Một bác sĩ kiểm tra máy thở y tế tại bệnh viện ở Israel - Ảnh: AFP/GETTY

Khi dịch COVID-19 xuất hiện và lan rộng khiến hàng triệu người phải nhập viện trong tình trạng gặp các vấn đề về hô hấp, chiếc máy thở trở nên cần thiết và được ưu tiên hàng đầu tại mọi quốc gia.

Máy thở được sử dụng khi phổi của bệnh nhân không thể tự cung cấp đủ oxy, nó giúp cơ thể bệnh nhân có thời gian nghỉ ngơi khi khó thở. Khi bệnh nhân thở máy, các bác sĩ cũng sẽ dễ dàng loại bỏ dịch tiết phổi hơn hoặc đưa thuốc trực tiếp vào hệ hô hấp.

Một cỗ máy quan trọng như vậy thực tế vốn có lịch sử phát triển từ cách đây 100 năm, song song cùng tiến trình phát triển của y học và khoa học kỹ thuật thế giới.

Những phiên bản máy thở đầu tiên

Theo Time, con người bắt đầu sử dụng các phương tiện cơ học để thông khí cho bệnh nhân từ cuối thế kỷ XVIII. Khi ấy các bác sĩ thuộc Hiệp hội Nhân đạo Hoàng gia Anh sử dụng ống thổi giống loại những người thợ rèn hay dùng thời điểm đó để đưa không khí trực tiếp vào phổi bệnh nhân.

Kỹ thuật hô hấp này được gọi là "thông khí áp lực dương". Tuy thời điểm đó nó chưa thực sự mang lại hiệu quả nhưng đã chứng minh được rằng đó là một trong những cách tốt nhất để hỗ trợ bệnh nhân hô hấp tốt hơn.

Đến năm 1830, một bác sĩ người Scotland sáng chế ra chiếc "hộp kín chứa khí". Thay vì đẩy không khí thẳng vào hệ hô hấp, hệ thống này thay đổi áp suất không khí của môi trường bên ngoài cơ thể và gián tiếp tác động không khí lưu thông trong phổi.

Những phiên bản máy thở đầu tiên như "hộp hồi sức sơ sinh" của một bác sĩ người Áo hay "áo khoác chân không" của nhà phát minh lừng danh người Mỹ gốc Scotland Alexander Graham Bell đã dựa trên nguyên lý áp suất này.

Sang thế kỷ XX, "máy thở áp lực âm" (còn được gọi là phổi sắt) được phát triển vào những năm 1920 trở thành một trong những thiết bị thông khí được sử dụng rộng rãi nhất.

Một máy thở áp lực âm được sử dụng tại Anh năm 1935 - Ảnh: GETTY

Máy thở áp lực âm hoạt động bằng cách thay đổi áp suất bên trong một thùng kín chứa khí, mở rộng, co bóp ngực và đẩy không khí lưu thông trong phổi, trở thành một phương pháp điều trị hồi sức tích cực đối với trẻ em mắc bệnh bại liệt. 

Trước khi có vắcxin, bại liệt là nỗi kinh hoàng tấn công hàng ngàn nạn nhân, chủ yếu là trẻ em trong thế kỷ XX. Chỉ riêng năm 1952, hơn 3.000 trẻ em đã chết vì bại liệt.

Tuy nhiên, ngay cả khi "máy thở áp lực âm" trở thành biểu tượng thành công y học thời đó thì "thông khí áp lực dương" vẫn là phương pháp hỗ trợ bệnh nhân hô hấp được sử dụng rộng rãi nhất.

Năm 1907, nhà phát minh người Đức Johann Heinrich Dräger giới thiệu một thiết bị để thông khí áp lực dương tên là Pulmotor. Thiết bị này có thể cung cấp oxy vào phổi bệnh nhân thông qua một chiếc mặt nạ. Cho đến khi đạt được áp suất cần thiết, máy sẽ ngừng lại và phổi tự đẩy ra. 

Các mô hình máy thở sau này, như máy hồi sức Emerson, đều được sáng chế dựa trên nguyên lý hoạt động của Pulmotor.

Chiếc máy thông khí Pulmotor - Ảnh: JOHANN HEINRICH DRÄGER/TIME

Vào giữa những năm 1950, Forrest Bird - một cựu phi công của quân đội Hoa Kỳ, phát triển chiếc máy hô hấp Bird Mark 7 và nó đã được sử dụng rộng khắp trong ngành hàng không, dịch vụ xe cứu thương và cơ sở y tế di động trong nhiều thập kỷ sau đó.

Cho đến giữa những năm 1960, một bước đột phá trong lịch sử cung cấp oxy thực sự xuất hiện: van cầu.

Van cầu được coi là một thiết bị mới mang tính cách mạng. Nếu tất cả các thiết bị máy móc trước đó đều phức tạp, cồng kềnh, to nặng cần nhiều người khênh vác hoặc bơm, đạp xe thông khí thì van cầu chỉ cần nhấn nút đơn giản, oxy lưu lượng cao có thể được đưa vào phổi của bệnh nhân.

Van cầu không chỉ làm phồng phổi mà có khả năng phát hiện các vật cản trong phổi tốt hơn và có thể cung cấp oxy ở tốc độ phù hợp với sức khỏe bệnh nhân bị suy hô hấp.

Máy thở hiện đại

Sự ra đời của máy tính và các tiến bộ khoa học kỹ thuật sau này có tác động rất lớn đến việc phát minh máy thở hiện đại. Bên cạnh đó là sự tiến bộ trong kiến thức y tế của đội ngũ y bác sĩ thế giới, sự thay đổi về quan niệm lượng không khí đưa vào phổi mỗi nhịp thở đã tăng khả năng sống sót cho bệnh nhân.

Các máy thở hiện đại nhỏ gọn hơn, được điều khiển bằng máy tính. Chúng gồm một ống dẫn khí được đặt qua miệng bệnh nhân xuống khí quản. Một máy ép sẽ đẩy không khí vào phổi thông qua ống này. Trong một số trường hợp, bác sĩ phải tạo ra một lỗ hổng trong khí quản và đặt vào một ống thông. Cách này được gọi là mở thông khí quản.

Máy thở là thiết bị y tế hết sức cần thiết để cứu sống những người bệnh đã ở giai đoạn hai lá phổi bị virus tấn công, tàn phá nghiêm trọng.

Trong bối cảnh dịch COVID-19 lan rộng, máy thở trở nên quý giá hơn bao giờ hết nhưng lại thiếu hụt nghiêm trọng ở nhiều quốc gia. Điều này dẫn đến một cuộc đua sản xuất máy thở trên toàn thế giới.

Cuộc đua sản xuất máy thở

TTO - Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO), 1/6 số người bệnh COVID-19 sẽ chuyển bệnh nặng hơn, tới giai đoạn khó thở và có thể phải dùng tới máy thở để hỗ trợ hô hấp, duy trì sự sống.