A)

AGENDA

Define a chemical agent. Communicate the descriptions and identifiers of chemical agents.

Communicate the types of detectors for chemical agents.

Understand the management and treatment of chemical exposure.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and treatment for nerve agents.

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3

Slide 7JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of cyanide poisoning.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of pulmonary irritants.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of vesicants.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of incapacitating agents.

AGENDA

Slide 8JSOMTC, SWMG(A)

Define a Chemical AgentCommunicate the Descriptions and 

Identifiers of Chemical Agents

Slide 9JSOMTC, SWMG(A)

CHEMICAL AGENT WARFARE DEFINED

“A chemical substance intended for use in military operations to kill, seriously injure 

or incapacitate.”

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Slide 10JSOMTC, SWMG(A)

CLASSES OF CHEMICAL WARFARE (CW) AGENTS

NERVE AGENTS

CYANIDE (BLOOD AGENTS)

PULMONARY IRRITANTS

Toxic Industrial Chemicals/Materials (TIC’s/TIM’s)

VESICANTS (BLISTER AGENTS)

INCAPACITATING AGENTS

NON TRADITIONAL AGENTS (NTA’s)

Slide 11JSOMTC, SWMG(A)

CW AGENTS: PHYSICAL STATE

The state will affect dissemination, clinical presentation and prognosis

States include:

Solid

Liquid

Gas

Vapor

Aerosol

Slide 12JSOMTC, SWMG(A)

PERSISTENCE

Dependent on Several Factors:

Agent Volatility

Temperature

Wind

Agent‐Surface Interactions

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Slide 13JSOMTC, SWMG(A)

ROUTES OF ABSORPTION

Inhalational

Ocular

Percutaneous

Enteral

Parenteral  (e.g. contaminated wounds)

IM

IV

Slide 14JSOMTC, SWMG(A)

TOXICITY

Liquid

ID50

• Incapacitating dose for 50% of exposed population

LD50

• Lethal dose for 50% of exposed population

Vapor

Ct 

• Concentration x time

Slide 15JSOMTC, SWMG(A)

COMPARATIVE TOXICITY OF AGENTS

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

CL CG AC H GB VXAGENT

Ct50(mg-min/m3)

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Slide 16JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Slide 17JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the Types of Detectors for Chemical Agents

Slide 18JSOMTC, SWMG(A)

DETECTORS

M8 Paper ‐ Detects liquid presence/type

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Slide 19JSOMTC, SWMG(A)

DETECTORS

M9 Paper ‐ Detects liquid presence only

Slide 20JSOMTC, SWMG(A)

Lightweight Chemical Detector (LCD) 3.3

Slide 21JSOMTC, SWMG(A)

LCD cont...

Detects and Identifies

Detects up to 10 different Toxic Industrial Chemicals (TIC’s)

Identifies Chemical Warfare Agents (CWAs)

CWA’s Identified

Nerve Agents

• GA (Tabun)  

• GB (Sarin)

• GD (Soman)

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Slide 22JSOMTC, SWMG(A)

LCD cont...

Nerve Agents cont…

• VX

Blister Agents

• HD (Sulfur Mustard)

• L (Lewisite)

Blood Agents

• AC (Hydrogen Cyanide)

• CK (Phosgene Oxime)

Choking Agents

• CG (Phosgene) 

Slide 23JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Slide 24JSOMTC, SWMG(A)

FOR EACH CW AGENT:

Know the Pathophysiology

Know Physical Properties

Know Signs and Symptoms

Diagnosis (with differential diagnosis)

Management (with pre/post treatment)

Triage (prognosis)

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Slide 25JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the Signs and Symptoms, Physical Exam Findings, and Treatment for Nerve Agents

Slide 26JSOMTC, SWMG(A)

NERVE AGENTS

Substances that cause biological effects by  inhibiting the enzyme acetylcholinesterase (AChE).

Slide 27JSOMTC, SWMG(A)

SPECIFIC AGENTS

GA (Tabun)

GB (Sarin)

GD (Soman)

GF

VX

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Slide 28JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL PROPERTIES

Clear, colorless liquids (when fresh), not “nerve gas”

Tasteless, most are odorless

Freeze/melt <0 degrees Celsius

Boil >150 degrees Celsius

Volatility GB>GD>GA>GF>VX

Penetrate skin, clothing

Slide 29JSOMTC, SWMG(A)

NORMAL PHYSIOLOGY

Electrical impulse travels down the nerve

Nerve impulse causes release of the neurotransmitter, acetylcholine (ACh)

