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1.血象：呈现典型的小细胞低色素性贫血(MCV<80%，MCHC<30%)，红细胞改变的程度与贫血的时间和程度有关，血片中可见红细胞，中心淡染区扩大，大小不等及畸形，网织红细胞大多正常或轻度增多，白细胞计数正常或轻度减少，分类正常，血小板计数有出血者常偏高，婴儿及儿童多偏低。
2.骨髓象：骨髓增生活跃，幼红细胞数量增多，早幼红细胞和中幼红细胞比例增高，染色质颗粒致密，胞质少，紫蓝色粒细胞和巨核细胞系统常为正常，铁染色铁粒幼细胞明显减少，细胞外铁减少或消失。
3.生化检查
(1)血清铁测定：血清铁降低，<8.95µmol/[(50µg/dl)，总铁结合力增高，>64.44µmol/L(360µg/dl)，转铁蛋白饱和度降低至15%以下，由于血清铁的测定波动较大，应响因素较多，在判定结果时，应结合临床考虑，在妇女月经前2～3天或妊娠后期3个月，血清铁和总铁结合力均可降低，不一定表示缺铁。
(2)血清铁蛋白测定：血清铁蛋白低于14µg/L，但在伴有炎症，肿瘤及感染时可以增高，应结合临床或骨髓铁染色加以判断，缺铁性贫血患者骨髓红系细胞内及细胞外铁均减少或缺如，上述慢性病时，圆满红系细胞内铁减少，但外铁增多。
(3)红细胞游离原卟啉(FEP)测定：FEP增高表示血红素合成障碍，用它表示缺铁的存在，是较为敏感的方法，但在非缺铁的情况(如铅中毒及铁粒幼细胞贫血时)，FEP亦可增高，应结合临床及其他生化检查综合判断。
(4)红细胞铁蛋白测定：用放射免疫法或酶联免疫法可以测定红细胞碱性铁蛋白，反映体内铁贮存的状况，如<6.5µg/L红细胞，表示铁缺乏，但操作较复杂，尚不能作为常规使用。
少数严重贫血者，裂隙灯检查可显示异常。
