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钟南山在英国留学的主攻方向，是呼吸疾病的研究与防治。回国之后，他与呼研所的其他领头人，共同定下了呼研所的主攻方向：支气管哮喘的发病机理与诊治；缺氧性动脉高压机理与治疗；支气管肺癌发病机理与成人呼吸窘迫综合征防治；慢性阻塞性肺疾病（简称“慢阻肺”）膈肌功能；慢阻肺、肺心病病人营养及营养疗法。
钟南山带领团队，到广州石油化工总厂，对氨作业区的工人进行了肺功能检查，并将检查数据与广州市内相对非污染区的人员的检查数据做比照。研究结果显示，在当时我国国家卫生标准所设定的氨标准安全浓度环境中长期工作，并非绝对安全。钟南山的这一研究结果，为我国制定石化工业中安全的氨标准浓度，提供了科学依据。对石油化工厂的研究并未到此结束，钟南山又将研究结果与吸烟对呼吸系统疾病影响的研究联系到一起。一九八四年，钟南山带领呼研所团队，使用自己从英国带回的英国胸科学会标准咨询普查表，与世界卫生组织、广东从化初级卫生保健中心、广东从化呼吸病防治组一起，赴广东从化良口镇调查研究，收集了宝贵的第一手调查数据。数据到手之后，由于呼研所无统计计算所需的计算机，钟南山与同事们耗费了大量的心血与精力，全靠人工，对数据进行整理、统计，得出了吸烟与慢性支气管炎和支气管哮喘发病关系的结论，并找到了适合当地的防治与治疗办法。这次辛苦的调研，填补了华南地区吸烟与慢性支气管炎发病情况调查研究的空白，为华南地区慢性支气管炎的防治与治疗提供了指导性意见。调查结束之后，广东从化建立了呼吸疾病防治研究基地，为之后进一步深入开展研究奠定了良好的基础。此次调研形成的论文《广州从化地区吸烟现况及其与慢性支气管炎发病的关系》，引起国内外医学界的关注与重视，此项研究被世界卫生组织纳入科研计划。
在肺源性心脏病的病因及防治实验中，钟南山请来了大活猪。其实，早在钟南山刚刚将视野从支气管炎拓宽到肺心病研究时，他就开始寻找适合的实验动物。一开始，少年时当过“小白鼠饲养员”的钟南山，选择用小白鼠做实验。可小白鼠适合父亲钟世藩的鼠胚胎病毒培养研究，对于钟南山所做的肺心病研究却不理想。后来，实验动物换成了猪。钟南山发现猪的肺和心与人类相似，猪也会得肺心病。钟南山和同事开始在猪身上做实验。没地方做实验，大家就把办公桌都搬到外面，把猪赶进去，早上六点进去，半夜一点出来。大胖猪时常出入呼研所，而每当“猪先生”现身，钟南山和研究人员就得连续实验十几个小时，出来后累得直不起腰。
经过不懈努力，他们终于弄清楚了肺心病的发病机制和病理原因，找到了缺氧和肺动脉之间的关系，找出了造成肺高压的原因，为治疗肺心病提供了新依据。
在对猪进行实验的过程中，研究人员掌握了必要的心肺研究技术性技巧，取得了令人瞩目的研究成果，令呼研所的科研水平跻身国内先进之行列。
找到了病因，钟南山和呼研所的同事继续前行，向减轻患者痛苦、治疗康复方向探寻。钟南山发现了营养支持疗法对病人治疗及康复的重要性。钟南山试图在固本的基础上，让病人增加营养，增强体质，抗击病魔。在这项研究基础上，一九八九年，他首次在国内提出了中国慢阻肺患者基础能耗校正公式。经过成百上千次的实验，钟南山和科研同事终于研制出了符合中国慢阻肺病人营养需求的全营养素“优特力生”。“优特力生”可以显著提高病人能量获取及代谢水平，对国内慢阻肺和肺心病病人的营养供给治疗起了极其重要的作用。
将士拼杀，需要良好的武器，科研工作者探索科学高峰，需要适合的实验仪器。研究哮喘，需要测定气道反应。一直以来，测定气道反应的仪器用的是进口仪器，价格昂贵，国内只有几台，根本无法覆盖至基层医院。钟南山的研究向前推进，但单位的设备仪器更新速度根本无法跟上他的节奏。钟南山当年在英国用800毫升鲜血“唤醒”故障仪器的狠劲又上来了。没有仪器，我们自己造！钟南山埋头苦干三个月，终于研制出简易支气管激发实验仪。这台实验仪与进口仪器检测功效相当，操作简便，售价低廉，是一款适合中国国情，适合中国医疗、科研实际情况的仪器。这项成果，造福了广大医疗工作者和患者，不仅仅向世界证明了中国科研人员在高、精、尖仪器、设备上的创造能力，也表明了中国医疗科研工作已渐渐摆脱完全依赖进口设备的状况，步入独立、自给的良好方向。此后，钟南山在研究推进过程中，又陆续研制出电脑化膈肌功能测定仪、峰速仪……他犹如跑道上那个迎风疾跑的斗士，披荆斩棘，用自己的双手和智慧，为后来者开辟前行道路。
不得不说，要成为某一行业的翘楚，除了志向高远，勤勉刻苦，还需在专业领域上大胆假设。钟南山在刚刚加入慢性支气管炎防治小组时，就以敏锐的直觉，从病人的痰迹中，找到了研究慢性支气管炎的方向。回国之后，他又注意到因症状普通而被轻视的“病因不明的顽固性咳嗽”。钟南山想起在英国留学时，在笔记上记录过的一件事：一九七七年，美国科罗拉多州立大学医学院教授杜马斯·佩蒂提出“隐匿型哮喘”的概念，但由于缺乏具体数据，没被医学界承认。钟南山决心就从“顽固性咳嗽”这方面深耕，把“隐匿型哮喘”命题弄清楚。钟南山从气道高反应性与哮喘之间的关系入手，设定普查方案，组织广州呼吸疾病研究所人员进行调查研究。在历经几年普查及随访获得了大量第一手数据之后，钟南山及研究人员在论文《无症状的气道高反应性提示有隐匿型哮喘吗？》中，首次证实并完善了杜马斯·佩蒂所提出的“隐匿型哮喘”的概念。钟南山所提出的“隐匿型哮喘”新观点，在一九八八年亚太胸肺会议、一九八九年亚太呼吸病会议、一九九〇年欧洲呼吸病会议、一九九二年香港国际儿科疾病会议上被宣读。其中，“青少年气道反应性资料”被第十一届亚太胸肺会议选为最佳展出文章。“隐匿型哮喘”的观点被世界卫生组织及美国国立卫生研究院（NIH）联合撰写的《哮喘全球防治创议》引用，获得国内外同行的认可。钟南山被美国胸科协会授予“特别委员”称号。钟南山所做出的“隐匿型哮喘”研究成果，对我国哮喘疾病的预防与治疗，起到了积极的推进作用。