(一)X线检查X线检查是诊断肺癌最常用的重要手段。通过X线检查可以了解肺癌的部位和大小。早期肺癌病例X线检查虽尚未能显现肿块，但可能看到由于支气管阻塞引起的局部肺气肿、肺不张或病灶邻近部位的浸润性病变或肺部炎变。
胸部X线透视观察膈肌运动情况，有助于判断膈神经是否被癌肿侵犯。标准断层摄片可显示中央型肺癌支气管阻塞情况，区别肿瘤与炎变的影像，清楚地显示肺癌块影和分叶状形态，肺门和纵隔淋巴结肿大情况，以及显示块影内有无钙化病变。
(二)细胞学检查 多数原发性肺癌病人在痰液中可找到脱落的癌细胞，并可判定癌细胞的组织学类型。因此痰细胞学检查是肺癌普查和诊断的一种简便有效的方法。起床后用清水漱口，从肺深部咳出的新鲜痰液或经支气管镜冲洗吸出的支气管内分泌物均可作为检查标本。多次痰细胞学检查可提高阳性率。中央型肺癌痰细胞学检查的阳性率可达70～90%，周围型肺癌痰检的阳性率则仅约50%左右，因此痰细胞学检查阴性者不能排除肺癌的可能性。鳞状上皮细胞癌大多位于较大的支气管，肿瘤向管腔生长，表层癌细胞易脱落因而痰检阳性率高，判定组织学类型也较准确。未分化小细胞癌痰检阳性率也高，但不易判定组织学类型。
肺癌转移到胸膜腔或心包腔，产生胸膜或心包腔积液的病例，抽取部分积液，经离心处理后取沉淀作涂片检查，找到癌细胞，即可明确诊断。
(三)支气管镜检查支气管镜检查是诊断肺癌的一个重要措施。通过支气管镜可直接窥察支气管内膜及管腔的病理变化情况。窥见癌肿或癌性浸润者，可采取组织供病理切片检查，或吸取支气管分泌物作细胞学检查，以明确诊断和判定组织学类型。但支气管腺瘤由于血管丰富，不宜作支气管镜活组织检查，以免引起大量出血。支气管镜检查尚可观察隆突和支气管的位置、形态、宽度和活动度，必要时采取组织作病理检查尚有助于了解病变的范围、切除术的可能性和肺切除的范围。过去使用的硬管型支气管镜仅能窥见较大的支气管，对中央型肺癌的诊断价值较大。近20年来纤维光导支气管镜得到广泛应用，这种支气管镜管径较细，柔软可弯曲，能伸入各个肺叶、肺段及大多数亚段支气管，并可应用细胞刷或在X线电视透视定位下于肺组织内放入活组织钳，采取供病理检查的标本，从而可提高支气管镜检查的阳性率，对周围型肺癌早期诊断也很有帮助。
(四)纵隔镜检查主要用于判明中央型肺癌侵犯纵隔的范围。经胸骨切迹上缘短的横切口，沿中线纵向切开颈部带状肌及气管前筋膜，用手指在无名动脉与主动脉弓的后方钝法分离气管前筋膜，到达气管隆突区，然后放入纵隔镜窥察肿大的淋巴结。通过穿刺吸引或切取淋巴结供病理切片检查。纵隔淋巴结阳性者，特别是对侧纵隔淋巴结已有转移或未分化肺癌是肺切除术的禁忌证。
(五)经皮穿刺肺活组织检查靠近胸壁的肿块或浸润性病变疑似周围型肺癌或弥漫型细支管肺泡癌应用其它诊断方法，未能明确病变性质，病人的身体状况又不适宜作剖胸探查术的病例，可采用经皮穿刺肺组织活检。在X线电视透视下确定病灶的部位，在局部浸润麻醉下嘱病人屏气时将穿刺针插入病灶中央部位，拔出针蕊，连接30～50ml注射器，在用力作负压吸引的同时转动穿刺针，然后迅速拔出穿刺针，将采集的标本送作病理检查。经皮肺穿刺术后应密切注意有无并发气胸、血胸和咯血。周围型肺癌病例检查的阳性率可达80%，并发症的发生率也不高。转移到胸膜的病变亦可经皮肤穿刺采取胸膜组织作病理检查。
(六)放射性核素检查67Ga-枸橼酸盐等放射性药物对肺癌及其转移病灶有亲和力，静脉注射后能在癌肿中浓聚，可用于肺癌的定位，显示癌病的范围，阳性率可达90%左右。但肺部炎症及肺结核等其它非癌病变也可呈现浓聚现象。因此必须结合临床表现和其它检查资料综合分析。
用133Xe作肺灌注及通气扫描可测定肺癌病变对两侧肺功能的影响，从而有助于判断手术治疗的适应证。
(七)转移病灶活组织检查 晚期肺癌病例已有锁骨上、颈部、腋下等处表浅淋巴结转移或出现皮下转移结节者，可切取转移病灶组织作病理切片检查或穿刺抽取组织作涂片检查，以明确诊断。
(八)纵隔切开术纵隔镜检查难于窥察位于主动脉弓水平下方左侧前纵隔的病变情况。少数中央型肺癌病例为了避免不必要的剖胸术产生的不良后果，可考虑施行对身体创伤较少的纵隔切开术。经左前胸胸骨第2肋间切口，或骨衣下切除短段第2或/和第3肋软骨，结扎胸廓内血管，将胸膜向外侧推开即可显露纵隔和肺门淋巴结，便于采取组织供作病理检查。此种检查方法虽未被广泛采用，但对有些病例在制定治疗方案时有一定的参考价值。
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