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低溫沖擊療法使用新的神經性低溫刺激技術（NeuroCryoStimulation，NCS），高壓（50bar）超低溫（-78℃）的CO2通過噴槍噴射出，直接作用于治療部位，形成干冰微晶，干冰迅速升華帶走大量的熱，同時高壓與空氣形成對流，加速降溫。結合了壓力和寒冷的影響，在極短時間內（約30秒）皮膚溫度（約32℃）驟降至4℃以下，通過皮膚感受器的傳導使機體迅速作出一系列應激反應，誘發神經系統的一系列神經反射，引起大量的生理反應：反復的血管舒縮，血管透過性的恢復，帶來熱沖擊效應。

熱沖擊效應使導致水腫以及血腫的炎癥介質數量快速減少，血管滲透失調(透過性失效)可以在幾分鐘內迅速恢復正常，從而使炎癥介質被再吸收并通過靜脈及淋巴系統移除，快速達到消腫鎮痛的療效。

低溫刺激可使局部血管收縮，減慢神經沖動的傳導，降低神經末梢的敏感性而降低疼痛。同時，由于血管收縮，毛細血管的通透性降低，滲出減少，因而減輕了組織腫脹而壓迫神經末梢所引起的疼痛。

持續的冷作用皮膚感受器后，首先引起興奮，其后抑制，后麻痹，使神經傳導速度減慢，以致暫時喪失功能。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。低溫沖擊療法（4℃以下）能產生局部鎮痛以及肌松的療法。