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ESMO對於分期和風險評估的臨床實務建議 必須有記錄完整的病史，包括準確的吸煙史和合併症、體重減輕、體能狀態和理學檢查。 需要進行標準的抽血檢驗，包括常規血液學、腎和肝功能以及骨生化測試。 其他測試，例如:血脂肪和肌酸激酶水平，此乃取決於將要使用的靶向治療的毒性。 如果標靶治療可能導致心臟的不良反應，包括節律改變（例如長 QT），則需要進行心電圖檢查。 診斷時應進行胸部和上腹部（包括肝臟和腎上腺）進行顯影劑增的電腦斷層掃描 。 所有轉移性疾病患者的診斷，都應考慮中樞神經系統 (CNS) 影像學，並且對於有神經系統症狀或體徵的患者更是必需的。 如果可行，應考慮對所有患者進行中樞神經系統成像和腦部磁振造影。 如果臨床上懷疑骨轉移，則需要骨掃瞄檢查。 骨掃瞄檢查與電腦斷層掃描結合，可用於檢測骨轉移。正子攝影是檢測骨轉移最敏感的方法。 對於有疑似寡轉移性疾病的患者，推薦使用正子攝影和腦部磁振造影。 在影像學研究中存在孤立轉移部位時，應努力獲得4期疾病的細胞學或組織學確認 。 對於寡轉移性疾病，如果縱隔疾病可能會影響治療計劃，則應進行病理學證實。 分期根據美國癌症聯合委員會 (AJCC)/國際癌症控制聯盟 (UICC) TNM（腫瘤-淋巴結-轉移）第 8 版分期手冊進行分期。 建議在治療 8-12 週後進行治療反應的評估，使用與最初證明腫瘤病變相同的放射學檢查。 不推薦常規進行正子攝影的追蹤，因為儘管敏感性高，但特異性相對較低。 測量和反應評估應遵循實體瘤反應評估標準 (RECIST) 。  

病理學和分子生物學 生物標誌物的檢測，識別出具有可治療目標的致癌驅動因子的非小細胞肺癌亞型，是至關重要的。而這些驅動因子主要存在於肺腺癌當中。 確實是有必要證明特定的分子基因的改變，方可採用適當的靶向治療來定制治療。 非小細胞肺癌中臨床相關的 EGFR 基因突變，包括了:外顯子 18-21 中的取代、缺失和插入，這些突變激活酪氨酸激酶的活性，並可且賦予其對可用 EGFR 酪氨酸激酶抑制劑 (TKI) 或其他藥物的敏感性或抗藥性。 最常見的的 EGFR 基因突變是外顯子 21 出現L858R 替換和，以及外顯子 19 缺失性突變，如此賦予第一代至第三代EGFR標靶藥物的敏感性。建議即使在臨床資源或材料有限時，至少應對是否有這些常見的ERGFR基因突變進行評估。 下一個最常見的EGFR 基因突變是外顯子 20 的插入，主要因為當前EGFR標靶藥物的抗藥性所導致，但對某些新興藥物敏感。其他的常見的EGFR 基因突變，包括外顯子 18 中的突變，具有不同的敏感性。