胸腔是个非常复杂的空间，肺表面四分之三的区域被胸壁环绕，它是由一薄层内膜（壁层胸膜）、脂肪、肌肉、肋骨及皮肤按不同比例构成的。肿瘤侵及以上任一部分均会引起疼痛。因而大多数已发生胸内区域性播散的肺癌患者均有胸痛之症状。
包绕肺的顶端--即肺尖的地方，形成了胸壁的一个特殊区域。来自颈部、支配上肢的感觉和运动的神经纤维均经此区进入上肢。因而，若肿瘤侵至此区往往会感到受累侧上肢的疼痛、乏力。这种所谓"潘科斯特癌"，或称上沟癌作为肺癌的一种常以肩痛为主要症状。这种疼痛往往需要镇痛剂才能得以缓解。通常这类患者极易被送给整形外科医生或神经科医生处理，从而丧失了早期诊断的机会。
近四分之一的肺表面与所谓“纵隔”相邻“纵隔”这个词意味着“胸的中部”它代表一个含有一系列生命器官的空间。纵隔位于胸骨正后方，在非专业领域被认为是“中心地带”。气管、主支气管经过纵隔。食管紧贴气管后方经此下行。心脏及其大血管、某些有关生命的大神经也经过此区。若癌症侵及纵隔，可能发生以下症状：
●声嘶是最常见症状。控制左侧发音功能的喉返神经由颈部下行至胸部，绕过心脏的大血管返行向上至喉，从而支配发音器官的左侧。因此，若肿瘤侵及纵隔左侧，使喉返神经受到压迫，声嘶便产生了，但却无咽痛及上呼吸道感染的其它症状；
●在纵隔右侧有上腔静脉，它将来自上肢及头颈部的静脉血输回心脏。若肿瘤侵及纵隔右侧压迫上腔静脉，最初会使颈静脉因回流不畅而怒张，最后还会导致面、颈部水肿，这需要得以及时诊断和处理；
●．侵犯胸膜，可引起胸膜腔积液，往往为血性。大量积液，可以引起气促。此外，癌肿侵犯胸膜及胸壁，可以引起持续剧烈的胸痛。
●．上叶顶部肺，可侵入和压迫位于胸廓上口的器官组织。如第一肋骨、锁骨下动静脉、臂丛神经、颈交感神经等，产生剧烈胸痛，上肢静脉怒张、水肿、臂痛和上肢运动障碍，同侧上眼脸下垂、瞳孔缩小、眼球内陷、面部无汗等颈交感神经征候群。肺癌血行转移后，按侵入器官而产生不同症状。
●最终，发生区域性扩散的肺癌患者几乎都有不同程度的气促。由肺和心肌产生的正常组织液由胸正中的淋巴结回液。若这些淋巴结被肿瘤阻塞，这些组织液将积聚在心包内形成心包积液或积聚在胸腔内形成胸腔积液。以上两种情况均可导致气促。然而，因许多吸烟患者合并不同程度的慢性肺病，这给气促的鉴别带来一定困难。此外，由于一部分肺组织因长有肿瘤而丧失呼吸功能，从而使正个呼吸功能受损而产生呼吸不适，这种不适感起初只在运动时产生，最终连休息时也感觉到。
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