脑胶质瘤是临床最常见的脑部肿瘤之一,其在脑瘤中所占比例极高（44.69）,约77%的恶性胶质瘤患者在确诊后1年内死亡。对于脑胶质瘤的治疗,目前多数学者认为应采用以手术、化疗、放疗及生物疗法组成的综合治疗。虽然脑胶质瘤的综合治疗已经取得一定疗效,但术后复发率病死率仍较高,预后差,仍是神经外科异常棘手的难题。究其原因有:1.呈浸润性生长,常规手术中很难找到明显边界,术后复发率高;2大部分胶质瘤细胞对放疗、化疗敏感性不高;3生物免疫治疗特异性差。可见,脑胶质瘤的治疗方法需要继续努力探索,开拓一条新的途径。冷冻疗法是利用局部超低温或低温引起病变细胞的机械性破坏,或代谢性损伤而达到清除病变组织的一种治疗方法。冷冻手术应用在脑部的里程碑是1961年,Cooper和Lee首次把冷冻和立体定向技术用于丘脑切开以治疗帕金森氏病。1962年用于基底节手术,以后又用于切除脑内的良、恶性肿瘤。1982年Feasdale报告用立体定向的技术冷冻切除脑垂体瘤,控制和改善了肢端肥大症。冷冻疗法曾经给难治性肿瘤带来了希望,但以往传统的冷冻治疗方法都是用液氮,由于其不能较好地控制降温速度、难以保护正常组织和容易出现并发症等因素限制了该疗法的应用。随着冷冻技术的不断发展和创新,美国Endocare公司研制成功了一种新型超低温介入冷热消融氩氦微创靶向治疗技术(Endocare Cryocare^TMSurgical System)（简称氩氦刀）,克服了以上的缺点,于1998年通过美国FDA批准,经IEC、EMC和欧盟CE认证,很快便在全世界各地医院使用。它的发明是冷冻治疗技术发展的最新成就,不但继承发展了超低温治疗学的基础和临床研究成果,而且推出了制冷的新概念和新技术。该系统的研制结合了航天、生物传感、电子计算机、适型监控和靶向治疗等多项技术,将超低温靶向冷冻和介入热疗有机地结合在一起。与传统的液氮冷冻方法比较,氩氦冷冻具有独特优势:（1）对患者的损伤小,术中出血少;（2）良好的手术成功率和较低的并发症发生率;（3）对正常器官组织细胞无毒性,患者恢复快;（4）手术损害轻微,可重复及反复做;（5）效果显著,操作容易,易于患者接受;（6）可单独施行,也可与化疗、放疗或手术疗法结合。该系统的出现,为超低温治疗技术的发展带来了突破性进展,成为肿瘤治疗一种新而有效的方法。氩氦冷冻通过高压氩气快速冷冻和高压氦气升温融解的过程中,达到摧毁肿瘤细胞的目的。其作用机制有:（1）在-5℃左右,细胞外液首先被冷冻为冰晶,使细胞外液溶质浓度升高,细胞内水分析出而脱水,细胞内的高浓度溶质,导致电解质浓缩,酸碱度及酶系统活力的改变,而损伤其代谢系统;（2）当温度降至-15℃以下时,细胞内冰晶形成,细胞内外基质融合成块,破坏了细胞内大分子和亚细胞结构,这是冷冻产生的主要损伤机制;（3）在高压氦气的快速升温中,在-20℃～-40℃时细胞内的冰晶膨胀从而破坏细胞的膜性结构,使其破裂,形成致死性的损伤;（4）冷冻后,毛细血管内皮细胞损伤后微血栓形成所致微循环障碍,是导致冷冻后组织坏死的主要原因;（5）已有实验在肝癌证实,经冷冻后残存的坏死肿瘤细胞,可形成特异性抗原,诱导机体产生具有组织和器官特异性和种属特异性的抗体,即超低温诱导的免疫反应,增强机体对肿瘤的免疫功能。然而,在临床治疗中发现冰球边缘部分治疗效果不确定,容易出现残留或复发,其中原因之一是治疗过程中冰球边缘没有超过肿瘤靶区边缘。目前对冷冻后冷冻区组织坏死范围的判断,主要依赖于影像学提供的信息。而医生很难根据影像学提供的信息,来明确判断冰球形成的范围内肿瘤细胞是否完全死亡,冰球边缘部分是否还会有肿瘤残留,即如何准确的断定冷冻治疗的范围十分重要。