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12/9/2014 1 Slide 1 JSOMTC, SWMG(A) Field Treatment of the Biological Casualty PFN: SOMEML13 Slide 2 JSOMTC, SWMG(A) Terminal Learning Objective Action: Communicate knowledge of field treatment of the biological casualty Condition: Given a lecture in a classroom environment Standard: Received a minimum score of 75% on the written exam IAW course standards Slide 3 JSOMTC, SWMG(A) Reason

12/9/2014 Field Treatment of the Biological Casualty PFN

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12/9/2014

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Slide 1JSOMTC, SWMG(A)

Field Treatment of the Biological CasualtyPFN: SOMEML13

Slide 2JSOMTC, SWMG(A)

Terminal Learning Objective

Action: Communicate knowledge of field treatment of the biological casualty

Condition: Given a lecture in a classroom environment

Standard: Received a minimum score of 75% on the written exam IAW course standards

Slide 3JSOMTC, SWMG(A)

Reason

12/9/2014

2

Slide 4JSOMTC, SWMG(A)

Agenda

Identify the historical aspects of biological agents used in warfare

Identify the availability, advantages, disadvantages and delivery modes of biological agents

Identify the characteristics, clinical presentation, and treatment of bacterial biological agents

Slide 5JSOMTC, SWMG(A)

Agenda

Identify the characteristics, clinical presentation, and treatment of viral biological agents

Identify the characteristics, clinical presentation, and treatment of toxin producing biological agents

Identify the characteristics and types of biological agent vaccines

Slide 6JSOMTC, SWMG(A)

Agenda

Identify the characteristics and types of biological agent protective equipment

Identify evacuation concerns for biological agent casualties

12/9/2014

3

Slide 7JSOMTC, SWMG(A)

Historical Aspects of Biological Agents Used in Warfare

Slide 8JSOMTC, SWMG(A)

Biological Warfare

Definition

The intentional use of microorganisms or toxins derived from living organisms to produce death or disease in humans, animals or plants

Types of agents

Bacteria

Viruses

Toxins

Slide 9JSOMTC, SWMG(A)

Biological Warfare

What makes an agent effective?

Pathogenicity and virulence

Infectious dose

Pathogen stability

• Aerosol

• Environment

Susceptibility of target object

12/9/2014

4

Slide 10JSOMTC, SWMG(A)

Biological Warfare History

184 BC 

Hannibal

14th Century

Plague at Kaffa

18th Century

European conquest of the Americas

1937 to 1945

China

Slide 11JSOMTC, SWMG(A)

Biological Warfare History

1943

USA BIO program established

1953

USA Defensive program established

1969

USA Offensive program disestablished

1979

The Sverdlovsk Incident

Slide 12JSOMTC, SWMG(A)

Chemical versus Biological Agents

Chemical agents are typically man made through the use of industrial chemical processes

Biological agents are either replicating agents (bacteria or virus) or nonreplicating materials (toxin) that can be produced by living organisms

Almost none of the biological agents are dermally active and none are volatile

12/9/2014

5

Slide 13JSOMTC, SWMG(A)

Availability, Advantages, Disadvantages and Delivery Modes 

of Biological Agents

Slide 14JSOMTC, SWMG(A)

Availability of Biological Agents

International Biological Warfare Agreements

1925 Geneva Protocol prohibits use, but not research 

1969 President Nixon renounces U.S. program

Slide 15JSOMTC, SWMG(A)

Availability of Biological Agents

1972 Biological Weapons Convention 

103 nations agree to never to develop, produce stockpile, acquire or retain any biological agent for other than peaceful purposes

Facilitate the exchange of equipment materials and information on use of biological agents for peaceful purposes

12/9/2014

6

Slide 16JSOMTC, SWMG(A)

Availability of Biological Agents

U.S. Biological Weapons Policy

No use under any circumstances

Research limited to defense measures

We possess no weaponized biologicals

Previous weapons stocks were destroyed

Slide 17JSOMTC, SWMG(A)

Advantages of Biological Weapons

Agents easy to produce

Inexpensive to produce 

Can disseminate at great distances

Agent’s cloud invisible

Detection quite difficult

First sign is illness

Overwhelms medical capabilities

Perpetrators escape before effects

Simple threats create panic

Slide 18JSOMTC, SWMG(A)

