中山大学孙逸仙纪念医院心胸外科创建于1957年。1960年开展首例体外循环心内直视手术，目前已开展各种心血管疾病的外科手术及综合治疗，包括心脏瓣膜置换术及整形术、体外循环或非体外循环冠状动脉搭桥术、心脏移植、大血管疾病的外科手术及杂交手术、先天性心脏病的矫治术、改良迷宫手术治疗房颤、肥厚性梗阻型心肌病的左室流出道疏通术、复杂再次心脏手术等。心血管外科主任郑俊猛教授在心脏移植等方面享有盛誉，近年常规开展心脏移植、大血管外科手术及介入、全腔镜心脏手术以及先心病外科微创封堵术，在珠三角大湾区可快速实施ECMO救援及空中转运，显著改善疗效。
普通胸科目前常规开展“全腔镜肺癌根治术”、“胸腹腔镜联合食管癌根治术”等微创手术，微创技术位列全国前茅，是中山大学重要的胸部肿瘤诊治人才培养基地，是广东省诊治胸部肿瘤疑难疾病最多的胸外科之一。科室专家长期对珠三角包括汕尾市等地区医院开展帮扶工作，指导胸外科术式，交流疑难手术及危重症患者管理经验，为对口医院胸外科发展提供了强有力的技术支撑。
深汕院区心胸外科由中山大学孙逸仙纪念医院垂直管理，科室人员由来自广州院区的技术骨干或培训医师组成。
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