Wärmeabgabe, Wärmeverluste und Wärmung

Ein 63-jähriger Patient wird in einem Saal mit 19 Grad Raumtemperatur für eine offene Rektumresektion gelagert. Während Lagerung und Hautdesinfektion liegt er über 20 Minuten unbedeckt, der Bauch ist anschließend vier Stunden offen, der Darm wird zeitweise vor die Bauchdecke verlagert, er erhält 3,5 Liter raumwarme Infusionslösung, und die Bauchhöhle wird am Ende mit 3 Litern ungewärmter Lösung gespült. Eine Wärmedecke liegt zwar bereit, wird aber erst nach zwei Stunden eingeschaltet, als die ösophageale Temperatur bereits 35,1 Grad beträgt. Am Ende der Operation misst die Sonde 34,6 Grad. Keiner dieser Vorgänge ist für sich dramatisch, aber jeder ist ein physikalischer Wärmestrom mit einer bestimmten Größe, und ihre Summe übersteigt über Stunden die Wärmebildung eines narkotisierten Körpers deutlich.

Wärmeverlust ist Physik, und Physik lässt sich rechnen. Wer die vier Wege der Wärmeabgabe kennt, erkennt am Operationstisch, welcher gerade der größte ist, und weiß, welche Maßnahme an welchem Weg angreift. Dieses Unterkapitel behandelt die Wege, auf denen Wärme die Haut verlässt, die zusätzlichen Verluste der Operation und die physikalische Begründung der Wärmung. Wo die Wärme entsteht und wie das Blut sie zur Haut trägt, steht im vorangehenden Unterkapitel; wie der Hypothalamus die Wege steuert und wie die Anästhetika seine Schwellen verschieben, im Unterkapitel zur Thermoregulation; die Folgen der perioperativen Hypothermie für Gerinnung, Wundheilung und Herz im Unterkapitel zu Fieber, Hypothermie und Hyperthermie.

Die Temperatur des Körpers folgt einer einfachen Bilanz: Die gespeicherte Wärme ändert sich um die Differenz aus gebildeter und abgegebener Wärme. Abgegeben wird auf vier Wegen. Strahlung, Leitung und Konvektion übertragen Wärme entlang eines Temperaturgefälles von der Haut an die Umgebung; sie werden als trockene oder fühlbare Wärmeabgabe zusammengefasst und funktionieren nur, solange die Umgebung kälter ist als die Haut. Die Verdunstung entzieht der Haut und den Atemwegen Wärme, indem Wasser in Dampf übergeht; ihre treibende Größe ist nicht die Temperatur, sondern das Gefälle des Wasserdampfdrucks zwischen der feuchten Oberfläche und der Luft. Diese Unterscheidung ist der Schlüssel zum ganzen Kapitel: Die trockenen Wege hängen am Temperaturunterschied, die Verdunstung an der Luftfeuchte.

Um die Größenordnungen einzuordnen, hilft eine Überschlagsrechnung. Der Körper hat eine mittlere spezifische Wärmekapazität von etwa 3,5 kJ je Kilogramm und Grad; ein Mensch von 70 kg muss also rund 245 kJ oder knapp 60 kcal aufnehmen oder abgeben, damit sich seine mittlere Körpertemperatur um ein Grad ändert. Dem steht die Wärmebildung gegenüber: Beatmete Intensivpatienten setzten in einer kalorimetrischen Untersuchung im Mittel rund 1 800 kcal in 24 Stunden um, also etwa 75 kcal je Stunde.¹ Ohne jede Abgabe würde ein solcher Patient sich demnach um mehr als ein Grad je Stunde erwärmen. Umgekehrt genügt ein Überschuss der Abgabe über die Bildung von nur einem Fünftel, um ihn über drei Stunden um knapp ein Grad abzukühlen. Die Wärmebilanz ist also ein Gleichgewicht zwischen großen Strömen, und schon kleine Verschiebungen wirken sich über die Dauer einer Operation deutlich aus.