ACh stimulates receptor sites on the target organ

Causes the target organ to act

ACh is destroyed by acetylcholinesterase (AChE)

No more organ activity

Slide 30JSOMTC, SWMG(A)

NERVE TRANSMISSION:NERVE TO NERVE

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Slide 31JSOMTC, SWMG(A)

NERVE TRANSMISSION:NERVE TO TARGET ORGAN

Slide 32JSOMTC, SWMG(A)

NERVE AGENT ALTERED PHYSIOLOGY

Enzyme (AChE) is inhibited

Does not destroy ACh

Excess ACh continues to stimulate target organ

Persistent target organ stimulation results in symptoms

Dependent upon nerve agent, signs and symptoms are irreversible due to the aging of the agent

Slide 33JSOMTC, SWMG(A)

AGING TIMES FOR NERVE AGENTS

Name Synonym “Aging”

SARIN GB About 5 hours

SOMAN GD About 2 minutes

TABUN GA Less than 14 hours

VX None About 48 hours

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Slide 34JSOMTC, SWMG(A)

SITES OF ACTION(Two Major Types of Cholinergic Receptors)

Muscarinic (DUMBELS) Smooth muscles

Exocrine glands

Vagus nerve

Nicotinic (MTWHF) Skeletal muscles

Preganglionic nerves

Both ( 3 C’s) CNS

Slide 35JSOMTC, SWMG(A)

MUSCARINIC EFFECTS

Smooth Muscles

Airways ‐ constriction

GI tract ‐ constriction

Pupils ‐ constriction

Exocrine Glands

Increased secretions from eyes, nose, mouth, airways, GI tract and skin

Vagus Nerve

Heart (bradycardia)

Slide 36JSOMTC, SWMG(A)

EFFECTS ON SMOOTH AND CARDIAC MUSCLE

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Slide 37JSOMTC, SWMG(A)

EFFECTS ON EXOCRINE GLANDS

Slide 38JSOMTC, SWMG(A)

NICOTINIC EFECTS

Skeletal muscles

Fasciculations

Fatigue

Flaccid paralysis

Preganglionic nerves

Tachycardia

Hypertension

Slide 39JSOMTC, SWMG(A)

EFFECTS ON STRIATED (SKELETAL) MUSCLE

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Slide 40JSOMTC, SWMG(A)

HEART RATE VARIABLE

Muscarinic (vagal) decreases        )

Nicotinic (ganglionic) increases       )

Hypoxia:  decrease oxygen         )

May be high, low, normal         )

Slide 41JSOMTC, SWMG(A)

CNS EFFECTS

Acute, large exposure to nerve agent

Loss of consciousness

Seizures

Apnea

Death

Slide 42JSOMTC, SWMG(A)

CNS EFFECTS

Acute, small exposure to nerve agent

Minor CNS effects

• Slowness in thinking and decision making

• Sleep disturbances

• Poor concentration

• Emotional problems

• Other minor problems

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Slide 43JSOMTC, SWMG(A)

CNS EFFECTS

Minor CNS effects

May last for 3 to 6 weeks

May follow any exposure

Not always present

Very slight, subtle

Slide 44JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT MARCHE (2) 

Massive hemorrhage/Mask Check

Airway/Antidotes

Respirations/ Spot decontamination

Circulation/ Countermeasures 

Hypothermia /Head wounds

Evacuation

Supportive Care

Slide 45JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT, cont.

Atropine – A cholinergic blocking agent. Blocks excess acetylcholine = decreased secretions and reduced smooth muscle constriction.

Dose: 2mg in auto‐injector, but can be  given until decreased secretions and breathing is easier. No  effect on skeletal muscles. 

Pralidoxime Chloride (e.g. 2‐PAM) ‐ Removes agent

from the enzyme.  Cannot reactivate the chemical 

agent but reactivates AChE. Affects nicotinic sites = increase in skeletal muscle strength. No clinical effects at muscarinic sites.

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Slide 46JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT, cont. Scopolamine‐ traditionally used as an anti‐mimetic and sedative

•FDA approved•MOA same as atropine/ anti‐secretory 

•Greater CNS potency•More rapidly crosses the BBB

•Scopolamine is used after the administration of 3 ATNNA’s and 1 CANA with no resolution

Administer 0.8 mg Scopolamine via IO and flush. IM as secondary route

Slide 47JSOMTC, SWMG(A)

Antidote Treatment Nerve Agent Auto‐Injector (ATNAA)

Slide 48JSOMTC, SWMG(A)

Convulsion Antidote Nerve Agent(CANA)

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Slide 49JSOMTC, SWMG(A)

“3 D’s”Auto‐Injector Administration

Signs and Symptoms ATNNA (1st Dose) CANA

DIM 1 x ATNAA Not Recommended

DRENCHED 2 x ATNAA Consider for prevention of Seizures

DISABLED 3 x ATNAA Administer for Tx and prevention of seizures

Slide 50JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT, cont.

