醫生診斷甲亢要根據病人的臨床表現和各種醫學檢查結果，同時還要排除其他一些疾病（如類似甲亢部分症狀的其他代謝性疾病）。另外，醫生不僅要判斷病人是不是患有甲亢，更重要的是對甲亢的型別和嚴重程度加以分析，並根據病情制定治療計劃，為此必須進行一些選擇性檢查或全面性檢查。
醫院裡針對甲亢的檢查專案很多，不同檢查專案分別從不同側面反映甲狀腺的情況和身體的整個情況。通常醫生會根據每個病人的具體情況決定需不需要進行全部的檢查，或做選擇性檢查。
1、一般性指標。主要包括血常規、電解質、肝腎功能等，以幫助判斷機體的一般狀況。
2、血清甲狀腺激素水平檢查。包括血清總T3(TT3)，總T4（TT4），遊離T3（FT3），遊離T4(FT4)等測定，在這些指標中至少有一項在甲亢時處於增加狀態。嚴重甲亢患者這些指標可能很高。
3、促甲狀腺素（TSH）。TSH是人的腦垂體分泌的，生理性的作用是促進甲狀腺生長和分泌甲狀腺激素。甲亢時，TSH的分泌受到抑制，因此檢測值很低。甲亢被控制後，TSH逐漸恢復正常，但恢復的速度比甲狀腺激素慢。甲減時，TSH會過多分泌。
4、血清甲狀腺抗體檢查。包括促甲狀腺素受體抗體（TRAb）、甲狀腺過氧化物酶抗體（TPOAb），甲狀腺球蛋白抗體測定（TGAb）。這些指標檢測可明確病人的甲亢屬於哪些型別，並且可以幫助判斷甲亢病人在未來的甲狀腺功能變化。
5、甲狀腺攝碘（131I）率測定。這個檢查也幫助明確病人的甲亢型別，對碘-131治療計劃也有幫助。
6、甲狀腺超聲檢查和甲狀腺核素顯像。這二個檢查可以分析甲亢病人的甲狀腺大小、血流異常情況、甲狀腺內結節變化情況和性質等。檢查結果對治療決策有幫助，而且可以在治療前後進行客觀比較甲狀腺變化情況。
7、其他檢查如X-CT、甲狀腺細針穿刺細胞學等。有些時候醫生會要求做這些檢查，可能是因為甲亢的病情比較複雜，尤其需要排除一些惡性病變時採用。
8、甲亢合併有併發症或其他疾病要做其他相關檢查。
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