Due punte nelle narici e un tubo di ossigeno
La cannula nasale è il dispositivo con cui si somministra ossigeno a basso flusso: un tubo sottile e flessibile che si sdoppia in due corti prolungamenti, chiamati punte o forcelle, appoggiati appena dentro le narici. Il tubo passa sopra le orecchie e si richiude sotto il mento con un cursore che ne tiene l’assetto, mentre l’altro capo si innesta sul raccordo di una sorgente di gas. In italiano la si trova anche come occhialini, per via della forma.
Basso flusso non descrive la quantità di ossigeno, ma il suo rapporto con il respiro di chi lo riceve. Un adulto che inspira tranquillo muove aria con un flusso di picco di parecchie decine di litri al minuto; la cannula ne eroga pochi. La differenza la copre l’aria dell’ambiente, che entra insieme all’ossigeno a ogni inspirazione. Da questo squilibrio discende tutto il resto.
Perché la FiO2 di una cannula nasale non è un numero fisso
FiO2 sta per frazione inspirata di ossigeno, cioè la quota di ossigeno nella miscela che raggiunge le vie aeree, scritta come frazione o come percentuale; l’aria ambiente vale circa 0,21. Con una cannula quel valore non lo imposta il dispositivo: si forma respiro per respiro, dall’incontro fra un flusso costante di gas e un volume d’aria che costante non è.
Il meccanismo ha due tempi. Nella pausa fra la fine dell’espirazione e l’inspirazione successiva l’ossigeno continua a uscire dalle punte e riempie le fosse nasali e la faringe, che si comportano da piccolo serbatoio: il primo tratto dell’inspirazione aspira quel volume quasi puro. Poi il serbatoio si svuota, e per tutto il resto dell’atto entra soprattutto aria ambiente, che diluisce.
Ne segue che la stessa cannula, allo stesso flusso, dà una FiO2 diversa da persona a persona e sulla stessa persona in momenti diversi. Un respiro profondo richiama più aria di diluizione e abbassa la frazione; un respiro corto la alza. Una pausa espiratoria lunga lascia riempire meglio il serbatoio, una frequenza alta lo accorcia. Nel lessico tecnico è un dispositivo a prestazione variabile, in opposizione a quelli a prestazione fissa, dove la miscelazione avviene dentro l’apparecchio e non nel naso.
Quello che le tabelle dei litri al minuto non dicono
Circola dappertutto una tabella che assegna una percentuale a ogni litro al minuto: 1 litro 24%, 2 litri 28%, e avanti di quattro punti per litro fino al 44% a 6 litri. La regola dei quattro punti compare anche in testi clinici di riferimento, che però nella stessa pagina avvertono che sotto i 5 litri al minuto la previsione non regge, e che le misure danno incrementi intorno ai due punti e mezzo per litro.
Le prove al banco su polmone artificiale mostrano quanto è larga la forbice. A 3 litri al minuto e venti atti al minuto la FiO2 misurata passa da circa il 27% con volume corrente di 300 millilitri a circa il 23% con volume corrente di 700 millilitri: stesso flusso, stessa cannula, quattro punti di scarto dovuti soltanto alla profondità del respiro. Alzando la frequenza respiratoria il valore scende ancora, di meno. L’analisi statistica degli stessi dati indica il volume corrente e il flusso di ossigeno come i due fattori dominanti.
La percentuale in tabella va quindi letta per quello che è, un ordine di grandezza. Il numero sul flussimetro dice quanti litri escono dalle punte, non quanto ossigeno viene inspirato.
Portate, umidificazione e materiali della cannula
Le portate d’esercizio della cannula convenzionale stanno fra 1 e 6 litri al minuto, e le fonti cliniche collocano il tetto pratico fra 4 e 6: oltre, il getto secco sulla mucosa nasale diventa mal sopportato e la frazione inspirata smette comunque di salire in proporzione.
L’umidificazione è il punto su cui le fonti divergono, e vale la pena dirlo invece di sceglierne una. Il gas che esce da una bombola o da un concentratore è praticamente privo di vapore acqueo, e la pratica diffusa aggiunge un umidificatore a gorgogliamento sopra i 4 o 5 litri al minuto, soglia che risale a indicazioni delle società respiratorie statunitensi. Le linee guida britanniche sull’ossigeno negli adulti affermano invece che per il basso flusso l’umidificazione non è richiesta, perché il deficit di umidità introdotto è una frazione piccola del volume corrente e le prime vie aeree lo compensano. Le due posizioni convivono.
Il corpo della cannula è di regola in PVC morbido, con le punte arrotondate, e in alcune serie in silicone; sulle etichette ricorre poi la dicitura che esclude il lattice di gomma naturale. Le taglie seguono la conformazione delle narici e vanno dal neonato all’adulto, con punte più corte e sottili nelle misure piccole. La lunghezza del tubo di collegamento cambia l’uso più di quanto sembri: due metri legano al punto di erogazione, dieci metri lasciano attraversare una stanza.
La cannula ad alti flussi è un altro apparecchio
Lo stesso nome copre un secondo dispositivo che della prima ha soltanto la forma. La cannula nasale ad alti flussi lavora fino a circa 60 litri al minuto, con punte di calibro maggiore, e il gas viene riscaldato fra 31 e 37 gradi e portato quasi a saturazione da un umidificatore attivo prima di arrivare al naso. Scaldare e umidificare non sono un contorno: a quelle portate un gas freddo e secco sulla mucosa non sarebbe sostenibile.
Cambia anche il modo di impostare i parametri. In un sistema ad alti flussi la frazione di ossigeno si sceglie su un miscelatore, in modo indipendente dalla portata, e il valore impostato somiglia molto a quello erogato: quando il flusso supera quello inspiratorio di picco, l’aria dell’ambiente non entra più a diluire. Questi apparecchi hanno una norma dedicata, la ISO 80601-2-90 sui requisiti particolari per la sicurezza di base e le prestazioni essenziali degli apparecchi per terapia respiratoria ad alto flusso, la cui prima edizione è del 2021.
La cannula per la CO2 e la cannula nasofaringea
Due oggetti portano quasi lo stesso nome e fanno altro. La cannula nasale per CO2 ha aspetto identico ma lavora al contrario: invece di erogare gas ne preleva un campione dalle narici e lo invia a un analizzatore, che vi legge l’anidride carbonica espirata. Alcuni modelli mettono le due funzioni su rami separati dello stesso tubo, ed è il motivo per cui sulla confezione ricorre la stessa parola.
La cannula nasofaringea, o rinofaringea, non eroga niente: è un tubo morbido che si introduce attraverso la narice fino alla faringe per tenere aperto il passaggio dell’aria dietro la lingua. Segue la stessa via d’ingresso, arriva molto più in profondità e ha uno scopo diverso. Diversa ancora la maschera facciale semplice, che raccoglie il gas in un volume davanti a bocca e naso invece di consegnarlo alle narici, e che proprio per quel volume vuole una portata minima più alta, altrimenti il gas espirato vi ristagna.
