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本科於民國65年成立，由張昭雄醫師擔任科主任。
民國80年林萍章醫師接任科主任。
民國88年7月，本科因業務需要採功能性分科，分成胸腔、心臟血管外科，成立胸腔及心臟血管外科系，由林萍章教授擔任胸腔及心臟血管外科系主任，劉會平醫師擔任胸腔外科主任，朱肇基醫師擔任心臟血管外科主任。
民國92年7月劉會平醫師擔任林口胸腔心臟血管外科系主任兼胸腔外科主任。
民國92年12月血管外科成立，由謝宏昌醫師擔任血管外科主任。
民國94年長庚實施主任任期制，由蔡峰鈞醫師接任成人心臟外科主任，張育生醫師接任小兒心臟外科主任，而林萍章教授在攻讀法律碩士之後，再次接任心臟胸腔血管外科系主任。
民國95年吳怡成醫師接任胸腔外科主任。
民國100年10月，由蔡峰鈞醫師接任胸腔及心臟血管外科系主任，並兼任心臟外科主任。胸腔外科由劉永恆醫師接任科主任，血管外科則由柯博仁醫師接任科主任。
民國103年7月，林萍章醫師接任心臟外科主任。
民國106年7月，由劉永恆醫師接任胸腔及心臟血管外科系主任，胸腔外科由趙盈凱醫師接任科主任，心臟外科由劉國聖醫師接任科主任，血管外科則由游勝越醫師接任科主任。
民國109年7月，由趙盈凱醫師接任胸腔及心臟血管外科系主任，兼任胸腔外科主任。
民國112年7月，由陳維勳醫師接任胸腔外科主任，心臟血管外科合併，葉集孝副部長兼任心臟血管外科主任，陳紹緯醫師接任心臟血管外科副主任。
民國113年2月，由陳紹緯醫師接任心臟血管外科主任。

胸腔外科
服務項目
肺部腫瘤相關手術、食道腫瘤相關手術、縱膈腔腫瘤相關手術、氣管腫瘤相關手術、氣管支架置放/氣管重建手術/氣管造口術、氣胸/血胸/氣血胸/膿胸相關手術、肺臟移植、肺減容手術、胸部外傷相關手術。

醫療特色
胸腔微創手術、胸部外傷重症處理、急性氣道狹窄併呼吸衰竭之處理、胸腔腫瘤相關手術、末期肺病變之處理、臟移植手術及術後照護、腔疾病之基礎醫學研究。


心臟血管外科
服務項目
1.包含各類心臟疾病，包括：缺血性心臟病 (冠狀動脈疾病)、瓣膜性心臟病 (包括主動脈瓣，二尖瓣，三尖瓣等)、先天性心臟病、末期心臟衰竭、主動脈疾病(主動脈剝離及主動脈瘤等)
2.頸動脈狹窄及阻塞、胸或腹主動脈瘤、腎動脈狹窄、上下肢動脈血管阻塞性疾病、週邊動脈瘤、靜脈曲張或靜脈栓塞疾病等等。
洗腎用動靜脈廔管或人工血管的手術及維持、化學治療用的人工血管注射作植入手術。

醫療特色
1.不停跳冠狀動脈繞道手術、二尖瓣修補術；主動脈剝離手術: 傳統開胸手術；主動脈手術: 新式主動脈支架置放手術；搶救心臟: 循環輔助器(葉克膜及心室輔助器)的運用
2.血液透析血管通路、下肢靜脈曲張、腹主動脈支架血管