Wie sich die Abgabe auf die vier Wege verteilt, hängt von der Umgebung ab. Bei einer Raumtemperatur von 20 Grad, also etwa der eines Operationssaals, überwiegen beim ruhenden, unbekleideten Menschen die trockenen Wege: Die Strahlung trägt deutlich mehr als die Hälfte der Abgabe, Leitung und Konvektion zusammen etwa ein Viertel, und die Verdunstung, im Wesentlichen die ständige unmerkliche Wasserabgabe über Haut und Atemwege, bildet den kleinsten Posten. Steigt die Umgebungstemperatur, schrumpft das Gefälle zwischen Haut und Umgebung, und mit ihm schrumpfen Strahlung, Leitung und Konvektion. Erreicht die Umgebung die Temperatur der Haut, bei etwa 36 Grad, bleibt nur die Verdunstung; wird es noch wärmer, kehren sich die trockenen Wege um, und der Körper nimmt Wärme aus der Umgebung auf, die er zusätzlich durch Verdunstung loswerden muss.

Am Patienten heißt das: Fragen Sie bei jeder Auskühlung, welcher Weg gerade offen ist. Liegt der Patient unbedeckt in einem kühlen Saal, verliert er vor allem durch Strahlung und Konvektion; liegt die Bauchhöhle offen, kommt die Verdunstung von einer großen feuchten Fläche hinzu; läuft kalte Flüssigkeit in die Vene oder in eine Körperhöhle, ist es Leitung über die Flüssigkeit. Die wirksamste Maßnahme greift an dem Weg an, der aktuell am größten ist. Den Fehler erkennen Sie daran, dass eine einzelne Maßnahme, etwa gewärmte Infusionen, als ausreichend betrachtet wird, obwohl der Hauptverlust über eine unbedeckte Hautoberfläche läuft.

Jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt sendet elektromagnetische Strahlung aus, und bei Körpertemperatur liegt diese Strahlung im Infrarotbereich. Die abgestrahlte Leistung wächst mit der vierten Potenz der absoluten Temperatur des Strahlers. Weil auch die Wände, die Decke und die Geräte in der Umgebung strahlen, ist für die Wärmebilanz der Haut der Netto-Austausch entscheidend: Die Haut verliert Wärme an jede Fläche, die kälter ist als sie, und gewinnt Wärme von jeder Fläche, die wärmer ist. Im Infrarotbereich strahlt menschliche Haut nahezu wie ein idealer schwarzer Körper, und zwar unabhängig von ihrer sichtbaren Farbe; die Hautfarbe spielt für die Wärmeabstrahlung deshalb keine Rolle.

Die wichtigste Eigenschaft der Strahlung ist, dass sie kein Übertragungsmedium braucht. Sie wandert durch die Luft, ohne sie nennenswert zu erwärmen, denn Luft ist ein schlechter Strahler und ein schlechter Absorber. Die Folge ist im Alltag bekannt: In einem Raum mit warmer Luft, aber kalten Außenwänden fröstelt es, weil die Haut an die Wände abstrahlt; umgekehrt wärmt die Sonne oder ein Infrarotstrahler auch bei kalter Luft. Für den Operationssaal heißt das, dass nicht allein die Lufttemperatur auf dem Display der Klimaanlage zählt, sondern die Temperatur aller Flächen, die der Patient sieht: Wände, Decke, Lampen, Geräte und das Personal. Ein Saal, der erst kurz vor dem Eingriff aufgeheizt wurde, hat warme Luft, aber noch kalte Wände.

Die Strahlung ist beim unbedeckten Patienten in kühler Umgebung meist der größte einzelne Verlustweg. Sie wächst mit der unbedeckten Fläche und mit dem Temperaturunterschied zur Umgebung, und sie ist am größten in den Phasen, in denen der Patient ohne Abdeckung liegt: bei Lagerung, bei Hautdesinfektion und beim Abdecken. Jede Lage, die zwischen Haut und Umgebung liegt, fängt die Strahlung ab und strahlt ihrerseits mit einer Temperatur, die näher an der Haut liegt; schon eine einzelne Decke mindert den Strahlungsverlust deshalb deutlich. Dasselbe Gesetz macht den Wärmestrahler wirksam: Er erwärmt nicht die Luft, sondern die Oberfläche, auf die er gerichtet ist, und kehrt den Netto-Austausch um.

