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贫血与血中巨球蛋白增加最为突出。早期IgM增加，于发病后15天以内即可达正常值的8～12倍。脑脊液中IgM增加也较早，早于白细胞与蛋白质增加，其含量常为100mg/L。
急性罗得西亚型特别是发热时，采外周血或组织液，用湿标本或吉姆萨染色均可找到病原体。冈比亚型一般很难找到病原体，于早期“下疳”或肿大淋巴结(如颈后结节)穿刺吸取液，可能找到病原体，厚血涂片或血浓缩、骨髓涂片及脑脊液离心后检测有可能阳性。也可做动物接种，罗得西亚型可接种于大、小白鼠;冈比亚型应接种于猴，2周后检查接种动物血。也可用NNN培养基培养。
锥虫病患者均须进行脑脊液检测，因其治疗方案取决于是否患有脑膜脑炎，此时脑脊液压力经常增加，细胞数特别是淋巴细胞增加，蛋白质轻度增加而IgM明显增加，离心脑脊液可能找到病原虫。
免疫诊断试验：最常用的是以IFAT和ELISA检测特异性抗体，常用于筛选，特别是大规模的普查，但治疗前必须查找病原体。也可用单克隆抗体ELISA检测患者血清或脑脊液的锥虫抗原。
脑膜脑炎期脑脊液检查可见白细胞计数增加，通常7100×106/L。