If the patient does not improve after 3 ATNAA and 1 CANA

•Administer Scopolamine bump of .8mg

• Start Atropine drip of 1mg every 3 min

Once atropinization has been achieved, restrict drip to 10‐20% of original dose. Monitor for reoccurrence .

• Administer 500mg of 2‐PAM (Bolus)

Then start a drip of 2‐PAM

Slide 51JSOMTC, SWMG(A)

RECOVERY

Severe Casualty:

Without complications, conscious, breathing, in 2 to 3 hours

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Slide 52JSOMTC, SWMG(A)

RETURN TO DUTY

Dose‐dependent, need dependent

Could be hours with minor exposure

Many days after severe exposure

Consider:

vision

minor, subtle mental effects

Slide 53JSOMTC, SWMG(A)

PRE‐TREATMENT WITH PYRIDOSTIGMINE

A Carbamate

Transient binding to AChE

Prevents AChE from binding permanently to the nerve

agent

Carbamylation of only a small amount of AChE needed

Helpful against GA and GD, but not against GB, GF or

VX

Pretreatment

Most effective when followed by antidote therapy

Slide 54JSOMTC, SWMG(A)

PRE‐TREATMENT, cont.

Dose:  30mg every 8 hours

Commander starts/stops use

Safe when dosed properly

Used in clinical medicine over 50 years

• Used in TX for Myasthenia Gravis

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Slide 55JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Slide 56JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the Signs and Symptoms, Physical Exam Findings, 

and Management of Cyanide Poisoning

Slide 57JSOMTC, SWMG(A)

CYANIDEA naturally occurring, rapidly acting 

poison found in many plant sources

(also known as blood agents)

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Slide 58JSOMTC, SWMG(A)

COMMON SOURCES

Naturally occurring chemical Found in most living organisms

• Man: < 0 . 3 mcg / mL in blood

Foods and other plants Lima beans, cassava root, peach pits

Combustion Plastics, synthetic fibers

Nitriles (acrylic and nylon manufacture)

Cigarette smoke

Fumigant / pest killer

Slide 59JSOMTC, SWMG(A)

NONMILITARY USES

Poisonings

Terrorists, executions, homicides, suicides 

Industry

Electroplating

Plastics processing

Gold and silver extraction

Fumigation

Photography

Metallurgy

Slide 60JSOMTC, SWMG(A)

HISTORY AND MILITARY USE Scheele: Isolated in (1782)

Napoleon: Troops dipped bayonets 

WW I: French 

Nazi Germany: Zyklon B 

Japan: Against the Chinese in WWII 

Stockpiled by U.S. in WWII

Chemical agent identification kits

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Slide 61JSOMTC, SWMG(A)

SPECIFIC AGENTS

Hydrogen Cyanide (AC)Odor of bitter almonds, peach pits, burning rope

Very volatile

Cyanogen Chloride (CK) Pungent, irritating to the eyes and respiratory tract

Very volatile

Slide 62JSOMTC, SWMG(A)

SITE OF ACTION

Primary site of action:  Cells rather than blood

Organelles affected:  Mitochondria

Slide 63JSOMTC, SWMG(A)

MECHANISM OF ACTION

Cyanide has a strong affinity for metals, especially ferric iron (Fe3+)

Carried by the blood from the lungs or GI tract to the cells

Binds to cytochrome oxidase (cyt a3) in the mitochondria – cell energy producer

CN‐has higher affinity for the Fe3+ in cyt a3 than for 

Fe2+ in hemoglobin

A stable but reversible binding

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Slide 64JSOMTC, SWMG(A)

MECHANISM OF ACTION

Blocks Cellular Respiration (oxidative phosphorylation)

Occurs in the mitochondria

Blocks aerobic production of ATP (energy molecule)

Histotoxic anoxia leads to cell death

Anaerobic metabolism  lactic acidosis

Slide 65JSOMTC, SWMG(A)

CLASSIC SIGNS

Rapid onset of symptoms

Bright red venous blood and fundal vessels

Profound metabolic acidosis

Odor of bitter almonds

Tachypnea, hypertension and bradycardia without cyanosis

Respiratory depression without cyanosis

Slide 66JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT

Protect Self!

