1.血常规：血白细胞正常或稍高，红细胞沉降率（血沉）加快。
2.呼吸道标本培养：痰、咽拭子、咽喉分泌物、支气管肺泡灌洗液中可分离出肺炎衣原体。但培养要求高，需用体外细胞株培养才能生长。
3.血清学试验：目前普遍用来诊断衣原体肺炎的血清学方法是微量免疫试验（MIF），MIF可鉴别IgM和IgG。原发感染者，早期可检测血清IgM，急性期血清标本如IgM抗体滴度≥1:16或急性期和恢复期的双份血清IgM或IgG抗体有4倍以上的升高。再感染者IgG抗体滴度≥512或4倍增高，或恢复期IgM有较大的升高。
4.分子生物学方法：应用最多的是PCR和直接抗原检测，PCR或IgM检测是确定感染更快速、敏感性和特异性较高的方法。
5.X线胸片：以单侧、下叶肺泡渗出为主。可有少到中量的胸腔积液，多在疾病的早期出现，少数在后期出现。肺炎衣原体肺炎也可发展成双侧，表现为肺间质和肺泡渗出混合存在，病变可持续几周。原发感染的患者胸片表现多为肺泡渗出，再感染者则为肺泡渗出和间质混合型。
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