低温微创疗法治疗肿瘤以其良好的治疗效果和巨大的应用前景正在受到越来越多的重视。目前广泛使用的冷冻治疗设备中，氩氦冷冻治疗系统和其他相变冷冻治疗设备在都存在着某些方面的局限性，从而限制了这种优良的肿瘤治疗方法的发展和应用。本文的研究内容正是为克服这种局限性而提出，旨在开发出一款基于液氮的制冷温度低、冷冻速度快、手术创口小、运行成本低、操作简便的微创冷刀治疗系统。作为冷刀治疗系统前期研究的重要内容，本文将在冷刀系统软硬件设计、离体组织的冷冻实验、冷冻治疗过程中组织温度场分布等方面进行深入研究：①根据微创冷刀系统监测和控制的需要，设计系统工作过程中的温度实时检测和显示模块，并在现有条件下，对该模块的功能进行实验验证；同时，研究冷热交替治疗过程中，冷冻过程和复温过程的温度控制策略；②利用自主研究的冷刀系统，搭建实验平台，进行离体猪肝的冷冻实验，收集动物组织冷冻过程中的温度数据，分析其温度场的变化规律；③在对生物传热学和生物传热模型进行梳理研究的基础上，根据对离体猪肝组织进行冷冻的实验事实，选择建立离体猪肝组织合适的物理模型和数学模型，并运用FLUENT有限元分析软件，进行冷冻过程中猪肝组织内温度场分布的数值模拟，对数值模拟所采用的组织的热物性参数进行深入研究。本文为液氮微创冷刀系统后续研究的开展奠定了基础。