如在胸骨左缘(或主动脉瓣区)有吹风样舒张期杂音，左室明显增大，并有周围血管体征，则主动脉瓣关闭不全的诊断极易成立，但不少病例并无明显的左室增大，也无明显的周围血管体征。
因此，主要诊断依据为胸骨左缘三、四肋间舒张早、中期或舒张全期高音调、递减型杂音。如有其它体征而无此杂音，则主动脉瓣关闭不全诊断即不能成立。采用等长运动(如用力握手)，能使体循环阻力及舒张压升高，从而使主动脉瓣关闭不全的杂音增强(对肺动脉高压性杂音的影响不大)。
主动脉瓣关闭不全诊断成立后，须鉴别其病因。风湿性主动脉瓣关闭不全病例多有风湿热病史，其无症状期(代偿期)及有症状期(代偿失调期)均较长，患者年龄轻(大都在10～40岁)，同时有二尖瓣狭窄或主动脉瓣狭窄体征，以及梅毒血清反应(未加热的血清反应素试验，简称usr)阴性。
梅毒性主动脉瓣关闭不全病例多有梅毒史，血清反应阳性，血沉往往增速，患者年龄多在40～60岁，其杂音往往在胸骨右缘第二肋间最响，为响亮的收缩期和舒张期往返性杂音，无二尖瓣狭窄症体征，往往伴有主动脉弓钙化，主动脉管径扩大、不匀或动脉瘤等表现。
临床上常通过心电图、x线片及超声心动图检查以辅助诊断。
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