氩氦冷热逆转除癌瘤
(多探头、高精度、微创口———氩氦超导靶向冻融术既可在60秒内将病变组织速冻至-140℃，又可快速将“冰球”解冻，急速升温至45℃，这对某些肿瘤摧毁尤为彻底。)
冷冻消融早在20世纪60年代就已应用于肝部原发和继发恶性肿瘤的治疗，当时是以液氮为制冷剂，并且主要采用开放性手术，创伤大，无法实施经皮穿刺冷冻，只能对不到10%的患者采用腹腔镜引导治疗。直到90年代末期氩氦靶向治疗技术的出现，才解决了这个难题，使得经皮穿刺冷冻治疗成为现实，极大地减低了对患者的损伤，开创了微创冷冻治疗技术新领域。
何为冷冻消融
关于冷冻消融的理论基础，已有众多专家学者进行了广泛深入的研究，意大利戈纳尼博士与桑克纳提教授研究认为，低温冷冻可分为三个阶段，即温度过低———结冰———化冻。为了保证癌细胞能被彻底摧毁，有四个因素起着决定作用———最低温度、结冰速度、冷冻时间、冷冻次数。温度过低现象发生在摄氏-10℃～-15℃，只有当冰晶开始在细胞质中形成时，才能造成细胞组织死亡。基于这个原理，结冰阶段的结冰效果取决于结冰速度，在温度下降过程中，如果结冰速度慢，先在细胞组织间隙形成的冰就会从细胞内部吸收水分。组织细胞内部失水会妨碍内部结冰，从而在某种程度上保护了细胞免于坏死。因此，细胞内部结冰是这个阶段的关键时刻，一旦发生，冰晶就会通过细胞之间的桥梁延伸到所有的细胞组织，产生一种“多米诺骨牌效应”。
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在冷冻过程结束后，化冻就开始了，化冻也能对细胞组织造成伤害。在温度从-40℃回升到-20℃的过程中，冰晶会发生膨胀，使在冷冻过程中形成的冰球爆裂，这一过程也如冷冻过程一样，具有高度摧毁性。
研究人员发现，细胞内结冰几乎总是会诱导细胞死亡，这可能有多种解释。即通过细胞膜的水是流动的，其动力过程是依赖于转运率，而当冷冻迅速时，则无足够的时间让水离开细胞以平衡细胞内外渗透压的差异。超冷冻水有突然聚集及冰冻趋势，聚集可以由细胞内蛋白或通过细胞膜的一些细胞外作用诱导。无论何种机制，细胞内的冰晶会突然形成，并破坏细胞，冷冻速率越大，细胞死亡越多，细胞死亡的突然增加是细胞内冰晶形成的高峰。
保持细胞冷冻状态一定时间有进一步增加损伤的趋势，这可能是因为产生了重结冰晶的现象。在重结冰晶的过程中，个别冰晶聚集形成更大的冰晶，最终压迫细胞，导致细胞进一步的损伤。
在冷冻外科中，多次冻融循环是常见的，第二次冷冻所致损伤的机制与第一次相同。第二次冷冻过程中可以将第一次因细胞脱水而逃逸冷冻的细胞进行冷冻，使细胞内形成冰晶，通过多次冻融循环，将明显增加冷冻手术的破坏作用。
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精确制导毫米级
传统的肺癌治疗方案是首选手术治疗，并配合放疗、化疗和生物治疗等综合治疗。手术并不适合所有的肿瘤患者，如晚期肺癌、肿块过大、年老体弱及由于手术创伤大而不愿意接受手术治疗等都不适宜外科手术。如何对诸如此类的病人进行有效彻底的综合治疗是目前肺癌治疗的一个难点。近年来在国际上普遍采用氩氦超导手术治疗系统这一新技术来解决此类问题，收到了良好的效果。
氩氦超导手术治疗系统，俗称氩氦刀，它采用太空火箭制导技术与现代超低温冷冻治疗肿瘤医学理论相结合，利用可以单独控制的4把热绝缘超导冷刀进行治疗。冷刀中空，可以输出高压常温氩气(称之为冷媒)及高压常温氦气(称之为热媒)。氩气在刀尖急速膨胀，快速制冷，可在50秒内冷冻病变组织至-140℃，又可籍氦气在刀尖
的急速膨胀，快速解冻并升温至45℃，使肿瘤细胞发生爆裂死亡。当加热到一定时间后再次进行冷冻，此种冷热逆转疗法对病变组织的摧毁尤为彻底。更重要的是由于氩氦刀制冷或加热仅局限在冷刀尖端，刀杆有很好的绝缘性，不会对穿刺路径上的正常组织造成损伤。同时由于肿瘤细胞爆裂死亡，肿瘤细胞抗原进入血液，还可刺激机体免疫系统产生细胞免疫和体液免疫反应，提高了机体免疫力。氩氦靶向治疗技术在欧美等国家被誉为肿瘤治疗的绿色疗法。
