診斷冠狀動脈疾病，除了詢問病史、身體檢查之外，還會抽血檢驗血糖、血脂、心肌酵素，追蹤心肌酵素的變化。也會安排靜態心電圖，確認心電圖的波形是否有心肌缺氧的可能。而胸部X光可確認心臟有無擴大的現象，以及排除其他可能引起胸痛的可能原因，例如氣胸、肺炎等等。 當上述檢查有異常，懷疑可能有冠狀動脈疾病，就會進一步安排更精密的檢查。包括：
1.運動心電圖：在運動狀態下，心臟需要更多血液和氧氣，讓心臟跳得更快、收縮更大力，以提供較多的心輸出量。但是當病人有嚴重冠狀動脈疾病時，心肌會出現缺氧的現象，心電圖就可能出現缺氧的波形，或是出現心律不整的狀況。
2.心臟核子醫學攝影：施打藥物來增加心臟的需氧量，如果病人有冠狀動脈疾病就可能被誘發心肌缺氧，核子醫學攝影就可判斷心臟缺氧的範圍和嚴重程度。
3.心臟超音波：可以快速評估心臟大致功能和結構有無異常，一般中重度冠心症的病友心臟超音波多有不正常發現。
4.高層次雙源電腦斷層：病人接受電腦斷層攝影後，再重組成冠狀動脈血管的影像。雖然高層次雙源電腦斷層這是非侵入性的檢查，但其診斷冠狀動脈疾病的敏感度、特異度和陽性及陰性預測值有高達九成以上。但是缺點是目前健保不給付，必須病人自費。
5.心導管檢查：這是診斷冠狀動脈疾病標準的檢查工具。施行心導管檢查必須從手上的橈動脈或是鼠蹊部的股動脈打針，放入導管才能確認冠狀動脈的狀況，瞭解血管之阻塞程度及心臟功能。
因為心導管是侵入性檢查，可能造成出血、感染、中風、血管受傷剝離、醫源性心肌梗塞，所以必須運動心電圖或心臟核子醫學攝影有異常才會安排心導管檢查。
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