Disadvantages of Biological Weapons

Most agents are poor tactical weapons on the modern battlefield

Agents have incubation times of several days to weeks

Countered by a rapid developing battlefield

Delayed‐onset may be the intent

• Fixed positions

12/9/2014

7

Slide 19JSOMTC, SWMG(A)

Modes of Delivery

Biological warfare agents are unconventional weapons and can be delivered by unconventional means

Conventional explosive munitions are inefficient delivery systems for agents

Heat generated

Unpredictable size of particulate matter

Approximately 1% to 2% delivered

Slide 20JSOMTC, SWMG(A)

Modes of Delivery

Slide 21JSOMTC, SWMG(A)

Modes of Delivery

Agents are most effectively delivered as an aerosol

Particles of 1 to 5 microns in diameter are most effective 

Larger particles get trapped in the upper airways (filtered out)

Biological warfare agents may be used to

contaminate food or water systems/supplies

Cooking decreases contamination

Standard chlorination and filtration inactivate most pathogens

12/9/2014

8

Slide 22JSOMTC, SWMG(A)

Modes of Delivery

Agents are most effectively delivered as an aerosol

Particles of 1 to 5 microns in diameter are most effective 

Larger particles get trapped in the upper airways (filtered out

Agents may also be used in food or water supplies

Limited populace affected

Slide 23JSOMTC, SWMG(A)

Modes of Delivery

Slide 24JSOMTC, SWMG(A)

Characteristics, Clinical Presentation, and Treatment of 

Bacterial Biological Agents

12/9/2014

9

Slide 25JSOMTC, SWMG(A)

Bacterial Biological Agents

Anthrax

Brucellosis

Plague

Many others!

Slide 26JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax

Slide 27JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax 

Bacillus anthracis

A large encapsulated gram‐positive bacillus

Spores are resistant to heat, cold, drying, and chemicals

When conditions are good the spores germinate to produce vegetative bacteria that are capable of producing an infection

12/9/2014

10

Slide 28JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax

Slide 29JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax

Slide 30JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax

3 forms of the disease

Cutaneous

Inhalation 

Gastrointestinal

Transmission

Physical contact with open lesion

Inhalation of spores

Digestion of spores

12/9/2014

11

Slide 31JSOMTC, SWMG(A)

Cutaneous Anthrax

95% of all anthrax infections

Occupational exposure to animals

Onset

1 to 7 days

Affects

Head, neck, and extremities

Slide 32JSOMTC, SWMG(A)

Cutaneous Anthrax

Signs and symptoms

Similar to influenza

• Headache, malaise, and low grade fever

Lesions

• Papule  vesicle  central necrosis  black eschar

Complications

Malignant edema and systemic involvement 

Slide 33JSOMTC, SWMG(A)

Cutaneous Anthrax

12/9/2014

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Slide 34JSOMTC, SWMG(A)

Cutaneous Anthrax

Slide 35JSOMTC, SWMG(A)

Cutaneous Anthrax

Slide 36JSOMTC, SWMG(A)

Inhalation Anthrax

Most lethal form

LD50 ~ 2500 to 10,000 spores

Onset 

1 to 7 days

Dose dependent

Signs and symptoms 

Malaise, fever, fatigue, sweats, non‐productive dry cough, and chest discomfort

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13

Slide 37JSOMTC, SWMG(A)

Inhalation Anthrax

Slide 38JSOMTC, SWMG(A)

Inhalation Anthrax

Slide 39JSOMTC, SWMG(A)

Inhalation Anthrax

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Slide 40JSOMTC, SWMG(A)

Brucellosis

Brucella abortus(cattle), B.suis (pigs), B. canis(dogs)

Gram negative coccobacilli

Aerobic, non‐motile

Slow growing pathogen

Slide 41JSOMTC, SWMG(A)

Brucellosis

Primarily found in sheep, goats, cattle, swine, and camels

Also infects bison, elk, caribou, and some species of deer

Produced in the laboratory for biological warfare purposes using a single cell or a small amount of the organism from natural sources

Slide 42JSOMTC, SWMG(A)

Brucellosis

Transmission

Inhalation of aerosols or dust that contain organisms

Ingestion of unpasteurized dairy products and contaminated meat

Inoculation of abraded skin or mucosal surfaces

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Slide 43JSOMTC, SWMG(A)

