The present invention provides for rapid heat transfer with a tissue region of interest (24) by the direct contact of a circulated thermal exchange fluid with the tissue region of interest (24). The tissue region of interest is covered with an appropriately configured flexible membrane (28). A spacing structure maintains a spaced relation between an interior side (30) of the flexible membrane (28) and the tissue region of interest (24) to define a fluid circulation space (34) for fluid flow therebetween. Thermal exchange fluid is drawn into the fluid circulation space (34) though an inlet (60) in the flexible membrane and out of the fluid circulation space (34) through an outlet (64) in the flexible membrane (28) under negative or nearly negative gauge pressure. The fluid directly contacts the tissue region of interest (24), resulting in cooling/heating of the tissue region of interest (24).La présente invention porte sur un transfert de chaleur rapide dans une région dun tissu (24) par contact direct dun fluide déchange thermique de recirculation avec ladite région (24). La région du tissu est recouverte dune membrane flexible à configuration appropriée (28). Une structure décartement maintient un espace entre un côté interne (30) de la membrane flexible (28) et la région du tissu (24) de façon à former un espace (34) pour la circulation du fluide entre celles-ci. Le fluide déchange thermique est aspiré dans cet espace de circulation (34) par un orifice dévacuation de la membrane flexible (28) à une pression manométrique négative ou quasi négative. Le fluide vient directement en contact avec la région du tissu (24), permettant ainsi de la refroidir/chauffer.