根据急性起病的发热、头痛、呕吐，查体有脑膜刺激征，脑脊液压力升高、白细胞明显升高，即应考虑本病。确诊须有病原学证据，包括脑脊液细菌涂片检出病原菌、血细菌培养阳性等。
一、常规实验室检查
a) 血常规：白细胞总数及中性粒细胞明显增加。贫血常见于流感杆菌脑膜炎。
b) 血培养：早期、未用抗生素治疗者可得阳性结果。能帮助确定病原菌。
c) 咽拭子培养：分离出致病菌有参考价值。
d) 瘀点涂片：流脑患儿皮肤瘀点涂片查见细菌阳性率可达50%以上。
二、脑脊液检查：
a) 常规：可见典型化脓性改变。脑脊液外观混浊或稀米汤样，压力增高。镜检白细胞甚多，可达数亿/L。
b) 生化：糖定量不但可协助鉴别细菌或病毒感染，还能反映治疗效果。蛋白定性试验多为强阳性，定量每在1g/L以上。
c) 细菌学检查：将脑脊液离心沉淀，作涂片染色，常能查见病原菌，可作为早期选用抗生素治疗的依据。
d) 免疫学检查：
i. 对流免疫电泳（coumter-immunoec trophoresis,CIE)：此法系以已知抗体（特定的抗血清）检测脑脊液中的抗原（如可溶性荚膜多糖。特异性高，常用作流脑快速诊断，也用以检查流感杆菌、肺炎链球菌等，阳性率可达70%～80%。
ii. 对脑膜炎双球菌与流感杆菌检测结果与用CIE方法所测结果相似。但对肺炎链球菌敏感性较差。此法较CIE敏感，但有假阳性可能。
iii. 用荧光素标记已知抗体，再加入待检抗原（如脑脊液、血液标本），然后用荧光显微镜观察抗原抗体反应。此法特异性高、敏感性强，可快速作出诊断，但需一定设备。
iv. 酶联免疫吸附试验。
e) 鲎蛛溶解物试验 ：（1）正常脑脊液中免疫球蛋白量很低，IgM缺乏。化脑患儿IgM明显增高，如大于30mg/L，基本可排除病毒感染。（2）正常脑脊液LDH平均值：新生儿53.1IU；乳儿32.6IU；幼儿29.2IU；学龄28.8IU。LDH同功酶正常值；新生儿LDH127%，LDH235%,LDH334%，LDH243%，LDH51%。出生1个月后，LDH137%，LDH232%，LDH328%，LDH42%，LDH51%。化脑病儿LDH值明显升高，同功酶中LDH4及LDH5明显上升。
三、影像学检查
影像学检查的诊断和鉴别诊断意义有限。部分患者表现为增强后脑膜和脑皮层增强信号，但无增强表现亦不能排除诊断。影像学检查的真正意义在于了解脑膜炎的中枢神经系统并发症，如脑脓肿、脑梗死、脑积水。硬膜下积脓和静脉窦血栓形成等。
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