Am Patienten heißt das: Decken Sie ab, was nicht operiert wird, und zwar vom Eintreffen im Saal bis zum Abdecken durch die Operateure, und halten Sie die Phase der vollständigen Entblößung so kurz wie möglich. Die Leitlinie fordert für Erwachsene eine Saaltemperatur von mindestens 21 Grad, in der Kinderchirurgie sind bis 24 Grad üblich.² Beim Neugeborenen ist der Wärmestrahler über dem Tisch das wichtigste Werkzeug gegen Strahlungsverluste, weil sein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen besonders ungünstig ist. Den Fehler erkennen Sie daran, dass der Saal zwar warm eingestellt ist, der Patient aber in der Einleitung unbedeckt unter der Klimaanlage liegt und in der ersten halben Stunde deutlich an Temperatur verliert.

Wärmeleitung ist die Übertragung von Wärme durch unmittelbaren Kontakt zwischen zwei Stoffen verschiedener Temperatur. Wie viel Wärme fließt, hängt von der Kontaktfläche, vom Temperaturunterschied und von der Wärmeleitfähigkeit des berührten Materials ab. Luft leitet Wärme sehr schlecht, weshalb ruhende Luft ein ausgezeichneter Isolator ist und das Prinzip jeder Decke und jeder Kleidung darstellt. Wasser leitet Wärme um ein Vielfaches besser als Luft, Metall noch weit besser. Deshalb kühlt ein Mensch in Wasser von Raumtemperatur rasch aus, während er an der Luft derselben Temperatur kaum friert, und deshalb fühlt sich eine Metallfläche kälter an als ein Holzbrett gleicher Temperatur.

Die reine Leitung an die umgebende Luft wäre wegen der schlechten Leitfähigkeit der Luft gering. Wirksam wird sie erst durch die Konvektion. An der Haut bildet sich eine dünne Grenzschicht ruhender Luft, die rasch die Hauttemperatur annimmt und dann als Isolator wirkt. Wird diese erwärmte Schicht fortgetragen, sei es durch das Aufsteigen der warmen Luft, sei es durch Wind oder Lüftung, strömt kühle Luft nach, und das Temperaturgefälle an der Haut bleibt steil. Die Konvektion ist also Leitung an ein Medium, das sich bewegt, und ihr Ausmaß wächst mit der Geschwindigkeit der Strömung, weil die Grenzschicht immer dünner wird. Dasselbe gilt für strömendes Wasser, das die Wärme noch wirksamer abführt.

Der Windchill-Effekt ist die Alltagserfahrung dieser Physik. Wind verdünnt die Grenzschicht an der Haut, die Konvektion steigt steil an, und die Haut kühlt so rasch aus, als herrschte eine weit tiefere Temperatur. Die gefühlte Temperatur bei Wind liegt deshalb bei starkem Frost um viele Grad unter der gemessenen, und Erfrierungen treten bei Sturm viel früher auf als bei Windstille. Der Windchill ist kein eigener physikalischer Weg, sondern ein empirisches Maß für die Verstärkung der Konvektion; er gilt nur für ungeschützte, trockene Haut, und nasse Kleidung oder Wasser verstärken den Verlust zusätzlich über Leitung und Verdunstung. Die akzidentelle Hypothermie im Wasser und nach Bergung im Wind ist deshalb ein typisches Bild der Notfallmedizin, das dort in der Einheit Hitze, Kälte, Strom und Wasser: thermische Schäden, Ertrinken, Tauch- und Stromunfall behandelt wird.

Im Operationssaal begegnen Ihnen beide Wege ständig. Leitung wirkt über den Operationstisch, der ohne Vorwärmung Raumtemperatur hat, über durchnässte Tücher und über Flüssigkeit, in der der Patient liegt, etwa nach einer großzügigen Hautdesinfektion oder bei Eingriffen mit viel Spülflüssigkeit. Konvektion wirkt über die Lüftung, die in modernen Sälen mit hohem Luftwechsel eine gerichtete Strömung über dem Operationsfeld erzeugt, und über jede unbedeckte Hautfläche. Dieselbe Physik nutzt die konvektive Wärmung: Ein Gebläse leitet warme Luft in eine Decke mit vielen kleinen Öffnungen; die Luft an der Haut ist nun wärmer als die Haut selbst, die Grenzschicht wird fortlaufend durch warme Luft ersetzt, und der konvektive Wärmestrom kehrt seine Richtung um. Gleichzeitig ersetzt die warme Decke die kalten Flächen der Umgebung und mindert so auch die Strahlung.