Terminate exposure ‐ “move, mask, decon”

MARCH (2)

Observe 24 to 48 hours

Correct metabolic acidosis

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Slide 67JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT, cont.

Administer Antidotes

Sodium Nitrite • Forms methemoglobin (Fe3+) – displaces cyanide from cytochrome oxidase

• 10ml of 3% solution IV over five to fifteen minutes

• Monitor blood pressure ‐ STOP if systolic BP drops below    80

• Give one‐half original dose if signs recur 

Slide 68JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT, cont. Sodium Thiosulfate

• A sulfur donor – cyanide converted to thiocyanate in the liver which is eliminated from the body through the kidneys

• 12.5gm in 50cc ampule IV over 10 minutes immediately following sodium nitrite

• If sodium nitrite is repeated, repeat at one‐half of the original dose

Slide 69JSOMTC, SWMG(A)

ANTIDOTE THERAPY

Cyanide Antidote Kit

Methemoglobin Formers

• Amyl Nitrite

• Sodium Nitrite

Sulfur Donor• Sodium Thiosulfate

Page 24: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

24

Slide 70JSOMTC, SWMG(A)

ANTIDOTE THERAPY

Cyanokit

Hydroxocobalamin

• It is a vitamin B12 that is found in food.

• It has a property that binds to an ion in cyanide. Turns it into cyanocobalamin

• Excreted in urine

• Easier to use because it’s one drug as opposed to two

Slide 71JSOMTC, SWMG(A)

SUMMARY

Killed millions throughout history.  Top terroristconsideration

Battlefield or terrorist use probably as a vapor (enclosedarea)

Variable potency (LCt50) because of body’s natural metabolism, but rapidly acting in high concentrations

Cellular poison, NOT a “blood” agent

Nitrites generate metHb, which “pulls” cyanide from cyt a3 temporarily

Thiosulfate provides sulfides to help liver enzyme rhodanese form thiocyanate which is excreted in the urine

CN-

Slide 72JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Page 25: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

25

Slide 73JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the Signs and Symptoms, Physical Exam Findings, and Management of Pulmonary 

Irritants

Slide 74JSOMTC, SWMG(A)

PULMONARY IRRITANTS

Compounds that result in varying degrees 

of pulmonary edema, usually after a 

symptom‐free period.

Slide 75JSOMTC, SWMG(A)

SPECIFIC AGENTS

Chlorine ‐ first chemical warfare agent of significance.  Used in modern industry and transported on highways and railroads

Page 26: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

26

Slide 76JSOMTC, SWMG(A)

SPECIFIC AGENTS

Phosgene ‐ industrial 

chemical commonly manufactured, stored and transported

Slide 77JSOMTC, SWMG(A)

SPECIFIC AGENTS

PFIB’s (Perfluoroisobutylene’s) ‐given off when teflon burns‐lines the interior of many armored vehicles

Slide 78JSOMTC, SWMG(A)

SPECIFIC AGENTS

Oxides of Nitrogen ‐products of burning gunpowder which can build to toxic levels with repetitive firing of artillery

Page 27: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

27

Slide 79JSOMTC, SWMG(A)

ANATOMY

Upper Airway

Naso/oropharynx to larynx

Central Airways

conducting

larynx to terminal bronchiole

Peripheral Airways

gas exchange

respiratory bronchiole to alveoli

Slide 80JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL/CHEMICAL PROPERTIES

Irritants

Centrally Acting

•high solubility (ammonia, HCl)

•high reactivity (mustard, Lewisite)

Intermediate (chlorine)

Peripherally Acting

• low solubility/reactivity (phosgene, PFIB, NO2, HC)

Slide 81JSOMTC, SWMG(A)

MECHANISM OF ACTION

Chlorine and Phosgene Classic Examples

Gases at STP

Mechanism:  peripheral agents cause pulmonary edema

•damage alveolar‐capillary membrane

Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS)

Page 28: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

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Slide 82JSOMTC, SWMG(A)

CLINICAL CONSIDERATIONS

Latent Period

Symptom onset may be delayed hours to days

• Dyspnea

Objective signs appear later than symptoms

• crackles

• hypoxemia

• frothy sputum

Sudden Death May Occur 

laryngeal obstruction (edema/spasm)

bronchospasm

Slide 83JSOMTC, SWMG(A)

CLINICAL CONSIDERATIONS

Infectious Bronchitis / Pneumonitis Common

3‐6 days post‐exposure

fever, WBC, infiltrates NOT always infection

prophylactic antibiotics NOT indicated

Effects Exacerbated by Exertion

compensatory mechanisms overwhelmed

strict rest, even if asymptomatic

Slide 84JSOMTC, SWMG(A)

