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低温冷冻手术系统制冷的原理是焦耳－汤姆逊原理，也就是气体节流效应。一般在数十秒内氩气可使针尖温度迅速降至零下175℃，氦气使温度升至零上45℃。

低温冷冻手术系统的冷冻治疗原理主要是降温后细胞内和细胞外迅速形成冰晶，导致肿瘤细胞脱水、破裂。同时冷冻使微血管收缩，血流减缓，微血栓形成，阻断血流，导致肿瘤组织缺血坏死。肿瘤细胞反复冻融后，细胞破裂、细胞膜溶解，促使细胞内和处于遮蔽状态的抗原释放，刺激机体产生抗体，提高免疫能力。

低温冷冻手术系统由三个部分组成，即冷－热转换系统、温度监测系统和冷冻探针。

冷冻探针是中空密闭的穿刺针，直径仅1.47mm.探针内部有气体管道、节流喷嘴、膨胀空间等结构医学教育网搜集|整理，针内气体管道能承受3个氧气瓶的压力（6000psi），是由高科技的合金材料制作而成。

1.47mm冷冻探针有多种型号，常用的型号可以形成4×6cm大小的冰球，低于零下40度的有效治疗范围有1.5×3.5cm大小。一般小肿瘤可以单针治疗，较大的肿瘤可以多针组合适形治疗。

2mm以上探针内自带温度传感器，可监测冷冻区域中心的温度。1.47mm探针内不带温度传感器，如需监测温度，可单独插入温度探针监测组织内的温度。监测到的温度变化、冷冻时间可在液晶显示屏显示为温度时间曲线，以便操作者及时了解冷冻过程。

治疗时一般在B超、CT、磁共振引导下进行穿刺，实时监测穿刺的全过程。手术方式有经皮穿刺，外科手术直视下穿刺，腔镜下穿刺。治疗时，将探针刺入肿瘤内，开通氩气，冷冻10分钟，停顿3分种，再开通氦气，升温1分钟，这样的治疗过程再重复一次，治疗过程便结束，一般耗时25分钟。

对于早期的小肿瘤，冷冻治疗可作为手术的替代治疗。对于晚期较大的肿瘤可作为姑息治疗，增强综合治疗的效果，可减少肿瘤负荷，减轻症状，提高生活质量，延长生存时间。

低温冷冻手术系统治疗肿瘤的适应症较广，主要应用于全身各种实体肿瘤。包括肝癌、肺癌、前列腺癌、肾癌、胰腺癌、骨骼的良恶性肿瘤、肾上腺癌、脑膜瘤、胶质瘤、子宫肌瘤、子宫癌、卵巢癌、乳腺癌、乳腺纤维瘤，以及用于癌症止痛等，目前最常用的是肝癌和肺癌。

低温冷冻手术系统可用于治疗失去手术时机的晚期癌症；高龄、器官功能差、全身状况差难以耐受手术与麻醉的患者；多中心发生，难以完全切除的肿瘤；放化疗效果欠佳的中晚期肿瘤；手术、放疗、化疗等治疗后复发的肿瘤；负荷大，累及大血管、重要器官的肿瘤；有较重局部症状的中晚期肿瘤等。