眼外肌外伤多合并其他损伤，并且病因比较复杂，因此，诊断是有一定难度的，常见的诊断方法如下：
1.详细了解伤情包括头颅、眼眶X线片或CT扫描，脑电图检查，眼肌麻痹非手术治疗恢复情况等。
2.细致检查眼部情况包括视力、眼底、视野、复视检查、眼位、眼球运动、等。眼外肌外伤后引起复视、斜视和代偿头位，应首先查清是一条还是多条肌肉受累，对垂直性斜视更为重要。通过上述方法查出麻痹肌、判断复视由哪几条肌肉损伤引起。
3.继发性偏斜有些轻度的眼外肌麻痹可表现为继发性偏斜大于原发性偏斜。陈旧性麻痹性斜视有肌肉挛缩时，则有一定的共同性，不易查出麻痹肌。有时在鉴别两个垂直肌肉何者为麻痹肌，也常有困难，需作Hess屏检查，或Bielschowsky歪头试验、Parks三步法检查才能鉴别。
4.眼外肌外伤后的追踪观察对明显的锐器伤、受伤部位明确者，常可做出判断，但对眼外肌损伤后，眼睑水肿，不能睁眼的患者待水肿消失后才能进行检查。在治疗与追踪观察中需要判断病情究竟在好转还是继续进展，常用的方法为Hess屏检查以及三棱镜遮盖法和同视机检查等。
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