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上海胸科医院聚焦胸部肿瘤与心血管疾病两大学科群，掌握国内疾病谱较广、门类较全的心胸疾病诊治技术。
胸外科是诊治疾病种类较为复杂，专科性非常强的一门学科。胸外科手术难度大，风险高，对设备和配套要求也高，需要强有力的胸科麻醉做保障，同时要有高水平的重症ICU作后盾。目前，大众对胸外科了解甚少，经常也会存有误解，误认为胸外科只是看胸外面的病，这就很容易让人联想到乳腺疾病等。其实胸外科主要看的是胸腔内的病，但是心脏并不属于胸外科范畴。因此，胸外科又称为胸腔外科，这样描述会更准确。
胸外科是涵盖疾病范围非常广泛，又极其复杂的一门学科。胸外科也是和其它科室交叉比较明显的学科，比如肺癌、食管癌等常见疾病的诊治中，外科切除是较主要的治疗手段，但同时也要强调综合治疗，肺癌、食管癌在胸外科手术前手术后都需要肿瘤内科、呼吸内科以及消化内科的参与
医院擅长各类胸部疾病外科治疗以及肺移植手术，微创外科手术技术处于全国先进水平，达芬奇机器人胸部手术量连续多年保持单中心国内前列。在国内较早开展肺癌的早期诊断、多学科综合治疗、靶向治疗及免疫治疗等前沿技术，开展很高难度(四级)呼吸内镜技术，在国内率先开展超声支气管镜、荧光支气管镜、电磁导航支气管镜、海博技术等治疗肺癌，多次牵头制订肺癌诊疗相关临床指南。医院在复杂冠心病的内外科治疗、心肺血管结构异常的介入治疗、心脏起搏技术、心脏瓣膜手术、终末期心力衰竭内外科综合治疗等领域均处于国内领跑地位，经导管主动脉瓣置入术、左心耳封堵术等前沿技术达国内优等水平，房颤射频消融手术量多年位居亚太地区前列。
