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凡急性发热伴胸痛，呼吸困难和咳嗽都应怀疑为肺炎球菌性肺炎。根据病史，胸部X线改变，适当标本的培养和革兰氏染色，荚膜肿胀反应可作出初步诊断。确切诊断则需证明胸膜液，血液，肺组织或经气管吸出物中有肺炎链球菌。
血液检查常可见白细胞增多并左移。血培养阳性是肺炎链球菌感染的确切证据。由于肺充气减少可出现低氧血症，由于过度通气可出现呼吸性碱中毒。
痰的革兰氏染色在典型情况下可呈短链排列的革兰氏阳性柳叶形双球菌。用多价肺炎球菌抗血清显示荚膜肿胀才能明显证明这些链球菌是肺炎链球菌；这就是“荚膜肿胀反应”，这一反应可提供直接资料，但检查人员必须有经验，这一技术目前已很少使用。可利用型特异抗血清确定出分离菌株的型别。有的化验室用抗免疫电泳(CIE)以确定分离菌株的血清型，或者使用痰，尿液或其他体液标本进行测定。
胸部X线检查都会显示肺浸润，但在最初数小时可表现不明显或难以发现。支气管肺炎是最常见的X线表现，但实变局限于一叶的大叶性肺炎伴典型支气管充气征是肺炎球菌感染的特殊表现。
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