南開醫院胸外科是中西醫結合治療胸部外科疾病的專業科室，重點治療肺、食道、縱膈良惡性疾病、返流性食管炎、各種胸部損傷及氣胸。除以常規手術治療胸部外科疾患外，還引進了具有國際先進水平的治療設備，運用高科技手段為患者提供優良的服務。
該科由具有豐富臨床經驗的外科學教授、美國北卡羅萊納大學醫學院客座教授、中國抗癌協會天津胸部腫瘤分會副主任委員何培坤主任醫師擔任科主任，全面負責該科的醫療、科研、教學工作，該科技術力量雄厚，診療設備先進，全面開展胸外科疑難病癥的中西醫結合治療，特別對肺、食管癌(食道重建、結腸代食管)的治療處於國際領先水平，對惡性腫瘤有一系列完整的多學科綜合治療方法。在疾病診療過程中運用高層次中西醫結合方法和目前國內外先進醫學診療手段，體現了傳統醫學和現代醫學在疾病診療方面的有機的完美的統一。
該科引進現代高科技設備胸腔鏡技術。手術范圍和治療效果等都遠遠超出傳統胸腔鏡手術的范疇。而且具有創傷小、痛苦少、恢復快和對美容影響小的優點，應用范圍涉及胸外科的大部分領域，顯示了美好的應用前景，已被認為是自體外循環問世以來胸外科領域又一重大技術革命。
該科引進了上海亞醫公司研制、生產的癌癥組織間三維立體定向放療系統(簡稱體內伽瑪刀)，該系統是一種准確、安全、有效的腫瘤治療方法，在許多腫瘤的治療方面具有明顯優勢。它是將鈦合金包裹的碘125微粒放射源永久植入病灶內及淋巴組織周圍，利用其釋放出的低能量光子產生的X射線及伽瑪射線持續殺傷腫瘤組織並能有效阻止癌細胞的再增殖及擴散，起到在腫瘤組織內部『定向爆破』的作用，達到治療腫瘤的目的。該技術是集核物理學、放射生物學、腫瘤放射學、計算機應用等多門類學科於一體的新方法，具有對正常組織損傷小、幾乎無全身反應、可以避免手術創傷、適應癥廣、住院時間短、療效可靠等優越性，是近年來國內外治療腫瘤的先進手段之一。
同時，該科引進了美國達隆醫療科技公司的『多彈頭自動導航腫瘤射頻治療系統』，對胸部原發性腫瘤、轉移性腫瘤、不能手術切除的腫瘤、較大的腫瘤、高齡患者的腫瘤、全身情況差不願接受手術者、多個病灶、腫瘤位置不宜手術者及不能耐受放、化療者均適合用此方法治療。而且具有損傷小、治療范圍廣、不必全麻、時間短、療效好、腫瘤不復發、並發癥少等優越性。
另外，該科還引進了瑞典最新高科技腫瘤治療設備──惡性腫瘤電化學治療儀，該儀器是用鉑金電極針置入腫瘤部位，在一定的電流及電壓作用下使腫瘤組織發生一系列化學變化，使腫瘤組織變性壞死，達到殺滅癌細胞的目的。對大部分體表及內髒腫瘤均有很好療效，並具有損傷小、療效好、治療范圍廣、住院時間短、並發癥少、治療費用低等特點。
目前，該科引進了上述新技術後，運用手術治療、介入治療、化學治療、放射治療、中藥治療、射頻治療、生物治療、電化學治療等多種治療手段，開展了對胸部多種腫瘤的治療，獲得了良好的療效，它標志南開醫院在惡性腫瘤多學科綜合治療方面躍居國內外先進水平行列。
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