Brucellosis

Onset 

May be sudden or insidious

5 to 60 days

Signs and symptoms

Fluctuating fevers, sweating, weakness, anemia, headache, and muscular pain

Incapacitating and disabling disease in humans

Slide 44JSOMTC, SWMG(A)

Plague

Yersina pestis

Gram negative bacillus

Slide 45JSOMTC, SWMG(A)

Plague

3 forms

Bubonic

Pneumonic

Septicemic

Transmission

Man to man is through coughing (droplets)

Respiratory transmission is enhanced by humid climates 

Primary reservoir is rodents, domestic cats, and wild carnivores

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Slide 46JSOMTC, SWMG(A)

Plague

Slide 47JSOMTC, SWMG(A)

Plague

Onset  

2 to 5 days

Signs and symptoms

Acute onset of fever (103° to 106° F) and prostration in association with painful lymphadenitis

May have a lesion at the portal of entry

Chills 

Possible necrotic tissue at the portal of entry

Slide 48JSOMTC, SWMG(A)

Plague

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Slide 49JSOMTC, SWMG(A)

Plague

Slide 50JSOMTC, SWMG(A)

Bacterial Agent Treatment

Anthrax (Inhalation)

(Cutaneous)

1‐6 days Fever/chills, malaise, fatigue, cough, 

Papule, fluid filled 

vesicle black eschar

Aerosol

Direct

Cipro, Doxy, then PCN

Same as Inhalation

Brucellosis 1‐2 months Fever/chills, HA,  malaise, myalgia

Aerosol Doxy + Rifam

Plague (Inhalation)

2‐3 days Fever/chills, HA, hemoptysis, toximia, Resp failure

Aerosol Cipro, Doxy (IV) then PO after improvement

Agent Onset Symptoms Mode Treatment

Slide 51JSOMTC, SWMG(A)

Characteristics, Clinical Presentation, and Treatment of Viral 

Biological Agents

12/9/2014

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Slide 52JSOMTC, SWMG(A)

Viral Biological Agents

Smallpox (Variola)

Viral hemorrhagic fevers (VHF)

Lassar Fever, Congo Crimean Hemorrhagic Fever, Ebola Fever, Marburg Fever, Rift Valley Fever, and many others

Slide 53JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

Why the fear?

World’s population is very susceptible

Transmissible man‐to‐man

Infamous for morbidity and mortality

No specific therapy

Eradicated in 1977

• Physicians are unfamiliar with recognition and treatment

Primary threat is delivery by aerosol release

Slide 54JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

Transmission

Spread by respiratory droplets or by contact with scabs, draining lesions, and contaminated objects

Onset

1 to 2 weeks

12/9/2014

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Slide 55JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

Signs and symptoms 

Fever begins followed by a rash (exanthema) 

Inflammation of respiratory mucosa 

Inflammation of regional lymphatics

Minor viremia

• Spreads to liver, spleen, lung and bone marrow in approximately 7 to 14 days

Slide 56JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

Exanthema

Begins on face, hands, and forearms

Spreads to lower extremities

Centrifugal distribution

Macules‐papules‐vesicles‐pustules‐scabs

Infectious until scab separates

Slide 57JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

12/9/2014

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Slide 58JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

Slide 59JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

Slide 60JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

12/9/2014

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Slide 61JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox

Slide 62JSOMTC, SWMG(A)

Viral Hemorrhagic Fevers

VHF agents can be transmitted by aerosol in laboratory models

Stability in aerosols must be enhanced for weaponization

Considered too dangerous to use because of the lack of protective vaccines and therapeutic measures to protect the users

Slide 63JSOMTC, SWMG(A)

Viral Hemorrhagic Fevers

Transmission

Respiratory droplets or conact with body fluids depending on type of VHF

Onset 

Days to weeks depending on type of VHF

12/9/2014

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Slide 64JSOMTC, SWMG(A)

Viral Hemorrhagic Fevers

Signs and symptoms

Fever, headache, malaise, and dizziness

Myalgias

Nausea and vomiting

Petechiae

Bleeding manifestations

Hypotension

Shock and death

Slide 65JSOMTC, SWMG(A)

Viral Agent Treatment

Agent Onset Symptoms Mode Treatment

Smallpox 10 to 12 days Fever, chills, headache, malaise, backache, and lesions

Aerosol

Direct

Supportive care

Viral Hemorrhagic Fevers

4 to 21 days Early: headache, malaise, and myalgia

Late: bleeding, petechiae, and hypotension

Aerosol

Direct

Supportive care

Slide 66JSOMTC, SWMG(A)