Praktisch bedeutet das: Legen Sie den Patienten auf eine vorgewärmte Unterlage, halten Sie Lagerungsmaterial und Tücher trocken und tauschen Sie durchnässte Unterlagen aus, sobald das Operationsfeld es erlaubt. Verwenden Sie die Decke einer konvektiven Wärmung immer so, dass die Luft durch die Decke geführt wird; ein Schlauch, der ohne Decke warme Luft direkt auf die Haut bläst, kann umschriebene Verbrennungen verursachen, besonders an schlecht durchbluteten Stellen. Erkennen Sie den Fehler daran, dass die Temperatur trotz eingeschalteter Wärmung weiter fällt, weil der Patient in einer Lache aus Desinfektions- oder Spülflüssigkeit liegt oder die Decke nur einen kleinen Teil der Körperoberfläche bedeckt.

Beim Übergang von Wasser in Dampf wird Energie verbraucht, die der Oberfläche als Wärme entzogen wird. Die Verdampfungswärme des Wassers beträgt bei Hauttemperatur rund 2,4 MJ je Liter, das sind knapp 580 kcal. Legt die Rechnung die Wärmekapazität aus der ersten Lektion zugrunde, entzieht die Verdunstung von nur 100 ml Wasser einem Menschen von 70 kg so viel Wärme, dass seine mittlere Temperatur um etwa ein Grad sinken würde. Entscheidend ist dabei, dass nur verdunstetes Wasser kühlt: Schweiß, der von der Haut abtropft oder in der Kleidung versickert, hat dem Körper Wasser und Salz genommen, aber keine Wärme.

Wasser gelangt auf zwei Wegen an die Oberfläche. Der erste ist die Perspiratio insensibilis, die unmerkliche, ständige Abgabe von Wasser durch Diffusion durch die Haut und über die Anfeuchtung der Atemluft. Sie ist nicht thermoregulatorisch gesteuert, beläuft sich beim Erwachsenen auf mehrere hundert Milliliter am Tag und steigt mit Fieber, trockener Luft, großen Wundflächen und hoher Atemfrequenz. Der zweite Weg ist das Schwitzen. Die ekkrinen Schweißdrüsen, die über fast die gesamte Körperoberfläche verteilt sind, werden von den zentralen Wärmesensoren aktiviert, sobald die Kerntemperatur die Schwitzschwelle überschreitet. Ihre efferenten Fasern sind sympathisch, aber cholinerg: Der Transmitter ist Acetylcholin an muskarinischen Rezeptoren. Der Primärschweiß wird im Ausführungsgang durch Natriumrückresorption verdünnt, sodass der Schweiß hypoton ist; eine Akklimatisation an Hitze steigert über Wochen die Schweißrate und senkt den Salzgehalt weiter.

Die treibende Größe der Verdunstung ist das Gefälle des Wasserdampfdrucks zwischen der feuchten Haut und der umgebenden Luft. Trockene Luft nimmt viel Wasser auf, und Schwitzen kühlt dort wirksam, auch bei hoher Temperatur; feuchte Luft ist bereits nahezu gesättigt, der Schweiß verdunstet kaum und tropft ab. Deshalb werden trockene Hitze und Sauna erstaunlich gut vertragen, feuchte Hitze dagegen schon bei deutlich niedrigerer Temperatur gefährlich. Mit steigender Umgebungstemperatur wird die Verdunstung zum einzigen Weg: Sobald die Umgebung etwa die Hauttemperatur erreicht, gibt es für Strahlung, Leitung und Konvektion kein Gefälle mehr, und darüber nimmt der Körper auf diesen Wegen sogar Wärme auf.

