胸膜的针吸活组织检查可用于确定恶性或结核性胸腔积液的诊断。采取多次胸膜活检以提高诊断率。胸膜活检结合胸膜细胞学检查可提高产量。对于疑似结核性积液患者，壁层胸膜穿刺活检比恶性胸腔积液患者更有价值。最初的活检可能在50％-80％的患者中表现出肉芽肿。

在Pandit等人最近使用Abrams针进行的一项研究中，胸膜活检组织分别在90.9％和63.2％的病例中诊断为结核和恶性肿瘤，并且在结核病的所有病例中均存在组织病理学上的结核性肉芽肿。所有确诊的结核性胸腔积液中抗酸杆菌染色的胸水均为阴性，仅有22％的患者胸膜组织酸性快速染色阳性。肉芽肿性胸膜炎并非特异性结核病; 它也存在于其他疾病过程中，包括真菌感染，结节病和类风湿病。

在对414名患者进行的大型回顾性分析中，除了结核性胸膜炎患者外，胸膜穿刺活检被确定为非特异性。

多项研究比较了Cope针与Abrams针的诊断灵敏度。 在2006年对57名胸膜结核患者的研究中，Cope针的诊断率为85％，而艾布拉姆斯针的诊断率为57％。然而，这一发现没有达到统计学意义。Cope针头的气胸发生率高于艾布拉姆斯针头。此外，Cope针需要更多的患者合作以最大限度地呼气，以便产生较少的负胸腔内压力，从而最小化气胸的风险。

一项研究利用细胞刷来增加Cope针的闭合胸膜活检程序的产量。该技术优于（91％产率）与恶性胸腔积液中的胸膜细胞学（67％产率）或胸膜活检（58％产率）相比。

在James等人2010年的一项研究中，48名胸腔积液患者接受了胸部活检，并采用了Tru-cut活检针。所有渗出性胸腔积液闭合性胸膜活检的诊断率为62.2％，结核性胸腔积液的诊断率为76.2％，恶性胸腔积液的诊断率为85.7％。

鉴于无法针对异常增厚的胸膜以及与闭合性胸膜活检相关的常见并发症（如气胸），该手术仅限于胸腔积液较多的患者，并且已大部分被图像引导的胸膜活检取代。