周围血象白细胞总数明显增高，10×109/L者占94%，其中半数>20×109/L，中性粒细胞大多在95%以上。脑脊液呈脓性，有时含块状物，细胞数及蛋白含量增加，糖及氯化物减少。晚期病例有蛋白、细胞分离现象，乃椎管阻塞所致，此时宜作小脑延髓池穿刺，引流的脑脊液中可见大量脓细胞。涂片找到革兰阳性双球菌的机会较多其他可达87.6%其他，培养常阳性。
对流免疫电泳已应用于临床，肺炎球脑膜炎病人阳性率可达79%；乳胶凝集试验的阳性率为80%，在治疗中仍有1/3～1/2阳性。肺炎球菌脑膜炎脑脊液的乳酸脱氢酶活性测定可明显升高。
凡继肺炎、中耳炎、鼻窦炎及颅脑外伤后出现高热不退、神志改变、颅内高压及脑膜刺激征者，应考虑肺炎球菌脑膜炎的可能，及早检查脑脊液以明确诊断。在冬春季发生的脑膜炎，无以上诱因而皮肤无瘀点者，也应考虑本病的可能。
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