Ein eigener Posten ist die Verdunstung über die Atemwege. Die eingeatmete Luft wird in Nase, Rachen und Trachea auf Körpertemperatur erwärmt und mit Wasserdampf gesättigt; beim Ausatmen wird ein Teil davon zurückgewonnen. Unter Intubation umgehen trockene, kühle Frischgase die oberen Atemwege, und das Tracheobronchialsystem übernimmt die gesamte Anfeuchtung. Beim Erwachsenen ist dieser Verlust im Vergleich zur Hautoberfläche klein; er ist aber für die Schleimhaut und die mukoziliäre Clearance bedeutsam und beim kleinen Kind relativ größer.

Am Patienten heißt das: Rechnen Sie bei allem, was feucht ist, mit Verdunstungskälte. Alkoholische Hautdesinfektion verdunstet rasch und kühlt großflächig; lassen Sie sie antrocknen und vermeiden Sie Pfützen unter dem Patienten. Anticholinergika wie Atropin und Scopolamin hemmen das Schwitzen, weil die Schweißdrüsen muskarinisch innerviert sind; ein Kind in warmer Umgebung nach einer Anticholinergikagabe kann sich deshalb überwärmen. Beim beatmeten Patienten schützen ein Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher und niedrige Frischgasflüsse vor allem die Atemwege, weniger die Temperatur. Den Fehler erkennen Sie daran, dass ein Patient nach großzügiger Desinfektion und langer Wartezeit bis zum Hautschnitt bereits deutlich ausgekühlt ist.

Der typische Temperaturverlauf eines ungewärmten Patienten in Allgemeinanästhesie hat zwei Phasen mit verschiedenen Ursachen. In der ersten Stunde dominiert die Umverteilung von Wärme aus dem Kern in die Peripherie: In einer Probandenuntersuchung bei 22 Grad Raumtemperatur fiel die Kerntemperatur in der ersten Stunde um 1,6 Grad, davon gingen 81 Prozent auf die Umverteilung zurück, und dabei wanderten 46 kcal vom Rumpf in die Extremitäten.³ In den folgenden zwei Stunden fiel die Temperatur um weitere 1,1 Grad, und nun machte die Umverteilung nur noch 43 Prozent aus; der Rest war echter Verlust, weil die Abgabe nach außen die gesenkte Wärmebildung überstieg.³ Ungewärmte Patienten kühlen in Narkose typischerweise um 1 bis 2 Grad ab.⁴ Die Umverteilung selbst ist im vorangehenden Unterkapitel erklärt, die Veränderung der Schwellen durch die Anästhetika im Unterkapitel zur Thermoregulation. Hier geht es um die zweite Phase, den Verlust nach außen, und um seine Quellen.

Die größte Quelle ist die Hautoberfläche mit Strahlung und Konvektion; sie wird durch Saaltemperatur, Dauer der Entblößung und Abdeckung bestimmt. Die offene Körperhöhle fügt eine zweite, große Fläche hinzu: Die feuchte Serosa von Darm und Peritoneum verdunstet Wasser und strahlt Wärme ab, und beides wird verstärkt, wenn Darmschlingen vor die Bauchdecke verlagert werden. Eine große Laparotomie oder Thorakotomie verliert deshalb deutlich mehr Wärme als ein Eingriff an einer Extremität. Bei laparoskopischen Eingriffen ist die Oberfläche kleiner, aber das insufflierte Gas ist kühl und trocken und nimmt bei hohem Durchfluss Wärme und Feuchtigkeit aus der Bauchhöhle mit.

