怀疑脑血栓时通常建议优先选择核磁共振检查，必要时可结合CT检查辅助诊断。脑血栓的影像学评估方式主要有核磁共振平扫加血管成像、CT平扫加血管造影等。
核磁共振对早期脑缺血改变敏感度较高，可在发病后数小时内检出梗死灶，弥散加权成像能清晰显示急性期缺血范围。核磁共振血管成像无需注射造影剂即可评估脑血管狭窄程度，对后循环病变显示优于CT。但核磁共振检查时间较长，对体内有金属植入物、幽闭恐惧症患者存在限制。
CT检查速度快，能快速排除脑出血，对超急性期大面积梗死有一定提示价值。CT血管造影需注射碘造影剂，可显示血管闭塞部位，但辐射量较大。对肾功能不全或造影剂过敏者需谨慎选择。部分微小梗死灶在CT上可能显示不清，尤其脑干等后颅窝区域。
出现突发偏瘫、言语障碍等脑血栓症状时，应立即就医完善检查。除影像学检查外，还需结合血液检查、心电图等综合评估。治疗时间窗内确诊可考虑静脉溶栓或血管内取栓治疗，后期需规范进行抗血小板、调脂等二级预防。
