1、头颅影像学：卒中样发作期头颅CT显示大脑的颞、顶、枕叶皮质和临近皮质下低密度病灶，少数患者累计双侧大脑半球，可合并双侧基底节钙化。
2、基因检测：疑似患者可行基因检测进一步确诊，阳性率达95%以上。热点突变如mtDNA3243A＞G、13513G＞A、3271T＞C等，或进行mtDNA全长测序和相关核基因检查。
3、肌肉活检：为明确是否存在肌肉病时，骨骼肌活检冰冻活检切片典型病理改变为改良Gomori三色染色可见不整红边纤维，琥珀酸脱氢酶染色可见破碎蓝染肌纤维和深染的小血管。
4、生化测定：辅助支持诊断，血清肌酸激酶正常或增高，肌酸激酶/乳酸脱氢酶比例倒置，血和脑脊液乳酸升高。
5、电生理检查：协助诊断是否存在多系统损害。
（1）脑电图：显示癫痫发作期以及发作期间背景活动减慢或癫痫样放电。
（2）针极肌电图：少数患者出现肌源性损害或神经源性损害。
（3）电测听和脑干听觉诱发电位检查：多数患者存在听力受损，以高频损害为主。
（4）心电图：存在心脏传导阻滞或预激综合征、左室高电压。