Characteristics, Clinical Presentation, and Treatment of Toxin Producing Biological Agents

12/9/2014

23

Slide 67JSOMTC, SWMG(A)

Toxin Producing Biological Agents

Clostridium perfringens

Ricin

Staphylococcal Enterotoxin B

TrichotheceneMycotoxins

Slide 68JSOMTC, SWMG(A)

Toxin Producing Biological Agents

Toxins are poisonous by‐products of living organisms

They are very stable and produce severe illness when ingested, inhaled or introduced into the body by any other means

There effects on the human body range from minor illness to death

Slide 69JSOMTC, SWMG(A)

Botulism

Clostridium botulinum

Spore forming anaerobe

Botulinum toxin is the most potent neurotoxin known to man

Causes cranial nerve paralysis followed by descending skeletal muscle paralysis 

• Inactivates the axon

12/9/2014

24

Slide 70JSOMTC, SWMG(A)

Botulism

Transmission

Ingestion

Contamination of open wounds

Inhalation through weaponized versions of toxin

Onset

12 to 72 hours after exposure

Slide 71JSOMTC, SWMG(A)

Botulism

Signs and symptoms

Muscle weakness and paralysis

• Double vision and drooping of both eye lids

• Difficulty chewing and swallowing• Dyspnea and respiratory failure

Slide 72JSOMTC, SWMG(A)

Botulism

12/9/2014

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Slide 73JSOMTC, SWMG(A)

Botulism

Slide 74JSOMTC, SWMG(A)

Toxin Producing Agent Treatment

Agent Onset Symptoms Mode Treatment

Botulinumtoxin

12 to 72 hours Ptsosis, ~bulbar, muscular and resp. weakness

Late: resp. failure

Aerosol

Ingestion

Dermal

Antitoxin  Supportive

Staphylococcal enterotoxin B

3 to 12 hours Fever/chills, headache, myalgia, productive cough

Aerosol

Ingestion

Supportive

Ricin 4 to 8 hours Fever/chills, cough, malaise, dypnea

Aerosol Supportive

TricotheceneMycotoxin

2 to 4 hours Necrosis and sloughing of affected tissues

Aerosol

Ingestion

Dermal

Supportiv

Slide 75JSOMTC, SWMG(A)

Characteristics and Types of Biological Agent Vaccines

12/9/2014

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Slide 76JSOMTC, SWMG(A)

Biological Agent Vaccines

As of January 1999, vaccines are available for the following potential BW agent threats:

Anthrax

Botulinum toxin

Rift Valley Fever

Tularemia 

Yellow fever

Argentine Hemorrhagic Fever 

Plague

Smallpox 

Venezuela Equine Encephalitis

Q‐Fever

Slide 77JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax Vaccine

Slide 78JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax Vaccine

After the Gulf war

Admission by Iraq that it had indeed produced weapons containing anthrax spores confirmed fears of use of anthrax as a biological weapon

Dec 1997

In response to this threat Secretary of Defense William Cohen announced a vaccination plan to vaccinate all U.S. service members using the licensed anthrax vaccine

12/9/2014

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Slide 79JSOMTC, SWMG(A)

Anthrax Vaccine

Side effects

Fever, malaise, and myalgia

Less common than those observed following other vaccines

Slide 80JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox Vaccine

Slide 81JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox Vaccine

There are no routine immunizations of US Forces for smallpox

When the threat indicates, senior leadership may direct vaccination

US adopted vaccinate in route protocol

Contraindications

Pregnancy, eczema, severe burns, psoriasis and other dermatoses

12/9/2014

28

Slide 82JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox Vaccine

Slide 83JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox Vaccine

Complications

Normal host

• Inadvertent inoculation (skin or eye)

• Generalized vaccinia• Erythema multiforme

• Encephalitis

Pregnancy

• Fetal vaccinia

Slide 84JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox Vaccine

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29

Slide 85JSOMTC, SWMG(A)

Smallpox Vaccine

Slide 86JSOMTC, SWMG(A)

Characteristics and Types of Biological Agent Protective 

Equipment

Slide 87JSOMTC, SWMG(A)

