Oregon Sağlık Bilimleri Üniversitesi Göğüs – Kalp - Damar Cerrahisi Bölümü’nde çalıştı.
2000 yılında İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi’nin Göğüs Cerrahisi Anabilim Dalı’nın kuruluşunda yer aldı.
2005 yılında İstanbul Tıp Fakültesi Göğüs Cerrahisi Anabilim Dalı Başkanı olarak atandı.
Koç Üniversitesi Tıp Fakültesi’nin kuruluşundan itibaren öğretim üyeliği yapan Dr. Dilege, Eylül 2018 tarihinden bu yana Koç Üniversitesi Tıp Fakültesi Dekanı olarak görev yapmaktadır.