过去三十年已有研究证实冷热交替治疗对于恶性肿瘤治疗的有效性。冷冻治疗后的射频（Radio Frequency，RF）加热能够显著扩大肿瘤的杀伤区域，破坏肿瘤微血管并引发机体的免疫响应，有效降低肿瘤复发率，提高恶性肿瘤的治愈率。基于此治疗机制，目前国内外已有研究者成功研制出可以进行冷热结合治疗的设备用于实验或临床，本实验室也自主研发出一套结合射频加热和液氮冷冻的新型冷热交替治疗仪，可实现体表和深部的肿瘤的治疗。前期研究表明目前该治疗仪已经能够实现肿瘤局部的快速升温和降温，使得冷热交替治疗在体杀伤肿瘤细胞成为了可能，同时在小鼠4T1肿瘤模型了取得了较好的治疗效果。　　然而目前该设备还存在若干问题亟需解决，如系统体积庞大，冷冻治疗过程中液氮损耗相当严重以及由于系统硬件上的缺陷，即开关式低温电磁阀相应慢且难以实现液氮流量的连续变化，导致冷疗温度控制算法上的不完善，因此不能很好满足临床的要求。同时小鼠实验过程中发现冷冻治疗后的生物组织阻抗显著升高导致冰冻区域吸收RF能力大大减少，只能依靠自然复温，因此大大增加患者的治疗时间。　　为了解决上述问题，本文基于目前实验室在冷热交替治疗仪的开发基础上，成功设计出一套小型肿瘤冷热交替治疗系统，重点探索了低温真空泵代替高压液氮罐输送液氮进行冷冻治疗的可行性和配套的冷疗模糊 PID控制器的有效性。实验结果显示，通过管路通道的优选，该策略不仅能够保持原有系统的制冷速率，又能大大缩小原有系统的体积并节省液氮使用。同时，冷疗模糊 PID控制器能够保证仿体和离题猪肝的冷冻实验中温度稳态误差达到1℃以内，实现了温度精确控制。　　针对冷冻后射频加热慢的问题，本文首先研究了低温条件下冷冻组织对射频能量吸收的特点，同时尝试采用提高冷冻组织盐离子浓度的方法来提高其对射频能力的吸收RF。实验获得了冰点以下，不同起始温度（-19℃至-7℃）以及不同盐离子浓度（0.9％至2.7%）的仿生物组织胶体对RF的比吸收率（Specific Absorption Rate，SAR）的规律。同时研究获得了冰冻组织在不同温度条件下（-20℃至-5℃）以及不同盐离子浓度（0.9%至3.6%）的电导率，探索盐离子浓度的改变对电导率的影响规律。实验结果显示，在冰点以下时，同一浓度的生物组织吸收RF的能力随温度上升而增加，且增加速度也随之上升。相应的，同一浓度的生物组织的电导率随温度上升而增加，且增加速度也随之上升。在相同的温度下，冷冻生物组织吸收RF的能力随盐离子浓度的增加而增加。在温度为-19℃，射频电压为50V时，盐离子浓度为2.7%的胶体吸收RF的能力是0.9%胶体的10倍左右。相应的，在相同的温度下，冷冻生物组织的电导率随盐离子浓度的增加而近似线性增加；温度越高，增加幅度越大。因此，增加冰冻组织盐离子浓度以增加其电导率的方法确实能够改善目前存在的冰冻组织复温速率缓慢这一问题。今后需要进一步通过在体实验验证此法的有效性，同时我们应该探索更多方便有效的方法以解决这个问题。