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临床医生以实验室检查信息为基础，密切结合临床有关信息，可对疾病进行诊断或预测，能够指导治疗、监测疗效、判断预后等。随着医学模式从以疾病为中心向以健康为中心转化，实验诊断的应用范围也在逐渐拓宽和不断充实。
实验诊断学（laboratory diagnostics）是以临床检验学提供的结果或数据为依据，由医生结合临床病史/家族史、症状/体征、影像检查/病理检查等资料，经过逻辑思维与科学分析，进行临床诊断、鉴别诊断、病情观察、疗效监测和预后判断的一种临床诊断方法，也可为科学研究、预防疾病、健康普查、卫生保健、个体化医疗和遗传咨询等提供重要的实验依据。
选择实验室检查项目时，临床医生必须在详细询问病史、全面进行体格检查、提出初步诊断的基础上，有方向、有目的地选择检验项目，为临床诊断等获取有效的支持和依据。具体选择项目时需遵循以下原则：① 满足临床诊断、治疗和预防的需求；② 符合循证实验诊断和实验项目优化组合的要求；③ 减轻患者的负担和痛苦。一般可以按照筛查实验、直接诊断实验、鉴别诊断实验、辅助诊断实验和疗效监测实验等顺序进行选择。
不能对某一特定疾病作出肯定性诊断，但对疾病的诊断有一定的筛查意义，如血常规、尿常规、粪便隐血试验等临床基础检验项目。
可作为某种疾病的直接确定诊断的指标，如电解质和酸碱平衡指标可直接反映其失衡状态等。
可作为鉴别诊断指标，如临床中白细胞计数增高，若伴中性粒细胞增高多见于细菌感染，若伴淋巴细胞增高多见于病毒感染。
可作为某些疾病或脏器功能状态的辅助诊断指标，但不能作为确定诊断的指标，如肝功能异常可作为肝脏疾病的辅助诊断指标，反映肝损伤的程度，但不是具体肝病的确诊指标。
治疗监测时选用的某些实验指标，如国际标准化比值（international normalized ratio，INR）用于监测华法林治疗，糖化血红蛋白用于监测糖尿病患者治疗过程中血糖水平。
由于标本的采集、保存、运输，试剂和仪器的稳定性，技术人员操作的水平，以及机体的个体差异等问题，检验结果往往会出现差异。而且检查结果仅是静态的数据和现象，用于判断动态的复杂机体有一定的局限性。因此，评价检验结果时需结合病史、体格检查及其他检查手段，进行系统的全面分析，必要时做动态化验检查。