SIGNS AND SYMPTOMS

Early Symptoms

Eye and airway irritation

Dyspnea, cough

Substernal pressure

Late symptoms

Crackles at lung bases

Watery secretions

Hypoxemia, hypovolemia, death

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Slide 85JSOMTC, SWMG(A)

CHLORINE ‐ PHYSICAL PROPERTIES

2.5 times heavier than air

Green‐yellow color

Acrid, pungent odor

Slide 86JSOMTC, SWMG(A)

CHLORINE ‐ TISSUE EFFECTS

Effects are Local Not Systemic

In Central Airways ‐ from HCl

necrosis, sloughing

In Peripheral Airways

damage alveolar‐capillary membrane

Slide 87JSOMTC, SWMG(A)

CHLORINE ‐ CLINICAL EFFECTS

Mild Exposure suffocation, choking sensation

ocular, nasal irritation

chest tightness, cough 

exertional dyspnea

Moderate Exposure above symptoms + hoarseness, stridor

pulmonary edema within 2‐4 hours

Page 30: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

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Slide 88JSOMTC, SWMG(A)

CHLORINE ‐ CLINICAL EFFECTS

Severe Exposure

severe dyspnea at rest

may cause pulmonary edema within 30‐60 min

copious upper airway secretions

sudden death may occur from laryngospasm

Slide 89JSOMTC, SWMG(A)

CHLORINE EXPOSURE

36 y/o female

2 hrs post exposure

Resting dyspnea

Diffuse crackles

PaO2  32 torr (room air)

CXR:

diffuse edema

w/o cardiomegaly

Slide 90JSOMTC, SWMG(A)

PHOSGENE ‐ CLINICAL EFFECTS

Mild Exposure

mild cough

dyspnea

chest tightness

Moderate Exposure

above symptoms plus

ocular irritation, lacrimation

smoking tobacco produces bad taste

Page 31: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

31

Slide 91JSOMTC, SWMG(A)

PHOSGENE ‐ CLINICAL EFFECTS

Severe Exposure

Severe cough, dyspnea

Onset of pulmonary edema within 4 hours

May produce laryngospasm

Slide 92JSOMTC, SWMG(A)

PHOSGENE EXPOSURE 

42 y/o female

2 hrs post exposure

Rapidly increased dyspnea

PaO2 40 torr (room air)

CXR: infiltrates ‐ perihilar

fluffy

diffuse interstitial

Death 6 hrs post exposure

Slide 93JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT Terminate exposure!

ABC’s (intubate if stridor present)

Enforce rest!

Manage airway secretions

Prevent/treat bronchospasm ‐ “asthma therapy”

Treat hypoxemia with oxygen, PPV with PEEP

Treat hypotension with IV fluids

Re‐evaluate and monitor for 24 to 48 hours

Page 32: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

32

Slide 94JSOMTC, SWMG(A)

SUMMARY 

Inhaled Toxic Agent Effects May Be: 

Central, peripheral, or combined

Latent Period ‐ “dose” dependent

Onset of Effect 

Symptoms occur before signs

< 4 hours ‐ severe, often lethal exposure

> 4 hours ‐ lethality less likely

Slide 95JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Slide 96JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the Signs and Symptoms, Physical Exam Findings, and Management of Vesicants

Page 33: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

33

Slide 97JSOMTC, SWMG(A)

VESICANTS

Also known as blister agents

Slide 98JSOMTC, SWMG(A)

SPECIFIC AGENTS

Sulfur Mustard (H,HD)

Nitrogen Mustard (HN1, HN2, HN3)

Lewisite = chlorovinyldichloroarsine (L)

Mustard / Lewisite Mixtures (HL,HT,TL)

Phosgene Oxime (CX)

Slide 99JSOMTC, SWMG(A)

MUSTARD

Physical Properties

Oily light yellow to brown liquid

Odor of garlic, onion or mustard

Vapor heavier than air

Liquid heavier than water

Freezes/melts at 57 degrees Fahrenheit

Pathophysiology

Quickly cyclizes in tissue

Alkylates cell components (DNA, proteins)

DNA damage leads to cell mutation and death

Page 34: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

34

Slide 100JSOMTC, SWMG(A)

MUSTARD TOXICITY

Liquid

Blister 10ug

Death 100 mg/kg

7 gm/70 kg (on skin surface)

(350 mg absorbed)

Slide 101JSOMTC, SWMG(A)