对于脑部组织,由于其功能定位十分精细,稍有过多的损伤,就可能带来不可逆的功能缺失,甚至导致死亡。脑组织在氩氦刀冷冻后,冷冻区和边缘组织的超微病理组织变化进行研究,以组织细胞坏死的范围来确定冰球冷冻范围具有十分重要的临床意义。同时,影响冷冻范围的因素很多,而其所引致的组织病理学改变也同样不同。一个完整的氩氦冷冻手术过程,下列5个治疗参数是必备的:冷冻温度、冷冻率、冷冻时间、复温速度和冻融循环次数。不同的冷冻时间和温度,不同的冷冻和复温速率,不同的冷冻升温循环次数,不同组织器官的组织病理学改变可有一定的差异。氩氦冷冻治疗过程中,组织病理学变化与不同治疗控制参数的关系及其规律性有待深入的实验研究。氩氦刀应用于肝、肺和前列腺等器官均有相关的研究报道,而脑组织却鲜有相应的报道。在不同治疗参数下,脑组织是否与肝及其它组织的组织病学变化比较有所不同呢,这正是我们此研究的目的所在。本研究以正常犬脑的为研究对象,用不同直径的氩氦超导刀及不同的冷冻时间,通过光镜和电镜下对组织病理学变化进行观察,明确细胞坏死区范围的大小,为临床上治疗提供参考的治疗参数。具体如下:第1章氩氦刀对犬脑冷冻范围的超导刀直径变量和时间相关性研究目的:探讨氩氦靶向治疗系统（简称氩氦刀）在超导刀（即冷冻探针）直径及时间变量下,犬脑冷冻坏死范围及超微组织病理学变化。方法:1随机分为超导刀直径2mm组、3mm组。3%戊巴比妥纳按1ml/kg经腹腔注射麻醉动物,剪去头部毛发,取俯卧位,活性碘局部皮肤消毒,于脑部中线向右旁开1.5cm,人字缝前切开头部皮肤,暴露颅骨,开圆形骨窗,切开硬脑膜,以直径2mm、3mm的冷冻探针垂直于脑右额叶表面插入约1.5cm,分别用高压氩气快速冷冻3min、5min,然后高压氦气复温1min;重复一次。术后48h灌注取脑组织,在光镜和电镜下观察超微组织病理学变化,测量冷冻坏死区范围直径。2统计学分析:实验结果中计量资料用均数±标准差（（?）±S）表示,采用SPSS13.0统计软件包进行统计分析。不同直径氩氦超导刀不同时间冷冻坏死直径的比较应用两因素析因设计资料的方差分析。检验方法的显著性标准均为a=0.05。结果:1.动物未出现死亡。冷冻手术过程中,冰球在脑表面局部呈圆形,与周围正常脑组织分界清楚。解剖时坏死区与周围正常组织界限清楚。2.光镜下观察:冷冻中央区呈均匀性凝固性坏死。中央区向外为一个炎性反应带,主要为一些细胞碎片及大量的红、白细胞浸润。紧挨着炎性反应带的外层为出血水肿带,微血管内大量的红细胞、血小板集合和血栓形成,并可见灶性出血。冷冻区和正常区之间的分界带,死亡的细胞与正常的细胞相邻,几乎没有中间过渡细胞形态的变化。3.电镜下观察:冷冻区中央区、边缘区的神经元细胞全部死亡,未发现存活的细胞结构,也未见微血管内皮细胞。边缘区可见一些典型的凋亡细胞形态学变化:细胞核固缩,部分核破碎和融解,染色质浓缩为粗颗粒状,部分染色质边聚,核膜肿胀明显,部分核膜破裂;细胞内细胞器（内质网,线粒体）肿胀,部分破碎崩解。边缘区内微血管内皮细胞损伤,微血管内血液停滞和血栓形成。4.统计学结果:48h后,不同直径氩氦超导刀形成的冷冻坏死直径间有显著性差异（F=27.568,p＜0.05）,直径3mm氩氦超导刀形成的冷冻坏死直径大于2mm。不同冷冻时间所形成的冷冻坏死直径间有显著性差异（F=531.185,p＜0.05）,冷冻时间5min所形成的冷冻坏死直径大于3min。不同直径氩氦超导刀与不同冷冻时间交互效应明显。结论:采取2次冻融循环用氩氦冷冻治疗系统对犬脑组织冷冻3min、5min,足以导致冷冻区及边缘区脑组织坏死,冷冻边缘就是组织细胞死亡的边缘。直径2mm、3mm氩氦超导刀可形成平均直径分别为21.0mm和30.0mm近似球状的冷冻坏死。