Die Infusionen lassen sich exakt berechnen. Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von etwa 4,2 kJ je Kilogramm und Grad. Ein Liter Infusionslösung von 21 Grad muss um 16 Grad auf Körpertemperatur erwärmt werden, das kostet den Körper rund 67 kJ oder 16 kcal; bei einem Menschen von 70 kg mit rund 245 kJ je Grad entspricht das einem Abfall der mittleren Körpertemperatur um gut ein Viertelgrad je Liter. Ein Erythrozytenkonzentrat aus dem Kühlschrank bei 4 Grad muss um 33 Grad erwärmt werden und kostet wegen des größeren Temperaturunterschieds trotz seines kleinen Volumens je Einheit etwa halb so viel Wärme wie ein Liter raumwarmer Lösung. Mehrere Liter kalter Flüssigkeit oder eine Massivtransfusion verursachen so allein einen Abfall um ein Grad und mehr. Gewärmte Infusionen halten die Kerntemperatur in einer Cochrane-Analyse um etwa ein halbes Grad höher als raumwarme.⁵ Dasselbe gilt für Spüllösungen, die bei urologischen, arthroskopischen und abdominellen Eingriffen in großen Mengen mit dem Körper in Kontakt kommen; die Leitlinie fordert, sie auf 38 bis 40 Grad zu erwärmen.²

Am Patienten heißt das: Machen Sie vor jeder längeren Operation eine kurze Verlustbilanz. Wie lange liegt der Patient entblößt, wird eine Körperhöhle eröffnet, wie viel Infusion und wie viele Blutprodukte sind zu erwarten, wird in großen Mengen gespült? Jede Antwort mit Ja bestimmt eine Maßnahme. Bei einer Infusionsrate von mehr als 500 ml je Stunde sieht die Leitlinie eine Infusionswärmung vor.² Den Fehler erkennen Sie daran, dass die Temperatur in der zweiten und dritten Stunde weiter stetig fällt, obwohl die Umverteilung längst abgeschlossen ist; dann übersteigt die Abgabe nach außen die Wärmebildung, und die Maßnahmen reichen nicht aus.

Jede Wärmemaßnahme greift an einer der beiden Seiten der Bilanz an. Passive Maßnahmen verringern die Abgabe: Decken, Tücher und Folien schließen eine Luftschicht ein, die als Isolator wirkt, fangen die Strahlung ab und unterbinden die Konvektion an der Haut. Eine einzelne Lage bringt den größten Teil des Effekts, weitere Lagen deutlich weniger. Passive Isolierung kann aber keine Wärme zuführen; sie verlangsamt den Verlust, und sie hilft nicht gegen die Umverteilung, weil diese innerhalb des Körpers stattfindet. Aktive Maßnahmen führen Wärme zu. Die konvektive Wärmung kehrt, wie in der Lektion zu Leitung und Konvektion gezeigt, den Wärmestrom an der Haut um. Wärmematten und Heizdecken mit elektrischem Widerstand übertragen Wärme durch Leitung an die Kontaktfläche, Systeme mit zirkulierendem warmem Wasser ebenso. Wärmestrahler wirken über Strahlung und sind beim Neugeborenen besonders geeignet, weil sie die Oberfläche frei zugänglich lassen.

Aus der Physik folgt eine wichtige Einschränkung für die Infusionswärmung. Eine auf etwa Körpertemperatur gewärmte Lösung verhindert den Verlust, den dieselbe Lösung kalt verursacht hätte, aber sie bringt kaum zusätzliche Wärme in den Körper, weil ihr Temperaturüberschuss über der Kerntemperatur nur gering sein darf. Infusionswärmung ist also eine Maßnahme gegen Verlust, keine Wärmequelle. Wärme in nennenswerter Menge lässt sich nur über die Haut zuführen, und auch das nur, wenn die Haut durchblutet ist; der Weg führt über die Schale in den Kern. Kontaktwärme auf schlecht durchbluteter Haut, etwa an Auflagepunkten oder bei Vasokonstriktion, kann nicht abtransportiert werden und verursacht Verbrennungen, auch bei Temperaturen, die sich für gesunde Haut harmlos anfühlen.