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石家庄市第一医院氩氦刀肿瘤治疗中心利用该项技术已经成功地开展了肺癌、肺转移癌等肿瘤疾病的治疗。该技术是以CT定位引导，经皮穿刺进入到肿瘤中心部位，实施快速超低温冷疗。在手术前，应对患者进行全面检查，并根据其肿瘤体积大小、三维形态及同周边的关系等因素，精确设计出一套完整的治疗方案，术中进针深度可精确到毫米。他们曾治疗了一位肺癌患者，其肿瘤病灶与主动脉有粘连侵犯，已经无法进行传统的手术。为此手术医生精确设计了一套冷冻治疗方案，采用3mm冷刀，在CT定位引导下，从肿瘤长径处准确进针至肿瘤远端，使得冷刀与主动脉间的距离为0.8cm。实施快速冷冻后，形成的冰球范围将肿瘤组织全部包容在内，而且冰球边缘与主动脉间的距离仅为1mm，手术仅用了90分钟，十分成功。患者术后未出现并发症，在术后2小时即可进食，8小时即可下床活动，恢复较快。
全军肿瘤治疗专业委员会主任委员张积仁等人研究发现，肺癌经皮氩氦靶向冷冻术系微创手术，对患者创伤小，但对肿瘤靶区的瘤组织的杀伤力极大，经多刀系统的合理组合，可形成较大范围的有效杀伤区域，其中的癌细胞均可被杀死，而且不再复发。这一新技术可作为那些不能手术切除的中晚期肺癌及肺内较局限的转移癌的治疗方法。
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超导定位要精准
冷冻摧毁肝肿瘤取决于组织相对于超导刀的位置，在接近超导刀的区域，温度迅速下降至-140℃，使冰晶迅速在细胞内外形成。其后的解冻期内胞膜的破裂及再水化作用将导致细胞死亡，离超导刀稍远的区域温度下降将比较缓慢，冰晶将在微静脉、微动脉内及细胞间隙形成。未冷冻的细胞将脱水以平衡由此造成的化合物梯度，这将造成血管的膨胀，并在解冻期造成血管的破裂，由此造成的短期缺氧将引起幸存细胞的死亡。因此，冷冻区域细胞死亡是细胞内外冰晶形成、细胞脱水破裂、小血管破坏造成缺氧的联合作用结果。
在B超探明病灶的方位后，可将一个或多个超导刀插入病灶，超导刀的放置原则为形成一个可包覆整个病灶及环绕病灶形成1cm边界的冰球，插入超导刀应避开主要血管及胆管。超导刀由一种同轴引导系统(经皮穿刺导管鞘)导引穿刺病灶，并根据肿瘤大小选择直径不同的穿刺针和管鞘，在B超的引导下，插入病灶远端边缘。针的位置
应用B超在两个正交的方向进行位置校正，然后将管芯针拔出，将超导刀插入导管鞘行至病灶处。
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当超冷刀到位后，应急速将超冷刀致冷至-140℃。在B超的监测下，通过控制各个超冷刀气体流量，将目标组织冷冻。冰球表现为在后回声带上的强回声，因而可精确监测冰球形成过程。国内外大多数治疗中心在此技术应用中都进行两次冷冻———解冻的循环。人们经动物实验研究认为，多次冷冻———解冻的循环是完全杀死肿瘤所必须的。第一个循环将杀死接近超冷刀尖区域的肿瘤，因该区域温度可保持致命的-140℃。第二个循环可彻底杀死更远区域的肿瘤组织，原因是可摧毁病灶边缘的血管，从而在冷冻几小时内引起细胞缺氧及死亡。
由于肿瘤类型不同，超冷刀应用时有一定差异。
周围型肿瘤对于远离主要血管及胆管的圆球形肿瘤，超冷刀的放置是比较简单的。与手术切除一样，成功的冷冻摧毁要在肿瘤周围1cm的手术边界，超冷刀应穿过肿瘤中心而刀尖可界定在冷冻区的远端。
