製冷方法
冷凍物質製冷法
用於治療運動損傷的冷凍療法是利用低溫物質或冷凍劑物理狀態（固態、液態、氣態）的變化過程所發生的吸熱，如溶解熱，升華熱，氣化熱，使周圍介質冷卻而製冷。
一般簡便的方法可用冷水或井水（12-14℃）洗滌，洗澡，沖洗，淋浴，浸泡，敷貼，灌注等。直接用冰作用強，可用冰塊輕觸按摩；也可用冰凍毛巾（鹽水濕透後放冰櫃冷凍的毛巾）。或帶碎凍的毛巾（毛巾放入少水多凍的冰糊中然後取出）包裹、包紮或壓迫；或用裝入碎冰袋敷貼；也可將肢體浸入冰水中（冰和水以1：1混合）浸泡。冰水在導管內循環作用體外或腔內循環冷卻等。此外還可用冷的泥類包裹，冷空氣吹風等。
相變製冷法
（1）利用溶解過程（固態→液態）製冷法有冰及凍的混合物，即冰鹽合劑，如三份冰和一份食鹽可產生-20℃低溫；二份冰和一份濃硝酸（須事先放在冰櫃中冷卻）可達56℃低溫。用時必須將冰和鹽搗碎，並充分混合，才能達到前述溫度。冰鹽冷劑在醫療上已很少採用。
（2)利用升華過程製冷有二氧化碳（乾冰），溫度-78.9℃，由於其導熱力差，應將它混在一種適當的液體（如丙酮、酒精、三氯乙烯等）中使用。
（3)利用蒸發過程製冷法如氯熱乙烷噴酒製冷。常用的還有液氮，二氧化碳等。
節流膨脹製冷法
按焦耳一湯姆遜效應（Joule-Thomsoneffect）使高壓氣體或液體通過閥門或小孔而絕熱膨脹產生低溫的方法。在室溫下節流膨脹製冷決定於所用氣體是否高於“轉化溫度”。高於室溫的二氧化碳、氮等經節流膨脹時產生冷卻效應；低於室溫的氫，氦等經閥門膨脹時，氣體溫度反而升高。
溫差電製冷法
即利用直流電通過兩種不同的導體或半導體交換處所產生的溫差，就是利用帕爾貼效應（Peltiereffect）產生低溫的冷制方法。用幾級串聯法可獲得更好的製冷效應。
有人用三級溫差電製冷，可達-123℃的低溫。
作用機制
人體對冷刺激的反應包含局部反應和全身反應應，局部組織的降溫是其生物學效應的基礎。
對局部組織的影響
局部冷凍首先引起皮、皮下、肌肉和關節等溫度下降。皮膚表面溫度在套用冰袋20分鐘後達13℃，水浴後達8℃，用冷凍膠後甚至達4℃,且在接觸冰6分鐘後就已出現。將冰袋放在人體腓腸肌部位，可使局部皮溫降低22℃；皮下溫度降低13℃；肌肉溫度降低10℃左右。腹部冰敷30分鐘，可使腹膜間區溫度降低4-8℃左右。其作用強度與體質、年齡、皮膚厚度、皮膚散熱、作用物質、參與反應部分的熱傳導，比熱及作用時間和面積有關。
組織細胞因寒冷破壞的臨界溫度一般在-20℃左右，但不同的組織存在很大差異。如骨組織和皮膚角質層對冷凍具有一定抵抗力。冷凍使局部組織細胞破壞的機制是：細胞脫水，電解質濃縮到有害程度，pH降低，細胞內外形成冰晶，類脂蛋白複合體變性，血流淤滯及低溫休克等。冷凍後的復溫過程對組織細胞同樣有破壞作用。
對血管的影響
組織致冷的直接結果是冷引起的血管收縮，這是由皮膚冷感受器經局部和交感性反應引起的組織缺血。這些反應可由於軸突反射和中樞神經系統反應。這時中心溫度暫時性輕度上升，因此整個機體的熱消耗能夠被抑制。冷去除後出現血循環增多，即反應性充血狀態，其後皮溫亦漸回升。冷使周圍血管收縮後，明顯地減少外周血流量，並改變血管的通透性。有助於減少滲出，防止水腫。冷引起的血管運動反應代謝抑制，使血腫，創傷性和炎症性水腫消減並抑制淋巴的生長。但長時間冷凍可繼而引起血管擴張反應。
冷凍達一定深度時，可使血管內膜增生，致管腔狹窄，以及血栓形成，但對大血管的影響很小。
對神經系統的影響
