1、血总甲状腺素（总T4）测定
在估计患者甲状腺激素结合球蛋白（TBG）正常情况下，T4的增高（超过12ng/dl）提示甲亢。如怀疑TBG可能有异常，则应测定I125-T3结合比值（正常时为0.99±0.1，甲亢时为0.74±0.12）并乘以T4数值，以纠正TBG的异常，计算出游离甲状腺指数（FT4I），本病患者结果增高。如正常，应争取作进一步检查。
2、血总T3
正常值100～150mg/dl，本病时增高，幅度常大于总T4。
3、反T3（rT3）的测定
血rT3正常均值为50ng.dl，甲亢时明显增高。
4、游离T4（FT4）和游离T3（FT3）
FT4和FT3的测定结果不受前述TBG的影响，能较总T4和T3总的结果更正确地反映T4功能状态。正常值：FT4为10.3～25.7pmol/L，FT3为2.2～6.8pmol/L。甲亢患者结果明显高于正常高限。
5、甲状腺摄131碘率
如摄碘率增高，3小时大于25%，或24小时大于45%（近距离法），峰值前移可符合本病，但宜作T3抑制试验，以区别单纯性甲状腺肿。
6、T3抑制试验
正常及单纯甲状腺肿时第二次摄131I率明显下降，达50%以上。本病及浸润性突眼患者中，促甲状腺激素（TSH）对甲状腺的刺激已为促甲状腺素受体抗体（TSAb）所取代，且不受T3和T4所抑制，故在眼用T320μg每8小时一次，一周后第二次摄131碘率不被抑制或小于50%。此法对老年有冠心病者不宜采用，以免引起心律紊乱或心绞痛。
7、促甲状腺激素释放激素（TRH）兴奋试验
有兴奋反应患者正常，如TSH接近于零，或用灵敏感度较高的免疫测量分析结果TSH低于正常，且不受TRH兴奋，可提示甲亢（包括T3甲亢）。
8、TSAb或TSI
本病患者阳性率80%～90%，经治疗病情缓解后TSAb的活性明显下降或转正常，有利于随访疗效和鉴定治疗后复发可能。
9、抗甲状腺球蛋白抗体（TGA）和抗甲状腺微粒体抗体（MCA）
在本病中TGA和MCA均可阳性，但其滴度远不如桥本甲状腺炎高。
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