Das Vorwärmen nutzt diese Zusammenhänge gezielt. Wer die Schale vor der Einleitung mit Wärme füllt, verringert das Gefälle zwischen Kern und Peripherie, und die Umverteilung nach Einleitung fällt kleiner aus. Die Leitlinie empfiehlt das Vorwärmen vor der Einleitung mit hohem Empfehlungsgrad, mit konvektiver Wärmung bei 40 bis 44 Grad warmer Luft möglichst 30, mindestens 10 Minuten lang; bei jeder Anästhesie über 30 Minuten soll aktiv gewärmt werden, und nach Vorwärmen darf bei Eingriffen unter 60 Minuten darauf verzichtet werden.² Eine Metaanalyse aus 27 randomisierten Studien bestätigt, dass Vorwärmen die Temperatur während und nach der Operation anhebt, mit Effektstärken von 0,97 intraoperativ und 0,82 postoperativ.⁶ Offen ist dagegen, wie hoch das Ziel liegen muss: In einer großen Studie mit 5 013 Patienten mit kardiovaskulärem Risiko brachte eine aggressive Wärmung auf etwa 37 Grad gegenüber der routinemäßigen Wärmung mit milder Absenkung keinen Vorteil für Myokardschaden, Kreislaufstillstand oder Tod nach 30 Tagen, 9,9 gegenüber 9,6 Prozent.⁷ Die Leitlinie hält an 36 Grad als Schwelle fest.² Die Diskussion der Zielwerte folgt im Unterkapitel zu Fieber, Hypothermie und Hyperthermie.

Am Patienten heißt das: Beginnen Sie die Wärmung vor der Einleitung, nicht nach dem ersten niedrigen Messwert, und decken Sie mit der aktiven Wärmung so viel Oberfläche ab, wie das Operationsfeld zulässt. Wärmen Sie Infusionen, Blutprodukte und Spülungen, halten Sie den Saal warm und die Phase der Entblößung kurz. Messen Sie die Temperatur an einem Kernmessort, damit Sie sehen, ob die Maßnahmen reichen; wie der richtige Messort gewählt wird, steht im vorangehenden Unterkapitel. Den Fehler erkennen Sie daran, dass die Wärmedecke erst eingeschaltet wird, wenn die Temperatur bereits unter 36 Grad liegt; dann arbeitet sie gegen eine gefüllte Umverteilung und gegen eine vasokonstringierte Haut, und der Patient wird kaum mehr vor Operationsende normotherm.

Denken Sie an eine Badewanne mit warmem Wasser, deren Füllstand die im Körper gespeicherte Wärme ist. Der Zulauf ist die Wärmebildung, und der narkotisierte Patient hat einen gedrosselten Zulauf. Der Abfluss besteht aus vier Rohren: Strahlung, Leitung, Konvektion und Verdunstung. Drei davon öffnen sich nur, wenn draußen ein Gefälle besteht, also wenn die Umgebung kälter ist als die Haut; das vierte, die Verdunstung, hängt nicht an der Temperatur, sondern an der Trockenheit der Luft. Die Wanne ist groß: Weil der Körper eine hohe Wärmekapazität hat, sinkt der Füllstand nur langsam, aber er sinkt stetig, solange der Abfluss den Zulauf übersteigt.

Die Operation öffnet zusätzliche Abflüsse: eine große, feuchte Fläche bei offener Körperhöhle, kalte Flüssigkeiten, die als eigener Kanal Wärme abziehen, und Spülungen. Passive Maßnahmen verengen die Rohre, sie verschließen sie aber nie ganz und füllen die Wanne nicht auf. Aktive Maßnahmen drehen ein Rohr um und machen es zum Zulauf, vor allem über die Haut. Infusionswärmung verschließt nur den Flüssigkeitskanal und führt kaum Wärme zu.

Der Kniff dieses Bildes liegt in der Unterteilung der Wanne. Die Wärme ist nicht gleichmäßig verteilt, sondern steht im Kern hoch und in der Schale niedrig, und die Narkose öffnet die Verbindung zwischen beiden. Diesen inneren Ausgleich kann keine Maßnahme an den Abflussrohren verhindern; nur das Auffüllen der Schale vor der Einleitung verkleinert ihn. Deshalb gehört das Vorwärmen an den Anfang jeder Wärmestrategie und die Messung an den Kern, nicht an die Schale.

Was verändert die Anästhesie?