接近大血管的中心型肿瘤氩氦冷冻术具有靶向摧毁特性，使其可以杀灭接近大血管的肿瘤，而传统的手术切除无法做到。在紧靠大血管壁处都可建立冰球，而由于“热池”效应，即热的、流动的体液可保护血管内壁，使之免受冷冻的损伤。事实上，可用一个或多个超导刀来形成一个包绕血管的冰球，由于临近血管的“热池”效应，该冰球并不会对称生长。冷刀也应在肿瘤内外非对称放置，且冷刀放置要比治疗周围型肝实质肿瘤更接近血管。
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大肿瘤及非对称肿瘤单个冷刀形成冰球的最大尺寸由冷刀直径、冷冻速率、周围热环境及冷刀性能决定。对于大肿瘤及非对称肿瘤，用一个冷刀很难形成一个可包绕整个肿瘤并多出1cm安全边界的大冰球。因此，要摧毁比单个冷刀形成的最大冰球还大的冰球，就要用多个冷刀。复杂的三维冰球形状也能用多冷刀实现，在这种情况下，持续超声监测就显得特别重要，因其可确保冰球完全包覆整个肿瘤，也可避免多个冷刀协同作用形成意想不到的大冰球损伤正常组织。手术时，发现肿瘤未被冰球完全覆盖，应尽快插入额外冷刀。
总之，超低温冻融术是治疗肝癌尤其是晚期肝癌较为理想的手段，与传统外科手段联合应用则可以提高外科手术率达45%。迄今为止，用冷冻术所治疗的病人的生存率与用传统的肝切除的病人是相当的，但却有较低的综合死亡率。此外，这种技术的应用，提高了可以手术的病人的数量，从而扩大了可治疗疾病的范围。
冷冻除癌范围广
自1998年美国食品及药品管理局批准氩氦刀应用于多个科室，及医疗财政局批准其进入公费医疗系统以来，美国已有100多家医院装备了氩氦刀设备，它可对多种肿瘤施行精确冷冻切除，并且在肝癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、肾肿瘤、乳腺癌等治疗领域取得了突破性的进展。
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美国每天有超过100人死于前列腺癌，每年有18万多个新发病例。作为放疗的替代疗法或针对放疗无效的病人，氩氦刀可精确冷冻切除，提供了一个有效的临床治疗方法，使病人的前列腺免于开刀切除。超低温疗法的权威美国匹兹堡市阿尔克尼总医院泌尿科主任科恩教授认为，这种手术既可根除肿瘤，又不伤害周围正常组织。在118位经他治疗的患者中，83%的病人没有出现复发症，这些病人在接受超低温治疗后，没有再采用其他治疗方法。
每年有超过17万多的美国妇女被诊断出乳腺癌，4万多人将死于此病。氩氦刀精确冷冻切除法对乳腺癌治疗显示出了巨大潜力，1995年6月，芝加哥圣路克斯医疗中心的肿瘤外科医生斯达仁使用超低温疗法将一位病人的恶性乳腺肿瘤冷冻摧毁。这是超低温技术首次用于人体乳腺癌的治疗，该手术采用局部麻醉，仅用了90分钟，手术后几
个小时病人就出院了，并且无须使用止痛剂。
波士顿狄可尼斯医院放射科凯恩教授采用超低温冷冻技术，已经为几百名肝癌病人进行了手术治疗，效果很理想。他说，这种疗法对病人身体不像其他疗法那样具有侵犯性和损伤性，病人住院时间短，而且能把癌细胞杀死。
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加利福尼亚洛杉矶市立医院癌症中心超低温手术科主任拉姆是开创超低温治疗癌症的先驱者，他曾为150名肝癌病人做了超低温手术治疗。拉姆医生解释说，超低温治疗肝癌并不能取代传统手术。不过，它的应用能使更多的病人受益，因为医生可以结合传统手术和超低温手术治疗有多个肿瘤的病人。在过去，这种病人是无法用手术切除治疗的。经我们用超低温治疗的150名肝癌病人，在过去三年中病情有显著好转。
