Trái tim con người là một cỗ máy điện tự vận hành: mỗi nhịp đập bắt đầu từ một xung điện li ti phát ra từ nút xoang. Khi hệ thống dẫn truyền ấy trục trặc, tim có thể đập chậm đến mức người bệnh ngất xỉu nhiều lần trong ngày. Trước thập niên 1950, y học gần như bó tay trước những ca như vậy. Máy tạo nhịp tim ra đời để thay thế bộ phát xung bị hỏng ấy, và ca cấy ghép đầu tiên trong lịch sử lại bắt đầu từ sự nài nỉ của một người vợ.

Nguồn gốc: ca phẫu thuật bí mật năm 1958

Arne Larsson, một kỹ sư Thụy Điển 43 tuổi, mắc chứng block tim hoàn toàn sau một đợt nhiễm virus. Tim ông đập chậm đến mức ông ngất tới hàng chục lần mỗi ngày và không ai dám chắc ông sống được bao lâu. Vợ ông, bà Else-Marie, đọc được tin tức về một thiết bị đang được thử nghiệm tại Bệnh viện Karolinska ở Stockholm và kiên quyết tìm gặp nhóm nghiên cứu.

Nhóm ấy gồm bác sĩ phẫu thuật tim Åke Senning và Rune Elmqvist, một bác sĩ chuyển sang làm kỹ sư tại công ty Elema-Schönander. Elmqvist đã chế tạo một chiếc máy phát xung nhỏ dùng transistor silicon, chạy bằng hai pin niken-cadmi có thể sạc lại, và đúc toàn bộ trong nhựa epoxy theo khuôn của một hộp xi đánh giày hiệu Kiwi. Ngày 8 tháng 10 năm 1958, trong một ca mổ gần như bí mật, Senning cấy thiết bị vào thành bụng của Larsson và nối điện cực tới cơ tim. Chiếc máy đầu tiên chỉ chạy được vài giờ rồi ngừng. Chiếc dự phòng duy nhất còn lại được cấy vào và hoạt động tốt trong nhiều tuần. Larsson sau đó sống thêm 43 năm, trải qua tổng cộng 26 lần thay máy, và qua đời năm 2001 ở tuổi 86 — sống thọ hơn cả người phát minh lẫn bác sĩ phẫu thuật cho mình.

Nguyên lý: thay thế bộ phát xung của trái tim

Máy tạo nhịp gồm hai phần chính: bộ phát xung chứa pin và mạch điện tử, và một hoặc nhiều dây điện cực luồn qua tĩnh mạch vào buồng tim. Khi nhịp tim tự nhiên chậm hơn ngưỡng cài đặt hoặc có khoảng ngừng nguy hiểm, máy phát ra một xung điện ngắn — ở chiếc máy năm 1958 là xung 2 volt kéo dài 1,5 mili giây, khoảng 70 lần mỗi phút — khiến cơ tim co bóp đúng nhịp.

Các máy hiện đại thông minh hơn nhiều: chúng "lắng nghe" nhịp tim thật liên tục và chỉ can thiệp khi cần, gọi là chế độ tạo nhịp theo nhu cầu. Pin lithium-iodine ra đời từ thập niên 1970 giúp máy chạy 7 đến 10 năm mới phải thay. Nhiều máy còn tự tăng nhịp khi người bệnh vận động, ghi lại dữ liệu nhịp để bác sĩ đọc từ xa, và các mẫu mới nhất nhỏ như viên nang, được đưa thẳng vào tim qua ống thông mà không cần dây điện cực.

Tác động: từ ca thử nghiệm đến hàng triệu bệnh nhân

Thành công của Larsson mở đường cho một ngành công nghiệp thiết bị y tế khổng lồ. Mỗi năm, hàng trăm nghìn máy tạo nhịp được cấy trên toàn thế giới, biến một chẩn đoán từng đồng nghĩa với cái chết sớm thành một bệnh lý mạn tính có thể quản lý được. Người mang máy có thể làm việc, tập thể dục và sống gần như bình thường.

Ý tưởng "dùng điện để điều khiển tim" còn đẻ ra cả một họ thiết bị: máy khử rung tim cấy ghép (ICD) có khả năng sốc điện cứu người khi tim rung loạn, và máy tái đồng bộ tim giúp hai buồng thất co bóp nhịp nhàng ở bệnh nhân suy tim. Ranh giới giữa y học và điện tử, từng bị coi là viễn tưởng, nay là thực hành thường quy tại mọi bệnh viện tim mạch.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Chiếc máy tạo nhịp đầu tiên được đúc trong khuôn là hộp xi đánh giày Kiwi, đường kính 55 mm, dày 16 mm.
  • Arne Larsson phải thay máy 26 lần trong đời và sống thọ hơn cả nhà phát minh Rune Elmqvist lẫn bác sĩ Åke Senning.
  • Pin của máy năm 1958 phải sạc mỗi tuần bằng cách đặt một cuộn dây ngoài da, nối với thiết bị cắm điện trong nhiều giờ.
  • Người thúc đẩy ca mổ đầu tiên không phải bác sĩ mà là vợ bệnh nhân, bà Else-Marie Larsson, sau khi đọc báo về thiết bị thử nghiệm.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Người mang máy tạo nhịp không được dùng điện thoại di động hay lò vi sóng." Đây là nỗi lo của thập niên 1970, khi máy chưa có lớp chắn nhiễu tốt. Máy hiện đại được bọc chắn kỹ lưỡng; điện thoại và lò vi sóng gia dụng dùng bình thường, chỉ cần giữ điện thoại cách vị trí cấy máy khoảng 15 cm và tránh nam châm cực mạnh hay máy MRI không tương thích.

Hiểu lầm: "Máy tạo nhịp chữa khỏi bệnh tim." Máy chỉ xử lý một vấn đề duy nhất là nhịp tim quá chậm hoặc không đều theo kiểu thiếu nhịp. Nó không làm thông động mạch vành, không chữa suy tim và không ngăn được nhồi máu cơ tim.

Nguồn tham khảo