美国氩氦刀工作原理
美国氩氦刀基于物理学的焦耳-汤姆逊原理（Joule-Thomson Principle）：
当气体通过一个狭小的孔路（焦耳 - 汤姆逊孔），从较高压力的区域 流入较低压力的区域时，它将被节流。大多数气体遭遇节流后温度将下降。 而某些气体，例如氢气和氦气，温度反而上升。
美国氩氦刀的每个通道分配器控制氩气阀和氦气阀。分配器将氩气限 压在大约2,800psi后供给冷刀，在冷刀尖通过一个直径很小的微孔（焦耳汤姆逊孔），迫使气压急剧下降到大约150psi。如此压降将造成氩气温度 下降和在冷刀尖形成冰球（冷冻模式）。当1,000psi氦气通过焦耳-汤姆逊 孔时，将使气体温度上升（加热模式）
mandrel out-flow coming gas finned tube helical coil heat exchanger fin space thermocouple epoxy filling
冷刀自带测温-实时监控靶区温度
（第四代冷冻技术之一）
美国氩氦刀卓越热绝缘性能
（第四代冷冻技术之二） 氩氦刀使用常温气体，制冷或加热只 局限在冷刀尖端，不会对周围正常组织及 穿刺路径产生伤害。 图示为操作者裸手握刀杆冷冻，刀尖达 -190℃，手无损伤。
CT引导
在CT成像中，冰球的图像会有40HU的下降；靶区会变成低密度区（清晰的阴影区）。
超声引导
在B超成像中，冰是弱回声的（暗区），冰球边缘却是强回声带（亮 带）。良好的术中影像监测可保证肿瘤消融区的精确控制。
氩氦刀术后影像学改变


术后1周时，靶区组织在非增强的CT成像中将表现 为高度液化区，而在增强CT成像中则表现为无血 管区。 在术后1周至数周内，靶区组织周围将被一个高密 度的、加强边缘包围。几个月内，坏死的组织将 被吸收，靶区将最终变为一个被正常的组织包围 的疤痕区。
独家专利的可变冰球冷刀
（第四代冷冻技术之三）
V型可变冷刀结构图
新型直冷刀
• 冷刀一次性成型，无接口
• 超声、DSA引导经皮治疗
• 自带测温，实时温度监测 • 针头状刀尖，可直接穿刺
（2, 3, 5, 8mm直径）
新型直角冷刀
• 专为CT/DSA直角型设计 • 方便实时影像引导和监测 • 自带测温的实时温度监测
美国1.7mm和以色列1.47mm冷刀比较
（相差0.23mm
即三根头发丝差距）
冷刀工作压力与耗气


氩气工作压力 – 冷冻 美国冷刀为2800psi 以色列冷刀为4000psi 美国冷刀气体利用效率为以色列冷刀的2.2倍 氦气工作压力 – 加热 美国冷刀为1000psi，使用常见普压150公斤氦气 美国冷刀每瓶氦气平均可以作4例手术 以色列冷刀使用的4500psi高压氦气，非常难供应，且价格 为普压氦气的4-5倍，费用高昂
• 针头状刀尖，可直接穿刺
• 加长直角冷刀为腔镜使用
（1.7, 2.4, 3.8mm直径）
Cryocare Surgical System 美国氩氦刀

FDA和欧盟批准 50余项美国航天专利 中国100家医院使用 美国450家医院安装
美国氩氦刀
美国氩氦刀
氩气：满瓶5000psi，工作压力2,800psi 氦气：满瓶2200psi，工作压力1,000psi
【例】上海长征医院武清主任做了1500 例氩氦刀手术，并使用了两种设备，得 出结论：1个5cm肿瘤，美国氩氦刀两把 2毫米或3毫米冷刀、1瓶氩气、1/4瓶氦 气解决的问题，其他冷冻设备用5把5mm 冷刀、5瓶氩气、2瓶高压氦气解决
冷刀测温





现代冷冻消融技术是在严格温度监控下的靶向治疗技术，离开了实 时温度监测，则治疗是完全盲目和危险的。 国际公认的冷消融治疗标准为：消融区达到-40℃以下两次，才认可 是完全灭活。任何不能确认此治疗原则的治疗过程，将误导病人、 引致医疗纠纷。 而温度0℃至-196℃的冰球，其影像学的表象是完全一样的，根本无 法区分。受到人体组织结构、气体纯度、压力、冷冻设备状况、冷 刀物理状态和消毒、靶区状况、人为因素等复杂因素影响，冷刀在 体内达到的温度也是千差万别的，甚至难以重复的。 美国冷刀自带测温，可实时监测消融靶区温度。 以色列冷刀不带测温，在国外使用时，必须在冷刀旁再插入一支测 温探针，这带来额外穿刺伤害和危险。但在国内使用时，很多时不 再放置测温探针，这违反治疗原则和规范，根本无法确保治疗效果
氩氦刀治疗不伤害大血管

由于热血的“热池效应”和人体对冷刺激的自然反应，大血管遇冷后会 加速血流、带走冷量；且大血管是多层上皮细胞组成，可抵御冷冻伤害。 而由单层上皮细胞组成的微细血管则会被冷冻消融和栓塞。
－国际冷冻治疗学会ISC提供
美国氩氦刀适应症

恶性实体肿瘤 肝癌、肺癌、脑瘤、胰腺癌、甲状腺癌、前列腺癌、肾及肾上腺 肿瘤、腹腔及盆腔肿瘤、骨肿瘤、软组织肿瘤、头颈及皮肤肿瘤、 转移性胃肠肿瘤等实体肿瘤

良性肿瘤及良性增生病变 前列腺增生、乳腺肿瘤、血管瘤、肉瘤、子宫肌瘤、囊肿、疣、 痔疮、癌前病变、口腔白斑病
美国氩氦刀主要使用科室
肿瘤科、介入科、放疗科、胸外科、肝胆外科、普外科、泌尿外科、 神经外科、妇科、皮肤科、乳腺科、呼吸科、消化科、耳鼻喉科及 直肠科
美国氩氦刀影像引导
可由B超、CT、X光机、C臂、模拟定位机等影 像设备引导
美国氩氦刀冷冻和加热曲线
20 0 -20
T/℃
-40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 50
1 – 2mm 冷刀冷冻曲线 2 – 3mm 冷刀冷冻曲线 3 – 5mm 冷刀冷冻曲线
1 3
2
100
150
200
250
300
350
400
t/s
美国氩氦刀杀灭 肿瘤细胞机理:
靶区冷冻消融效应 (rapid cool) 血管冷冻栓塞效应 (slow cool) 抗肿瘤免疫激活效应
氩氦刀和局部热消融（射频、微波、超声）比较
（左）氩氦刀治疗区：消融区(外 圈)形状规则; 肿瘤影像(内圈)清晰
（右）局部热疗治疗区：消融区 边界不规则、肿瘤影像不清晰
（日本东京庆应大学医院Keio Univ.提供）
所见即所得


美国氩氦刀靶区成像边界即是治疗边界，不会产生伪影， 可完全达到”所见即所得”的最佳效果（what you see is what you get）。国外研究证明：利用热效应的射频、 微波、超声聚焦等局部治疗方法，会发生组织汽化；气泡 会从治疗区域向组织、结构稀疏处渗透，形成“伪边界”， 它是造成热消融定位和治疗失误的重要原因。 而氩氦刀形成的影像边界，无论B超、CT成像等，即是消 融边界。这为临床治疗和疗效评价，提供确切依据，可避 免肿瘤残留或正常组织损伤。例如左图深色内圈为肿瘤部 位，外圈为氩氦刀消融区。