美国每年大约诊断出13万新结、直肠癌病人，并且有5万多人会死于此病，很多病人并非死于原发肿瘤失控，而是死于转移性肝癌。尽管手术切除是常用的治疗方法之一，但当这种致命癌症被发现时，只有20%的病人适合手术治疗，其他80%的病人基本丧失了手术机会。氩氦刀治疗为这些病人带来了新的希望，临床治疗结果证明，精确冷冻切除法可高度精确地摧毁肝脏肿瘤组织，从而提高患者生存率。根据波士顿Deaconess医学统计中心统计，行肝癌冷冻术的患者长期生存率分别为1年90%、3年40%、5年20%。
肾肿瘤冷冻切除术的早期研究是利用氩氦刀手术系统，该系统具有快速冷冻控制系统，可在短时间内达到快速冷冻的温度。治疗前应用超声波检查，确定肿瘤的大小，小于3cm的肿瘤应用单个冷冻刀头，较大的肿瘤需要2～3个冷冻刀头，温度控制系统使医生可充分控制治疗靶区冷冻温度。临床实践证明，应用小切口或腹腔镜引导下经皮穿刺氩氦刀靶向冷冻治疗肾肿瘤是安全有效的，可减少对患者正常组织的损坏，明显减少术后并发症。氩氦刀冷冻切除治疗被认为是治疗各种肾脏局部多发性肿瘤的理想方法之一。
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氩氦刀的治疗过程并不复杂，在超声波的引导下，医生把空心钢探针直接插入肿瘤，并用超声波监测冰球的形成，肿瘤必须被冰全部覆盖，冰球体积要大于肿瘤体积。在冰球尺寸达到要求后，启动氦气快速加温系统，经两次结冰/化冰循环过程后(每次15分钟)，肿瘤就死亡了。
并发症与局限性
冷冻术引起的并发症：肝癌病灶在肝表面时，冷冻可能会引起肝包膜破裂，造成出血，最好采用术中直视下冷冻，以便止血。如要经皮穿刺冷冻，最好冷刀经过一部分正常肝组织，再进入病灶，这样可以避免出血。
虽然滞后出血并不常见，但却是一个重要的并发症，见于1%的病人。此种并发症可能是由于一部分冷冻大量肝脏组织的病人会产生血小板减少症，应在选择病人时多加注意。
冷冻术中临床温度过低是另一个潜在并发症，可使用一个在病人身体周围循环温暖气体加温的装置来控制温度，并与传统温度控制技术，如加热液体和吸入气体结合，以减少温度过低带来的问题。
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冷冻术后发生急性肌红蛋白尿几乎在所有的病例中都报道了，大多数情况下，肌红蛋白尿只限于术后1～3天。在严重的病例中，肌红蛋白尿可导致急性管状坏死和肾衰。而肌红蛋白尿引起肾功能降低显然与冷冻的体积有直接关系。因此，在冷冻大肿瘤前，应考虑肾功能的影响，在所有的病例(特别是肌红蛋白尿在冷冻后更加重)，排尿应密切注意用水化剂及利尿剂来保持，并注意碱化尿液。
另外，也要注意胆管及血管瘘的问题。胆道及小血管无法带走冷量，因而很容易被冰球所冻伤，据报道有6%的病例引起主要胆道的损伤。因此，进刀的路径应仔细选择以避开这些结构，可用一个热绝缘体放在冰球及胆道之间，以保护肝门区。
肺癌冷冻术引起的并发症中，气胸占10%、血胸占1%，并有肺不张、胸腔积液及少量咯血等，但这些并发症大都在一周后消失。此外，在对中心型肺癌行冷冻时应注意对大血管、心脏的影响。
需要改进的方面：目前氩氦刀手术经常采用的定位引导设备主要为CT、X线机、B超等，也可应用腹腔镜、胸腔镜引导治疗。CT主要用于肺癌的引导治疗，其优点是可以准确地测出皮肤进针点与病灶的距离及进针的角度，但难以做到进针时的实时监测，且费用较高。
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B超主要用于肝癌及靠近胸壁的周围型肺癌的治疗，其优点是可以准确测出皮肤进针点与病灶的距离及进针角度，同时可以实时监测进针的状况，费用低。但由于B超扫描受操作者主观因素影响及无法将扫描层三维重组，因此缺乏整体感。另外B超图像质量、分辨率好坏将直接影响进针准确程度。
X线机主要用于肺癌的治疗，它是在模拟定位机定位后在X线机下进行引导进针，但由于超导探针过长，给操作带来一定的不便。另外，目前超导刀主要有四种，即2mm、3mm、5mm、8mm，比较常用的是2mm和3mm的超导刀，建议长短针相结合，以满足不同患者的需要。
