尿毒症是腎功能不全的晚期階段，此時病人的腎臟已經失去全部的功能。如果懷疑或判定為尿毒症時，可以進行血常規、生化檢測、免疫學檢測、微生物學檢測等實驗室檢查，以及超音波檢查、CT檢查等影像學檢查。
實驗室檢查
血常規
包括紅血球計數、白血球計數、嗜中性球比例及絕對值、嗜酸性粒細胞計數、嗜鹼性粒細胞計數、淋巴細胞計數、血小板計數和平均體積(HCT)等指標，用於判斷貧血狀態、感染情況、是否有出血傾向，並評估病情嚴重程度。
生化檢測
包括肌酐、尿素氮、二氧化碳結合力、總蛋白、白蛋白、球蛋白、間接膽紅素、直接膽紅素、乳酸脫氫酶、血糖、血脂等指標，其中肌酐升高提示存在慢性腎衰竭，而尿素氮＞7.0mmol/L可確診為尿毒症。
免疫學檢測
如抗嗜中性球胞質抗體試驗、外周血嗜酸性粒細胞增多等，明確是否存在血管炎導致的腹膜透析相關澱粉樣變，或者非免疫性腹膜纖維化的可能。
微生物學檢測
如C-反應蛋白(CRP)、降鈣素原(PCT)，可用於腹膜透析相關腹腔感染診斷，尤其是聯合細菌培養，有助於提高腹膜透析相關腹腔感染的確診率。
其他
透過肝功測定，可以瞭解肝臟代謝功能是否異常；凝血因子測定，可以瞭解有無出血風險；腫瘤標志物檢測，可以幫助排查惡性疾病；心電圖檢查，可以輔助排除心律不整等心臟病變。
影像學檢查
超音波檢查
主要觀察雙側腎動脈內徑、皮下脂肪厚度、膀胱充盈程度等情況，還可以幫助尋找上腹部包塊的原因。
CT檢查
一般首選方法，不僅可以測量左腎容積、估算GFR(腎小球濾過率)，還能顯示腎臟形態、大小、位置及其毗鄰關係，還可對各種器質性疾病引起的急性或慢性腎衰竭做出診斷。
此外，還包括同位素顯像、核磁共振成像(MRI)、靜脈注射腎盂檢查(IVP)(VP)、逆行性胰膽管造影術(ERCP)、胸部X光平片、心電圖檢查、腦電圖檢查等多種檢查方式，均有助於醫生進一步診斷尿毒症。
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