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Cryosurgery冷冻治疗(有译冷冻手术或低温外科),也称为Cryoablation(冷冻消融),Cryotherapy(冷冻疗法),Cryosurgical Ablation(冷冻手术消融)等,是利用超低温选择性地原位冷冻和摧毁病变组织的方法。

冷冻治疗是人类历史上最早使用的肿瘤微创消融技术,起源于19世纪中叶。1845年,科学家首次在实验室制出低温。英国医生James Arnott于1845年用低至-24°C的冰盐水治疗溃疡性肿瘤,开创了近代冷冻治疗。1877年开始,空气、氧气、氢气和氦气被液化。1907年医生们使用−70°C的干冰(固态CO2)治疗皮肤和浅表肿瘤。1950年起温度更低的液氮(−196°C)取代干冰成为主要的冷媒,被直接注入各种肿瘤进行治疗。

现代冷冻治疗起源于1960年美国神经外科医生Irving Cooper和工程师Arnold Lee的合作。他们发明了新型探针状液氮冷冻器,冷冻脑组织。自此,使用液氮作为冷媒、加热氮气作为热媒的液氮冷冻设备被应用于治疗各种肿瘤。但液氮设备欠缺准确性、使用不方便和疗效欠佳使冷冻治疗陷于停顿。

Irving Cooper Boris Rubinsky和Gary Onik

        现代冷冻治疗的复兴始于上世纪八十年代。现代冷冻治疗的先驱-美国著名医学家Gary Onik和杰出的低温科学家-加州大学伯克利分校Boris Rubinsky教授(UC Berkeley, CA, USA)合作,于1982首次利用超声波为冷冻治疗定位和监测,开创了影像引导的冷冻治疗学(image-guided cryosurgery),大大提高冷冻治疗的准确性和可靠性。

现代冷冻治疗的真正突破始于1993年。美国ENDOCARE公司利用美国航空和航天总署NASA的数十项火箭和导弹技术专利,在世界上首创了基于物理学焦耳-汤姆逊原理(Joule-Thomson Principle)的低温手术系统Cyocare Surgical System。它使用常温的高压氩气作为冷媒,高压氦气作为热媒,功率强大、使用方便、定位准确、疗效确切,获得医学界的首肯。1999年当其首次进入中国时,由张积仁教授命名为氩氦刀(专指美国氩氦刀)。


美国氩氦刀工作原理

美国氩氦刀的工作原理是焦耳-汤姆逊原理,即当气体通过一个狭小的微孔从较高压力区域喷入较低压力区域时,将被节流。大多数气体遭遇节流后温度将下降,如氩气和氧气。而某些气体,例如氢气和氦气,温度反而上升。


 

美国氩氦刀自测温冷刀内部解剖图

(1) 高压气体喷射进刀尖内气室产生低温

(2) 低压回气在刀内折返,释放剩余冷量(充分冷热交换)

(3) 刀尖内置测温电偶实时测温,监控靶区温度

(4) 致冷和致热只发生在刀头内,刀杆真空绝缘


当2,800psi压力的氩气通入美国氩氦刀冷冻器(冷刀)时,它通过焦耳-汤姆逊孔喷射到刀尖内部气室。该微孔将迫使气压急剧下降到大约150psi。如此大压差将造成氩气节流、刀尖温度急降和猛烈吸热,从而在刀尖形成冰球(冷冻模式)。而当1,000psi的氦气通过焦耳-汤姆逊孔节流时,其相反的作用将使刀尖温度急升和猛烈放热(加热或升温模式)。

福建快3软件下载 美国氩氦刀技术强调微创、精确定位和测温,靶向摧毁癌组织而又最大限度保护正常组织,为迅速杀灭肿瘤和消除肿瘤负荷提供了有效治疗方法。目前在美国及世界各地,氩氦刀冷冻消融已成为最普遍应用的肿瘤消融方法之一。




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