氩氦刀的治疗局限性主要在于氩氦超导手术系统适于实体性肿瘤的治疗，目前还无法用于腔道肿瘤的治疗，如食道癌、胃癌等，因为冷冻可以使腔道产生瘘道。, 百拇医药
冷冻消融早在20世纪60年代就已应用于肝部原发和继发恶性肿瘤的治疗，当时是以液氮为制冷剂，并且主要采用开放性手术，创伤大，无法实施经皮穿刺冷冻，只能对不到10%的患者采用腹腔镜引导治疗。直到90年代末期氩氦靶向治疗技术的出现，才解决了这个难题，使得经皮穿刺冷冻治疗成为现实，极大地减低了对患者的损伤，开创了微创冷冻治疗技术新领域。
何为冷冻消融
关于冷冻消融的理论基础，已有众多专家学者进行了广泛深入的研究，意大利戈纳尼博士与桑克纳提教授研究认为，低温冷冻可分为三个阶段，即温度过低———结冰———化冻。为了保证癌细胞能被彻底摧毁，有四个因素起着决定作用———最低温度、结冰速度、冷冻时间、冷冻次数。温度过低现象发生在摄氏-10℃～-15℃，只有当冰晶开始在细胞质中形成时，才能造成细胞组织死亡。基于这个原理，结冰阶段的结冰效果取决于结冰速度，在温度下降过程中，如果结冰速度慢，先在细胞组织间隙形成的冰就会从细胞内部吸收水分。组织细胞内部失水会妨碍内部结冰，从而在某种程度上保护了细胞免于坏死。因此，细胞内部结冰是这个阶段的关键时刻，一旦发生，冰晶就会通过细胞之间的桥梁延伸到所有的细胞组织，产生一种“多米诺骨牌效应”。
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在冷冻过程结束后，化冻就开始了，化冻也能对细胞组织造成伤害。在温度从-40℃回升到-20℃的过程中，冰晶会发生膨胀，使在冷冻过程中形成的冰球爆裂，这一过程也如冷冻过程一样，具有高度摧毁性。
研究人员发现，细胞内结冰几乎总是会诱导细胞死亡，这可能有多种解释。即通过细胞膜的水是流动的，其动力过程是依赖于转运率，而当冷冻迅速时，则无足够的时间让水离开细胞以平衡细胞内外渗透压的差异。超冷冻水有突然聚集及冰冻趋势，聚集可以由细胞内蛋白或通过细胞膜的一些细胞外作用诱导。无论何种机制，细胞内的冰晶会突然形成，并破坏细胞，冷冻速率越大，细胞死亡越多，细胞死亡的突然增加是细胞内冰晶形成的高峰。
保持细胞冷冻状态一定时间有进一步增加损伤的趋势，这可能是因为产生了重结冰晶的现象。在重结冰晶的过程中，个别冰晶聚集形成更大的冰晶，最终压迫细胞，导致细胞进一步的损伤。
在冷冻外科中，多次冻融循环是常见的，第二次冷冻所致损伤的机制与第一次相同。第二次冷冻过程中可以将第一次因细胞脱水而逃逸冷冻的细胞进行冷冻，使细胞内形成冰晶，通过多次冻融循环，将明显增加冷冻手术的破坏作用。
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精确制导毫米级
传统的肺癌治疗方案是首选手术治疗，并配合放疗、化疗和生物治疗等综合治疗。手术并不适合所有的肿瘤患者，如晚期肺癌、肿块过大、年老体弱及由于手术创伤大而不愿意接受手术治疗等都不适宜外科手术。如何对诸如此类的病人进行有效彻底的综合治疗是目前肺癌治疗的一个难点。近年来在国际上普遍采用氩氦超导手术治疗系统这一新技术来解决此类问题，收到了良好的效果。
氩氦超导手术治疗系统，俗称氩氦刀，它采用太空火箭制导技术与现代超低温冷冻治疗肿瘤医学理论相结合，利用可以单独控制的4把热绝缘超导冷刀进行治疗。冷刀中空，可以输出高压常温氩气(称之为冷媒)及高压常温氦气(称之为热媒)。氩气在刀尖急速膨胀，快速制冷，可在50秒内冷冻病变组织至-140℃，又可籍氦气在刀尖