• Die Allgemeinanästhesie senkt die Wärmebildung und hebt die Vasokonstriktion auf; nach der Umverteilung übersteigt die Abgabe über Strahlung, Konvektion, Leitung und Verdunstung die gedrosselte Bildung, und die Temperatur fällt weiter.³
• Der narkotisierte Patient kann sich nicht zudecken, nicht bewegen und nicht zittern; das Verhalten als stärkstes Werkzeug der Thermoregulation fällt vollständig aus und muss durch das Behandlungsteam ersetzt werden.
• Unter Intubation umgehen trockene, kühle Frischgase die Anfeuchtung der oberen Atemwege; der Wärmeverlust ist beim Erwachsenen klein, die Belastung der Schleimhaut aber relevant.
• Neuraxiale Blockaden heben die Vasokonstriktion in der unteren Körperhälfte auf und öffnen dort die trockenen Abgabewege, ohne dass der wache Patient die Auskühlung richtig einschätzt.
• Anticholinergika hemmen die muskarinisch vermittelte Schweißsekretion und können in warmer Umgebung, besonders bei Kindern, eine Überwärmung begünstigen.

Wann wird diese Physiologie klinisch sichtbar?

• Stetiger Temperaturabfall über Stunden bei großer Laparotomie trotz eingeschalteter Wärmung, wenn Entblößung, offene Bauchhöhle und kalte Flüssigkeiten zusammenkommen.
• Auskühlung bei Massivtransfusion, wenn mehrere Einheiten kühlschrankkalter Blutprodukte ohne Wärmer gegeben werden.
• Hypothermie nach Endoskopie der Harnwege oder Gelenke mit großen Mengen ungewärmter Spülflüssigkeit.
• Rasche Auskühlung des Neugeborenen auf einem nicht vorgewärmten Tisch ohne Wärmestrahler, weil das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen die Strahlungsverluste vervielfacht.
• Akzidentelle Hypothermie nach Sturz ins Wasser oder langer Liegezeit im Wind, bei der Leitung und Konvektion die Wärmebildung um ein Vielfaches übersteigen.
• Hitzeerkrankung bei feuchter Hitze, wenn das Dampfdruckgefälle fehlt und Schweiß abtropft, statt zu verdunsten.

• Im Operationssaal entscheide die Lufttemperatur. Die Strahlung, meist der größte Verlustweg, hängt an der Temperatur der umgebenden Flächen; ein kurz vorher aufgeheizter Saal hat warme Luft, aber kalte Wände.
• Gewärmte Infusionen erwärmen den Patienten. Sie verhindern den Verlust, den kalte Flüssigkeit verursachen würde, führen aber kaum zusätzliche Wärme zu; aktiv zugeführt wird Wärme über die Haut.
• Schweiß kühle, sobald er auf der Haut ist. Nur verdunsteter Schweiß entzieht Wärme; in feuchter Luft tropft er ab und kostet Wasser und Salz ohne Kühleffekt.
• Die Beatmung sei die Hauptquelle des Wärmeverlusts. Beim Erwachsenen ist der Verlust über die Atemwege klein; Hautoberfläche, offene Körperhöhle und kalte Flüssigkeiten wiegen weit schwerer.
• Eine Decke genüge, wenn sie früh genug aufgelegt wird. Passive Isolierung verlangsamt nur den Verlust und verhindert die Umverteilung nicht; bei längeren Eingriffen ist aktive Wärmung nötig, am besten schon vor der Einleitung.

Merksätze

• Strahlung, Leitung und Konvektion brauchen ein Temperaturgefälle, Verdunstung ein Dampfdruckgefälle. Ab etwa Hauttemperatur bleibt nur die Verdunstung.
• Strahlung geht an Flächen, nicht an Luft. Abdecken ist die einfachste Maßnahme gegen den meist größten Verlustweg.
• Nur verdunstetes Wasser kühlt. 100 ml Verdunstung entziehen einem Erwachsenen etwa so viel Wärme wie ein Grad Temperaturabfall.
• Ein Liter raumwarmer Infusion kostet gut ein Viertelgrad. Wärmung von Infusionen und Spülungen verhindert Verlust, führt aber keine Wärme zu.
• Wärme wird über die Haut zugeführt und am besten vor der Einleitung. Wer erst nach dem ersten niedrigen Wert wärmt, kommt zu spät.

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