肿瘤的热物理疗法在肿瘤治疗中已经有了相当长的历史。然而,过去三十年中的许多研究表明:相对于单独的冷疗或者热疗,冷热交替疗法能够显著提高对肿瘤组织的杀伤效果。此外,冷热交替治疗还具有其他优点,如:高温的治疗探针能够有效的抑制冷疗创口的失血;冷热交替治疗可以有效地减少热疗时被血液带走的热量;低温气体也可以防止热疗时针尖过热;同时,冷热交替疗法能够激发抗肿瘤免疫响应,从而抑制肿瘤转移和复发。本实验室自主研发了一种新型冷热交替治疗仪,采用液氮制冷和射频加热,可单独进行液氮冷冻的低温手术和射频热疗,也可将两者有机的结合,根据需要灵活使用。但是由于冷、热疗的集成,提高了仪器控制方面的困难程度,且没有成熟的理论及经验可以供参考,系统在控制方面还不完善,不能完全满足临床应用的要求,故只有设计出一套安全可靠的控制算法,才能使冷热疗技术真正造福于肿瘤患者。本研究基于此治疗仪,为液氮冷疗和射频热疗设计了模糊控制器和模糊逻辑PID控制器,使直径在10mm到30mm之间的靶组织的边缘温度可以在3分钟内到达目标温度,并且冷、热疗温度的稳态误差分别达到了2℃和1℃以内,实现了温度的快速响应和精确控制。同时,创新性地将气液两相氮用于射频热疗时的探针冷却,提高了射频热疗的稳定性,增大了消融范围。最后,所设计的控制方法的控制效果在离体猪肝实验、兔子和老鼠的在体肿瘤实验中得到了验证。