的急速膨胀，快速解冻并升温至45℃，使肿瘤细胞发生爆裂死亡。当加热到一定时间后再次进行冷冻，此种冷热逆转疗法对病变组织的摧毁尤为彻底。更重要的是由于氩氦刀制冷或加热仅局限在冷刀尖端，刀杆有很好的绝缘性，不会对穿刺路径上的正常组织造成损伤。同时由于肿瘤细胞爆裂死亡，肿瘤细胞抗原进入血液，还可刺激机体免疫系统产生细胞免疫和体液免疫反应，提高了机体免疫力。氩氦靶向治疗技术在欧美等国家被誉为肿瘤治疗的绿色疗法。
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石家庄市第一医院氩氦刀肿瘤治疗中心利用该项技术已经成功地开展了肺癌、肺转移癌等肿瘤疾病的治疗。该技术是以CT定位引导，经皮穿刺进入到肿瘤中心部位，实施快速超低温冷疗。在手术前，应对患者进行全面检查，并根据其肿瘤体积大小、三维形态及同周边的关系等因素，精确设计出一套完整的治疗方案，术中进针深度可精确到毫米。他们曾治疗了一位肺癌患者，其肿瘤病灶与主动脉有粘连侵犯，已经无法进行传统的手术。为此手术医生精确设计了一套冷冻治疗方案，采用3mm冷刀，在CT定位引导下，从肿瘤长径处准确进针至肿瘤远端，使得冷刀与主动脉间的距离为0.8cm。实施快速冷冻后，形成的冰球范围将肿瘤组织全部包容在内，而且冰球边缘与主动脉间的距离仅为1mm，手术仅用了90分钟，十分成功。患者术后未出现并发症，在术后2小时即可进食，8小时即可下床活动，恢复较快。
全军肿瘤治疗专业委员会主任委员张积仁等人研究发现，肺癌经皮氩氦靶向冷冻术系微创手术，对患者创伤小，但对肿瘤靶区的瘤组织的杀伤力极大，经多刀系统的合理组合，可形成较大范围的有效杀伤区域，其中的癌细胞均可被杀死，而且不再复发。这一新技术可作为那些不能手术切除的中晚期肺癌及肺内较局限的转移癌的治疗方法。
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超导定位要精准
冷冻摧毁肝肿瘤取决于组织相对于超导刀的位置，在接近超导刀的区域，温度迅速下降至-140℃，使冰晶迅速在细胞内外形成。其后的解冻期内胞膜的破裂及再水化作用将导致细胞死亡，离超导刀稍远的区域温度下降将比较缓慢，冰晶将在微静脉、微动脉内及细胞间隙形成。未冷冻的细胞将脱水以平衡由此造成的化合物梯度，这将造成血管的膨胀，并在解冻期造成血管的破裂，由此造成的短期缺氧将引起幸存细胞的死亡。因此，冷冻区域细胞死亡是细胞内外冰晶形成、细胞脱水破裂、小血管破坏造成缺氧的联合作用结果。
在B超探明病灶的方位后，可将一个或多个超导刀插入病灶，超导刀的放置原则为形成一个可包覆整个病灶及环绕病灶形成1cm边界的冰球，插入超导刀应避开主要血管及胆管。超导刀由一种同轴引导系统(经皮穿刺导管鞘)导引穿刺病灶，并根据肿瘤大小选择直径不同的穿刺针和管鞘，在B超的引导下，插入病灶远端边缘。针的位置
应用B超在两个正交的方向进行位置校正，然后将管芯针拔出，将超导刀插入导管鞘行至病灶处。
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当超冷刀到位后，应急速将超冷刀致冷至-140℃。在B超的监测下，通过控制各个超冷刀气体流量，将目标组织冷冻。冰球表现为在后回声带上的强回声，因而可精确监测冰球形成过程。国内外大多数治疗中心在此技术应用中都进行两次冷冻———解冻的循环。人们经动物实验研究认为，多次冷冻———解冻的循环是完全杀死肿瘤所必须的。第一个循环将杀死接近超冷刀尖区域的肿瘤，因该区域温度可保持致命的-140℃。第二个循环可彻底杀死更远区域的肿瘤组织，原因是可摧毁病灶边缘的血管，从而在冷冻几小时内引起细胞缺氧及死亡。
由于肿瘤类型不同，超冷刀应用时有一定差异。
周围型肿瘤对于远离主要血管及胆管的圆球形肿瘤，超冷刀的放置是比较简单的。与手术切除一样，成功的冷冻摧毁要在肿瘤周围1cm的手术边界，超冷刀应穿过肿瘤中心而刀尖可界定在冷冻区的远端。
