診斷腎癌需要進行實驗室檢查、影像學檢查和病理學檢查。實驗室檢查的目的是作為對患者術前一般狀況、肝腎功能以及預後判定的評價指標，主要包括尿素氮、肌酐、肝功能、全血細胞計數、血紅蛋白、血鈣、血糖、血沉、鹼性磷酸酶和乳酸脫氫酶等。
目前，尚無公認的可用於臨床診斷腎癌的腫瘤標記物。腎癌的臨床診斷主要依靠影像學檢查，確診則需病理學檢查。
常用影像學檢查專案包括：胸部X線片(正、側位)、腹部超聲、腹部CT、腹部MRI檢查，PET或PET-CT檢查一般很少用於診斷腎癌，多是用於晚期腎癌患者以便能發現遠處轉移病灶或用於對進行化療、分子靶向治療或放療患者的療效評定。對未行CT增強掃描，無法評價對側腎功能者應行核素腎血流圖或靜脈尿路造影檢查。
有下列三項內容之一的腎癌者應該進行核素骨顯像檢查：
1、有相應骨症狀。
2、鹼性磷酸酶高。
3、臨床分期≥Ⅲ期。對胸部X線片上顯示肺部有可疑結節或臨床分期≥Ⅲ期的腎癌患者應進行胸部CT掃描檢查。對有頭痛或相應神經系統症狀的腎癌患者還應該進行頭部MRI、CT掃描檢查。
由於影像學檢查診斷腎癌的符合率高達90％以上，而腎穿刺活檢病理檢查診斷腎癌的價值有限，所以通常不做腎穿刺活檢檢查。但對影像學診斷難以判定性質的小腫瘤患者，可以選擇行保留腎單位手術或定期(1～3個月)隨診檢查。對年老體弱或有手術禁忌證的腎癌患者或不能手術的晚期腎癌且需能量消融治療(如射頻消融、冷凍消融等)或化療的患者，治療前為明確診斷，可選擇腎穿刺活檢獲取病理診斷。
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