早期X線片可沒有陽性發現,隨進展,於負重區出現骨小梁紊亂,中斷,以後股骨頭軟骨下骨囊性變、夾雜硬化。隨病變進展,修復障礙,病變區出現線性透亮區,圍以硬化骨,呈現新月徵。晚期出現塌陷,變形,半脫位,關節間隙變窄。X線可以確定病變的範圍,排除骨的其他病變,具有簡單、方便、經濟和應用範圍廣泛等優點,仍作為股骨頭壞死的基本檢查方法。
同樣在股骨頭壞死的早期,CT片可表現為正常。CT掃描對判斷股骨頭內骨質結構改變優於MRI,對明確股骨頭壞死診斷後塌陷的預測有重要意義,因此CT檢查也是常用的方法。早期:股骨頭負重面骨小梁紊亂,部分吸收,雜以增粗、融合,囊性吸收、部分硬化。CT可顯示新月徵為三層結構:中心為死骨,且被一透亮的骨吸收帶所環繞,最外圍則是新生骨硬化骨,晚期:股骨頭出現塌陷變形,中心有較大低密度區,關節軟骨下出現殼狀骨折片,髖臼盂唇化突出,可有關節變形。
MRI可早期發現骨壞死灶,能在X線片和CT片發現異常前做出診斷。股骨頭壞死MRI的多樣信號改變反映不同層面病變組織的代謝水平。T2加權像呈高信號的病理特徵是骨和骨髓的壞死引起的修復反應,以骨髓水腫、局部充血,滲出等急性炎症病理改變為主要特徵。T1加權像多為低信號。T2加權像顯示為混合信號,高信號提示炎症充血,水腫,低信號的病變組織多為纖維化,硬化骨。T1加權為新月形邊界清楚的不均勻信號。如果T2加權像顯示中等稍高信號,周圍不均勻稍低信號環繞,則呈典型的雙線徵,位置基本與CT的條狀骨硬化一致。
放射性核素骨掃描(ECT)也是能做到早期診斷的檢測手段。