接近大血管的中心型肿瘤氩氦冷冻术具有靶向摧毁特性，使其可以杀灭接近大血管的肿瘤，而传统的手术切除无法做到。在紧靠大血管壁处都可建立冰球，而由于“热池”效应，即热的、流动的体液可保护血管内壁，使之免受冷冻的损伤。事实上，可用一个或多个超导刀来形成一个包绕血管的冰球，由于临近血管的“热池”效应，该冰球并不会对称生长。冷刀也应在肿瘤内外非对称放置，且冷刀放置要比治疗周围型肝实质肿瘤更接近血管。
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大肿瘤及非对称肿瘤单个冷刀形成冰球的最大尺寸由冷刀直径、冷冻速率、周围热环境及冷刀性能决定。对于大肿瘤及非对称肿瘤，用一个冷刀很难形成一个可包绕整个肿瘤并多出1cm安全边界的大冰球。因此，要摧毁比单个冷刀形成的最大冰球还大的冰球，就要用多个冷刀。复杂的三维冰球形状也能用多冷刀实现，在这种情况下，持续超声监测就显得特别重要，因其可确保冰球完全包覆整个肿瘤，也可避免多个冷刀协同作用形成意想不到的大冰球损伤正常组织。手术时，发现肿瘤未被冰球完全覆盖，应尽快插入额外冷刀。
总之，超低温冻融术是治疗肝癌尤其是晚期肝癌较为理想的手段，与传统外科手段联合应用则可以提高外科手术率达45%。迄今为止，用冷冻术所治疗的病人的生存率与用传统的肝切除的病人是相当的，但却有较低的综合死亡率。此外，这种技术的应用，提高了可以手术的病人的数量，从而扩大了可治疗疾病的范围。
冷冻除癌范围广
自1998年美国食品及药品管理局批准氩氦刀应用于多个科室，及医疗财政局批准其进入公费医疗系统以来，美国已有100多家医院装备了氩氦刀设备，它可对多种肿瘤施行精确冷冻切除，并且在肝癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、肾肿瘤、乳腺癌等治疗领域取得了突破性的进展。
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美国每天有超过100人死于前列腺癌，每年有18万多个新发病例。作为放疗的替代疗法或针对放疗无效的病人，氩氦刀可精确冷冻切除，提供了一个有效的临床治疗方法，使病人的前列腺免于开刀切除。超低温疗法的权威美国匹兹堡市阿尔克尼总医院泌尿科主任科恩教授认为，这种手术既可根除肿瘤，又不伤害周围正常组织。在118位经他治疗的患者中，83%的病人没有出现复发症，这些病人在接受超低温治疗后，没有再采用其他治疗方法。
每年有超过17万多的美国妇女被诊断出乳腺癌，4万多人将死于此病。氩氦刀精确冷冻切除法对乳腺癌治疗显示出了巨大潜力，1995年6月，芝加哥圣路克斯医疗中心的肿瘤外科医生斯达仁使用超低温疗法将一位病人的恶性乳腺肿瘤冷冻摧毁。这是超低温技术首次用于人体乳腺癌的治疗，该手术采用局部麻醉，仅用了90分钟，手术后几
个小时病人就出院了，并且无须使用止痛剂。
波士顿狄可尼斯医院放射科凯恩教授采用超低温冷冻技术，已经为几百名肝癌病人进行了手术治疗，效果很理想。他说，这种疗法对病人身体不像其他疗法那样具有侵犯性和损伤性，病人住院时间短，而且能把癌细胞杀死。
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加利福尼亚洛杉矶市立医院癌症中心超低温手术科主任拉姆是开创超低温治疗癌症的先驱者，他曾为150名肝癌病人做了超低温手术治疗。拉姆医生解释说，超低温治疗肝癌并不能取代传统手术。不过，它的应用能使更多的病人受益，因为医生可以结合传统手术和超低温手术治疗有多个肿瘤的病人。在过去，这种病人是无法用手术切除治疗的。经我们用超低温治疗的150名肝癌病人，在过去三年中病情有显著好转。