MUSTARD

Target Organs

Skin

Eyes

Airways

Systemic ‐ bone marrow, GI tract, CNS, lymphoid tissue

Signs and Symptoms

Skin ‐ erythema, vesicles, blisters, necrosis

Eyes ‐ conjunctivitis, lid inflammation, blepharospasm, corneal opacification, ulceration and/or perforation

Slide 102JSOMTC, SWMG(A)

MUSTARD

Airways – soreness, hoarseness, non‐productive cough, hemorrhage, pain, hoarseness, stridor

GI‐nausea, vomiting

Systemic ‐ damage to bone marrow stem cells, CNS symptoms seen in severe exposure (convulsions, coma, death)

Page 35: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

35

Slide 103JSOMTC, SWMG(A)

SKIN EFFECTS

Slide 104JSOMTC, SWMG(A)

Skin Sensitivity to Vesicants Skin Region:

Palms of hands and soles of feet

Palmar surface of fingers; back of hands and fingers

Lateral surface of fingers and general skin of the body

Genitalia

Moisture in skin

Cold dry skin

Hot dry skin

Cold moist skin

Normal (temperature) dry skin

Normal (temperature) moist skin

Hot moist skin

LOW

HIGH

LOW

HIGH

Slide 105JSOMTC, SWMG(A)

SKIN EFFECTS

Page 36: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

36

Slide 106JSOMTC, SWMG(A)

VESICANT EFFECTS

Slide 107JSOMTC, SWMG(A)

BLIND LEADING THE BLIND

Slide 108JSOMTC, SWMG(A)

EYE EFFECTS

Page 37: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

37

Slide 109JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT: EYES

Tetracaine Eye Drops for pain

20 min NaCl flush with Morgan’s Lens ( LR is appropriate for Acids)

Neomycin Eye Drops Prevent Eyelids sticking shut

Allow eyes to drain

Avoid tight bandaging

Slide 110JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT: SKIN

Immediate Decontamination! 

General Supportive Care

Debridement of Burns

Frequent Irrigation

Antibiotics:  Topical/Systemic (cellulitis)

Systemic Analgesics

Appropriate IV Fluids and Electrolytes

Burn Unit in Severe Cases

Slide 111JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT:  AIRWAYS

Steam, cough suppressants

Oxygen

Bronchodilators, steroids

Early intubation 

Assisted ventilation

Antibiotics AFTER organism identified

Page 38: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

38

Slide 112JSOMTC, SWMG(A)

MANAGEMENT: MARROW

Reverse Isolation

Blood Component Replacement

RBC, WBC, platelets

Granulocyte Colony Stimulating Factor

Marrow Transplants

Slide 113JSOMTC, SWMG(A)

MUSTARD:  LONG TERM

Carcinogen/Mutagen 

No evidence of human reproductive toxicity

Chronic Exposure 

Respiratory cancer

Unclear: chronic bronchitis, emphysema

Slide 114JSOMTC, SWMG(A)

LEWISITE

Physical Properties oily, colorless liquid

heavier than air and water

more volatile than mustard

geranium odor

freezes/melts at about 0 degrees Fahrenheit

Signs and Symptoms skin ‐ blisters, necrosis

eyes ‐ pain, blepharospasm, edema of lids/conjunctiva, corneal damage\

Page 39: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

39

Slide 115JSOMTC, SWMG(A)

LEWISITE, cont.

Airways ‐ severe irritation

Management

immediate decontamination

treat as mustard lesion

Equally damaging breakdown products found in blister fluid

Treatment

British Anti‐Lewisite (BAL); Dimercaprol

Slide 116JSOMTC, SWMG(A)

Vesicant Comparison

Slide 117JSOMTC, SWMG(A)

PHOSGENE OXIME

Urticant, not vesicant

Rapid onset

Corrosive to all tissues (skin, eyes, lungs)

Management same as mustard

Page 40: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

40

Slide 118JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Slide 119JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the Signs and Symptoms, Physical Exam Findings, and Management of Incapacitating 

Agents

Slide 120JSOMTC, SWMG(A)

INCAPACITATING AGENTS

Agents designed not to injure or  kill, but 

to induce disorientation or other temporary 

effects leading to impaired performance

Page 41: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

41

Slide 121JSOMTC, SWMG(A)

CLASSES

Irritants ‐ riot control agents

CS

CN (Mace)

DM (Adamsite ‐ vomiting agent)

Pepper sprays

CNS Stimulants

CNS Depressants

Psychedelics

Deliriants ‐ mainly anticholinergics (BZ, agent 15)

Slide 122JSOMTC, SWMG(A)