持續的冷作用皮膚感受器後，首先引起興奮，以後抑制，最後麻痹，使神經傳導速度減慢，以至暫時喪失功能。病人首先感覺冷，以後有燒灼及刺痛感，再後才止痛。由於感覺敏感性降低，而有鎮痛麻醉作用。在皮膚外感受器受的刺激下，可影響α-運動神經元的活動，使肌張力降低，而達到解痙並減痙攣性疼痛。動物實驗證明，冷凍使軸突反射減弱。當溫度降低至6℃時，運動神經即受到抑制；降至1℃時，感覺神經也被抑制。但瞬時冷凍刺激對神經有興奮作用。
對肌肉活動影響
冷刺激肌肉後的三期反應可有肌電位改變而確定，首先遠端小的肌群活動性增高而出現跳動。第二期顯示活動性相對減弱。長時間冷作用則出現第三期，近端肌群活動電位增高，並出現肌肉震顫。最初冷有刺激效應，因此增加一些運動單位隨意活動的可能性。長時間冷的作用可供肌梭傳入纖維和α-運動神經元的活動受到抑制，而使肌張力下降，冷還明顯的限制肌梭活動的交感神經支配，由此產生的刺激閾升高，可使痙攣病人肌張力下降，抽搐受抑制和牽張反射降低。局部冷凍使神經肌肉的化學物質傳遞減慢，因而肌肉的收縮期、松馳期及潛伏期均延長，降低肌張力，肌肉收縮與鬆弛的速度而緩解肌痙攣。
對皮膚的影響
人體皮膚之冷覺感受器比熱覺感受器數目多因而對冷凍刺激比較敏感，並可反射性地引起局部的和全身的反應。在皮溫降至冰點前，皮膚血管收縮，觸覺敏感降低，皮膚麻木；降至冰點時，皮膚驟然變白而堅硬；繼續加深冷凍，便發生凝凍而稍顯隆起。冷凍消除後因邊緣區逐漸向中心區出現潮紅，在冷凍區中可出現水腫，甚至大皰，血皰。
對代謝的影響
冷凍可增強代謝功能，提高基礎代謝率。而降低被冷凍組織的代謝，減少其氧化耗量。
對免疫機能的影響
臨床與實驗證明，組織細胞經冷凍破壞後，可形成特異性抗原，使機體產生相應的免疫反應。
抗炎作用
冷凍對炎症的症狀治療及對炎症過度有良好影響。但冷的效應必須僅僅用於炎症的最初急性階段。據報導，用於亞急性炎症可能出現損害。
遠隔作用
冷可引起熱調節的改變和全身反應。例如體溫調節對抗反應，交感反應，冷加壓反應（高壓升高）及抗體的適應，此外冷作用一定的節段區可皮膚可通過節段反射引起相應某個內臟的反應，如腹部冷敷可反射性地增強胃腸道功能，促進胃酸分泌增加。而如果消化道的直接冷凍，則效果恰好相反。
治療方法
理療科常用局部冷凍治療機有下列一些方法。
冷敷法
是常用的簡便方法，有下面幾種。
①將毛巾浸入碎冰中，然後擰去多餘的冰水及冰塊，敷於治療部位。治療肌痙攣時間為8分鐘。在4分鐘時更換一次。
②將搗碎的冰塊放入冰袋中，治療時將冰袋敷於患部，時間依病情而定，同一治療部位一般不超過24-28小時。
③將冰塊隔著墊物（如大毛巾）貼於病變部位，使局部溫度逐漸降低，治療時間20-30分鐘。
④將冰塊直接放於治療部位，或持冰塊在治療部位表面來回接觸移動（冰塊按摩）。本法刺激作用較強，治療時間一般5-12分鐘。以不引起皮膚發生凝凍為宜。
⑤循環冷卻法有體外法和體腔法兩種。體外法是將小管盤成鼓狀放在體表，冷水或冷凍劑通過管內循環致冷。體腔法是將冷凍劑通過小管與放入體腔內的囊相連線，常用於胃腸道的局部冷凍治療。
冰水浸浴
用冰水（±5℃）將患部浸入其中，多用於四肢部位的治療。開始時可有痛感，每20-30秒鐘將治療部位從浴器中抬出一次，反覆進行，持續治療4分鐘左右。
噴射法
直接將冷凍劑經液管呈霧狀噴射到病變局部。噴射範圍根據治療部位而定，特別適用於高低不平和範圍較大的病變部位。如氯乙烷噴射法，時間20-15分鐘。多採用間歇噴射，如一次噴射3-5秒生停止30秒，反覆進行多次。治療時，觀察皮膚反應，不引起皮膚凝凍為宜。
此外，尚有冷凍灌腸，冰水飲服等法。對表淺孤立病灶如血管瘤、痣、疣等，簡便的治法，可用棉棒沾液氮直接塗於病變局部進行治療。
刺入法
將冷凍探針刺入病變組織內冷凍。
傾注法
將冷凍劑直接傾注在病變部位。
浸入法
