胸內甲狀腺腫需要於下列解剖結構和疾病進行鑑別：
1.與血管瘤鑑別胸內甲狀腺腫如向右上突出時，應與無名動脈瘤、奇靜脈葉鑑別；向左縱隔突出時，應與主動脈瘤相鑑別。
（1）無名動脈瘤在病人做吞嚥動作時，無向上移動現象，在透視下有時可見搏動。記波攝影檢查，其搏動與主動脈波同步。有些病例可造成肋骨破壞，必要時應行動脈造影鑑別。
（2）奇靜脈葉內仍可見肺紋理，在近肺門處可見倒逗點狀的奇靜脈，氣管無受壓現象。必要時行氣管支氣管造影鑑別。
（3）主動脈瘤常使主動脈弓抬高，向上移位；而胸骨後甲狀腺腫則使主動脈弓向下向左移位。主動脈瘤常伴有其他部分主動脈擴張和心臟增大。必要時可行記波或主動脈造影檢查。此外，主動脈瘤或無名動脈瘤以梅毒性為多見，如華-康氏反應陽性者，均應首先考慮為動脈瘤。
2.與神經源性腫瘤鑑別胸內甲狀腺腫如位於後上縱隔者，應與神經源性腫瘤鑑別。
3.與胸腺瘤鑑別胸腺瘤也位於前縱隔，但位置較胸內甲狀腺腫偏低，常合併有重症肌無力、單純紅細胞系發育不全、低丙種球蛋白血癥等伴瘤症狀。鑑別困難時需手術切除病理診斷鑑別。
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