美国每年大约诊断出13万新结、直肠癌病人，并且有5万多人会死于此病，很多病人并非死于原发肿瘤失控，而是死于转移性肝癌。尽管手术切除是常用的治疗方法之一，但当这种致命癌症被发现时，只有20%的病人适合手术治疗，其他80%的病人基本丧失了手术机会。氩氦刀治疗为这些病人带来了新的希望，临床治疗结果证明，精确冷冻切除法可高度精确地摧毁肝脏肿瘤组织，从而提高患者生存率。根据波士顿Deaconess医学统计中心统计，行肝癌冷冻术的患者长期生存率分别为1年90%、3年40%、5年20%。
肾肿瘤冷冻切除术的早期研究是利用氩氦刀手术系统，该系统具有快速冷冻控制系统，可在短时间内达到快速冷冻的温度。治疗前应用超声波检查，确定肿瘤的大小，小于3cm的肿瘤应用单个冷冻刀头，较大的肿瘤需要2～3个冷冻刀头，温度控制系统使医生可充分控制治疗靶区冷冻温度。临床实践证明，应用小切口或腹腔镜引导下经皮穿刺氩氦刀靶向冷冻治疗肾肿瘤是安全有效的，可减少对患者正常组织的损坏，明显减少术后并发症。氩氦刀冷冻切除治疗被认为是治疗各种肾脏局部多发性肿瘤的理想方法之一。
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并发症与局限性
冷冻术引起的并发症：肝癌病灶在肝表面时，冷冻可能会引起肝包膜破裂，造成出血，最好采用术中直视下冷冻，以便止血。如要经皮穿刺冷冻，最好冷刀经过一部分正常肝组织，再进入病灶，这样可以避免出血。
虽然滞后出血并不常见，但却是一个重要的并发症，见于1%的病人。此种并发症可能是由于一部分冷冻大量肝脏组织的病人会产生血小板减少症，应在选择病人时多加注意。
冷冻术中临床温度过低是另一个潜在并发症，可使用一个在病人身体周围循环温暖气体加温的装置来控制温度，并与传统温度控制技术，如加热液体和吸入气体结合，以减少温度过低带来的问题。
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冷冻术后发生急性肌红蛋白尿几乎在所有的病例中都报道了，大多数情况下，肌红蛋白尿只限于术后1～3天。在严重的病例中，肌红蛋白尿可导致急性管状坏死和肾衰。而肌红蛋白尿引起肾功能降低显然与冷冻的体积有直接关系。因此，在冷冻大肿瘤前，应考虑肾功能的影响，在所有的病例(特别是肌红蛋白尿在冷冻后更加重)，排尿应密切注意用水化剂及利尿剂来保持，并注意碱化尿液。
另外，也要注意胆管及血管瘘的问题。胆道及小血管无法带走冷量，因而很容易被冰球所冻伤，据报道有6%的病例引起主要胆道的损伤。因此，进刀的路径应仔细选择以避开这些结构，可用一个热绝缘体放在冰球及胆道之间，以保护肝门区。
肺癌冷冻术引起的并发症中，气胸占10%、血胸占1%，并有肺不张、胸腔积液及少量咯血等，但这些并发症大都在一周后消失。此外，在对中心型肺癌行冷冻时应注意对大血管、心脏的影响。
需要改进的方面：目前氩氦刀手术经常采用的定位引导设备主要为CT、X线机、B超等，也可应用腹腔镜、胸腔镜引导治疗。CT主要用于肺癌的引导治疗，其优点是可以准确地测出皮肤进针点与病灶的距离及进针的角度，但难以做到进针时的实时监测，且费用较高。
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B超主要用于肝癌及靠近胸壁的周围型肺癌的治疗，其优点是可以准确测出皮肤进针点与病灶的距离及进针角度，同时可以实时监测进针的状况，费用低。但由于B超扫描受操作者主观因素影响及无法将扫描层三维重组，因此缺乏整体感。另外B超图像质量、分辨率好坏将直接影响进针准确程度。
X线机主要用于肺癌的治疗，它是在模拟定位机定位后在X线机下进行引导进针，但由于超导探针过长，给操作带来一定的不便。另外，目前超导刀主要有四种，即2mm、3mm、5mm、8mm，比较常用的是2mm和3mm的超导刀，建议长短针相结合，以满足不同患者的需要。
氩氦刀的治疗局限性主要在于氩氦超导手术系统适于实体性肿瘤的治疗，目前还无法用于腔道肿瘤的治疗，如食道癌、胃癌等，因为冷冻可以使腔道产生瘘道。, 百拇医药