BZ

Characteristics

Stable crystalline solid

An anticholinergic

Odorless

Half‐life of 3‐4 weeks in moist air

Usually dispersed as an aerosol

Absorbed through inhalation, but can be ingested and absorbed through the skin

Cannot be detected at present time

Slide 123JSOMTC, SWMG(A)

BZ

Mechanism of Action Onset ‐ 0.5‐4 hours (inhalation or ingestion), 36 hours following skin exposure

Blocks acetylcholine (opposite effects from nerve agent)

Muscarinic effects ‐ understimulation of smooth muscle and exocrine glands – may last up to 96 hours

• Ocular ‐ mydriasis, paralysis of accomodation (“blind as a bat”)

Oral ‐ dry mouth, thirst (“dry as a bone”)

• Cardiac ‐ labile heart rate

• GI ‐ decreased motility and secretions

• GU ‐ urinary retention, bladder distension

Page 42: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

42

Slide 124JSOMTC, SWMG(A)

BZ

• Skin ‐ decreased sweating, flushing, (“red as a beet”)hyperthermia (“hot as a hare”)

• Neuromuscular ‐ incoordination, ataxia

• CNS ‐ decreased level of consciousness, illusions, visual hallucinations, disturbances in judgment and insight, short term memory loss, easy distractibility, slurred, senseless speech, disorientation to time and place, behavioral lability, paranoia

No direct nicotinic effects ‐ skeletal muscle

Slide 125JSOMTC, SWMG(A)

BZ Management

Protect Self!

Decontaminate with soap and water

Observe and/or restrain

Early evac

Antidote:  Physostigmine ‐ Anticholinesterase (elevates levels of acetylcholine)• IM – Adults 45 mcg/kg   Children 20 mcg/kg

• By mouth (mix with juice) – 60 mcg/kg if patient cooperates –bitter taste

• IV (least preferred) – 30 mcg/kg (titrate slowly 1 mg/min or less) – continuous monitoring needed

• Treat dosing to patient’s mental status – repeat over 4 to 5 days

Slide 126JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Page 43: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

43

Slide 127JSOMTC, SWMG(A)

NON TRADITIONAL AGENTS

A chemical or biochemical material that is not categorized as a chemical warfare agent as defined by the Chemical Weapons Convention

Slide 128JSOMTC, SWMG(A)

NON TRADITIONAL AGENTS

Novichok Agents Stable, less volatile, deliverable by solid, difficult to detect

4th Generation Agents Evolved agents that would be stronger than the original agents that came out during World War I

More damaging

Harder to treat 

Pharmaceutical Based Agents (PBA) World wide availability

Slide 129JSOMTC, SWMG(A)

PBA Fentanyl 

Inhalation: 1‐3 min

Ingestion: 60‐ 150 min

Acts primarily through opioid receptors in the brain, spinal cord, smooth muscle

100x more potent than morphine

Fentanyl vs Carfentanil

100x more potent than fentanyl 

3‐5 min after exposure: active/alert

Page 44: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

44

Slide 130JSOMTC, SWMG(A)

PBA

Fentanyl vs Carfentanyl cont…

5‐7 min: increasingly lethargic, muscular rigidity, tremors

6‐9 min: unresponsive, respiratory distress

10‐30 min: Convulsions, apnea and death

Renarcotization likely to occur 15‐50 min after tx

Large amounts of Nalaxone will be needed

Slide 131JSOMTC, SWMG(A)

ANY QUESTIONS?

Slide 132JSOMTC, SWMG(A)

Understand the Management and Treatment of Chemical Exposure

Page 45: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

45

Slide 133JSOMTC, SWMG(A)

DECONTAMINATION

Decon ASAP!

Self decontaminate in <1‐2 minutes

Decontaminate for liquids is a higher priority over vapor. Decon for vapor may not be necessary

80‐90% of contaminants are removed with the rapid removal of contaminated clothing

Slide 134JSOMTC, SWMG(A)

DECONTAMINATION

Early decon protects casualty

within minutes

Late decon protects medical personnel and facility

Slide 135JSOMTC, SWMG(A)

DECONTAMINATION PRINCIPLES

Decon as far forward possible

Decon only what is necessary 

Decon by  priority 

Decon as soon as possible 

Page 46: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

46

Slide 136JSOMTC, SWMG(A)

CHEMICAL DECONTAMINATION

Soap and water (fresh or salt)

Removal is via hydrolysis

Hypochlorite (bleach)

Oxidative chlorination

0.5% for skin

5.0% for equipment

Slide 137JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL REMOVAL

Flushing with water (fresh or salt)