Protective Equipment

Currently fielded chemical protective equipment will provide protection against BW agents

Military Protective Mask

Battle Dress Over Garment

• JSLIST Over Garment

Protective Gloves, Over Boots, and Hood

M295 Decontamination Kit

RDIC

12/9/2014

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Slide 88JSOMTC, SWMG(A)

Military Protective Mask

M40 M42

Slide 89JSOMTC, SWMG(A)

Military Protective Mask

Filters must be replaced when:

Wearer has been exposed to a suspected biological warfare agent

Elements are immersed in water

Excessive breathing resistance is encountered

Thirty days have elapsed in the combat theater of operation

Order by the commander

Supply bulletins indicate a lot number has expired

Slide 90JSOMTC, SWMG(A)

Military Protective Mask

If a mask is not available:

Double layer of T‐shirt over face 

• Has shown to be effective against ricin and anthrax

• Studies have shown it to be effective against several other WMD agents, but research is ongoing

Something is better than nothing!

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Slide 91JSOMTC, SWMG(A)

Military Protective Mask

Slide 92JSOMTC, SWMG(A)

Battle Dress Over Garment

Slide 93JSOMTC, SWMG(A)

JSLIST Over Garment

12/9/2014

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Slide 94JSOMTC, SWMG(A)

Protective Over Boots 

Slide 95JSOMTC, SWMG(A)

M295 Decontamination Kit

Slide 96JSOMTC, SWMG(A)

RDIC

12/9/2014

33

Slide 97JSOMTC, SWMG(A)

Mission Oriented Protective Posture

Initiate

When the local alarm or command is given

When entering an area known to be or suspected of being contaminated with an NBC agent

When casualties are being received by personnel at the patient receiving/decontamination area

Slide 98JSOMTC, SWMG(A)

Mission Oriented Protective Posture

Initiate (cont.)

Your position is under attack by aircraft spray

Mist or smoke of an unknown source is present

Suspicious odor, liquid or solid is present

Slide 99JSOMTC, SWMG(A)

Mission Oriented Protective Posture

Terminate

When the all clear is given

On order from the commander or the highest ranking official with a sound knowledge of the degree of contamination

Casualties unable to continue to wear the protective clothing may be protected by using wraps to protect against further chemical‐biological agent exposure

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Slide 100JSOMTC, SWMG(A)

Evacuation Concerns for Biological Agent Casualties

Slide 101JSOMTC, SWMG(A)

Evacuation Concerns

Evacuation platforms

Difficult to decontaminate

• Especially airframes

Percentage will become contaminated

•Mark contaminated vehicles

• Protect 50% of platforms from contamination

Identify routes for contaminated vehicles

Consider effect of rotor wash

Slide 102JSOMTC, SWMG(A)

Evacuation Concerns

When preparing casualties for medical evacuation, attempts should be made to identify the agent

Decontaminate externally when at all possible

USAF will not fly any patients who are contaminated

Special wraps and containers

12/9/2014

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Slide 103JSOMTC, SWMG(A)

Evacuation Concerns

Casualties

Apply strict quarantine measures

Isolate and evacuate all smallpox patients

Cannot be evacuated across national boundaries unless approved by major command authority

Isolate all clothing of contaminated patients to include equipment

Identifying one single case of smallpox is an world emergency

Slide 104JSOMTC, SWMG(A)

Questions?

Slide 105JSOMTC, SWMG(A)

Terminal Learning Objective

Action: Communicate knowledge of field treatment of the biological casualty

Condition: Given a lecture in a classroom environment

Standard: Received a minimum score of 75% on the written exam IAW course standards

12/9/2014

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Slide 106JSOMTC, SWMG(A)

Agenda

Identify the historical aspects of biological agents used in warfare

Identify the availability, advantages, disadvantages and delivery modes of biological agents

Identify the characteristics, clinical presentation, and treatment of bacterial biological agents

Slide 107JSOMTC, SWMG(A)

Agenda

Identify the characteristics, clinical presentation, and treatment of viral biological agents

Identify the characteristics, clinical presentation, and treatment of toxin producing biological agents

Identify the characteristics and types of biological agent vaccines

Slide 108JSOMTC, SWMG(A)

Agenda

Identify the characteristics and types of biological agent protective equipment

Identify evacuation concerns for biological agent casualties

12/9/2014

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Slide 109JSOMTC, SWMG(A)

Reason