將病變部位直接浸入冷凍劑中。此法一般用於指或趾端的惡性腫瘤。
效果
1.原發的局部作用，如組織溫度下降，小動脈收縮，代謝過程降低；
2.繼發的局部作用，如肌肉張力降低，神經傳導速度減慢，抑制水腫，抑制出血，抑制炎症，減少淋巴的產生，止痛，麻醉；
3.遠隔作用。
適應症和忌禁症
適應症
1.軟組織閉合性損傷、如肌肉、韌帶關節的扭挫傷，撕裂傷，運動傷等急性期伴血腫及水腫時或恢復期均有良好效果。
2.疼痛和痙攣性病，如偏頭痛，落枕，急性腰痛，肩痛，頸椎病，痛經，殘肢端疼痛，疤痕痛及肌肉痙攣等。
3.內臟出血，如肺出血，食道出血，胃十二指腸出血等，腦卒中急性期冷敷頭部可減輕腦損傷。
4.熱燒傷的急救治療，尤適用於四肢部位燒傷。
5.蛇咬傷早期輔助治療。
6.良性皮膚疾病，局限性急性皮炎、瘙癢症，尋常疣、疣狀濕、疤痕疙瘩、血管病、眼疾、胼胝、良性皮膚黏膜血管瘤、淺表良性腫瘤等。
7.扁桃腺術後等喉部出血水腫。
禁忌症
血栓閉塞性脈管炎，雷諾氏病，冷變態反應者，致冷血紅蛋白尿，對冷過度敏感者，嚴重心血管疾病，動脈硬化，腎，膀胱疾病。
注意事項
(1)治療前向病人說明冷凍治療的正常感覺。
(2)採用貼敷法時，應防止過冷引起組織凍傷，採用液氮時。應注意安全，防止濺及正常組織和衣物。
(3)冬季應注意非治療部位的保暖，以防病人感冒。
(4)冷凍反應及處理，一般全身反應少見。個別病人如出現震顫、頭暈、噁心、面色蒼白、出汗等現象，多因過度緊張所致，經平臥休息或身體其他部位施以溫熱治療可很快恢復。冷凍治療達一定深度時，常有痛感耐受，不需處理，個別因痛而致休克，則需臥床休息並去除製冷物及全身復溫處理即可恢復。有時可出現局部搔癢蕁麻疹時，可能與過敏有關，經對症處理後可恢復。冷凍過度或時間過久，局部常可出現水腫及滲出，嚴重時有大皰、血皰。輕度只須預防感染。嚴重者，應嚴格無菌穿刺抽液，塗1-2％龍膽紫液進行無菌換藥可愈。治療血管瘤時，應防止出血。
治療運動損傷
冷凍治療20世紀70年代，冷凍療法就在日本誕生和發展，之後流行到歐洲，2009年被引進至美國，目前（截止到2012年）全美大概有10家可以提供這種治療辦法的康復中心，在波特蘭、達拉斯和薩克拉門托都有，一些職業體育俱樂部已經開始發現冷凍療法的好處，這種短時間的治療對球員的狀態恢復有很大的好處。接受治療者要鑽進一個用金屬製成的大罐子裡，只露出頭部，身體則被化學煙霧包圍，他們要戴上保溫的手套和襪子，罐子外面甚至還有危險物的標誌。這種冷凍治療的方式效果類似於冰水浴，但由於冷凍的溫度更低，療效也勝於冰浴。根據美國馬塞諸塞州大學的研究發現，運動員在高強度的運動後進行全身的冷凍治療，可以促進血液循環，減少肌肉損傷、緩解和減輕疼痛，並有助於體能恢復。但是，被治療者在進行治療前，不能有任何出汗的運動或洗澡，因為液體在極寒的條件下會結冰，進而導致治療者凍傷。2012年倫敦奧運會，國際奧委會公開支持使用科學儀器開發運動員的自身潛能，“高原帳篷”和“冷凍艙”成為高水平運動員追捧的對象。一些從事長跑、游泳等耐力項目的運動員體驗了冷凍恢復法，感到止痛效果非常好，受損或過度勞累的組織和關節都能得到治療。
冷凍療法2012年12月9日，以色列醫療公司IceCure開發出一種利用冷凍療法治療乳腺癌的最新技術，目前該公司正在對其進行臨床試驗。如果試驗成功，今後乳腺癌患者就能夠在不接受外科手術的情況下，將體內腫瘤“切除”。在利用IceCure公司開發的這種冷凍療法進行治療的過程中，醫務人員首先通過微型管道把液氮注入特製針頭中，將針頭冷凍至零下170攝氏度，然後再把冷凍過的針頭反覆插入乳腺癌患者體內的癌變組織中，直到把癌變組織冷凍成一個“冰球”，將其“殺死”。