Water and soap is one of the best deconmethods for all CWA’s even if it 

doesn’t neutralize the agent

Absorbent materials:M291 Skin Decontamination Kit

•Mixture of dry resin

• 6 individual packets in a wallet sized pouch

• Absorbs and neutralizes liquid agents on skin

• Do not apply to open wounds

Slide 138JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL REMOVAL

M295 Individual Equipment Decontamination Kit

Page 47: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

47

Slide 139JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL REMOVAL

Reactive Skin Decontamination Lotion (RSDL)

Slide 140JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL REMOVAL

RSDL cont: FDA approved skin decontaminant

Viscous yellow lotion impregnated into a polymer sponge 

Ph 10.5

Water soluble for ease of removal post decon application

5 year shelf life‐temperature dependent

Slide 141JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL REMOVAL RSDL  cont: Removes and neutralizes many chemical agents such as Tabun, Sarin, Soman, Vx, Mustard, NTA’s and certain TICs

NEEDS TO BE ON SKIN FOR AT LEAST TWO MINUTES IN ORDER TO NEUTRALIZE

May lead to future cancer risks

If left on the skin for more than 6hrs = itchy and a possible rash

If used with Sulfur Mustard and Chlorine, it is important to know that it can be flammable

Page 48: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

48

Slide 142JSOMTC, SWMG(A)

PHYSICAL REMOVAL

Absorbable material: should only be used on dry decontamination of the skin and equipment

• Fuller’s earth

• Clean Sand

• Flour

• Baby wipes

Used when ambient temperature is freezing and/or other decon equipment is not available

Slide 143JSOMTC, SWMG(A)

WOUND DECONTAMINATION

First, Protect Self!Nerve and vesicant wounds could be hazardous• Look for contaminated material

Vapor hazard from wounds is miniscule

Double latex gloves or one pair of butyl rubber gloves, extra gloves and continual change out is a must

Hypochlorite 0.5% for 5 minutes into contaminated wounds (not for eyes,  CNS, open chest or abdominal wounds)

Slide 144JSOMTC, SWMG(A)

ANY FINAL QUESTIONS?

Page 49: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

49

Slide 145JSOMTC, SWMG(A)

TERMINAL LEARNING OBJECTIVE

ACTION:  Recognize and manage a chemical agent casualty.

CONDITIONS:  Given a real or simulated patient or patient care scenario.

STANDARD:  In accordance with the lecture, student handouts, cited references and accepted standards of care without causing further patient harm.

Slide 146JSOMTC, SWMG(A)

AGENDA

Define a chemical agent. Communicate the descriptions and identifiers of chemical agents.

Communicate the types of detectors for chemical agents.

Understand the management and treatment of chemical exposure.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and treatment for nerve agents.

Slide 147JSOMTC, SWMG(A)

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of cyanide poisoning.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of pulmonary irritants.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of vesicants.

Communicate the signs and symptoms, physical exam findings, and management of incapacitating agents.

AGENDA

Page 50: NBC ‐FIELD TREATMENT OF THE CHEMICAL CASUALTY PFN: SOMEML14

50

Slide 148JSOMTC, SWMG(A)

REVIEW

Name three routes that chemical agents may use to enter the body.

INHALATIONAL, OCULAR, PERCUTANEOUS

A detector used by soldiers to detect both the presence and type of a liquid chemical agent.

M8 PAPER

Slide 149JSOMTC, SWMG(A)

REVIEW

Name two steps that should be taken when decontaminating a wound suspected of being contaminated by a chemical agent.

1. Protect self  

2.Flush with 0.5% hypochlorite solution for 5 minutes

Agents that inhibit acetylcholinesterase are called:

Nerve agents

Slide 150JSOMTC, SWMG(A)

REVIEW

Sodium nitrite and sodium thiosulfate are used to treat exposure to this agent.

CYANIDE

This agent is a dense, acrid, pungent, greenish‐yellow gas that is easily recognized by both color and odor.

CHLORINE

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51

Slide 151JSOMTC, SWMG(A)

REVIEW

An oily, odorous liquid that is generally regarded as persistent because of its low volatility.

MUSTARD

Which of the following is a specific antidote for an anticholinergic incapacitating agent? Physostigmine, pyridostigmine, neostigmine

PHYSOSTIGMINE

Slide 152JSOMTC, SWMG(A)

REASON

“Whether or not gas will be employed in future wars is a matter of conjecture, but …. we can never afford to neglect the question.”

General John J. Pershing, 1919 

Slide 153JSOMTC, SWMG(A)


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