除临床表现外，主要依靠检测TT4、FT4、TT3、FT3、TSH以及TRH兴奋试验等确立诊断。
一、一般检查①血常规常有轻、中度贫血，属正细胞正色素性，小细胞低色素性或大细胞型。②血糖正常或偏低，葡萄糖耐量曲线低平。③血胆固醇，甘油三酯和β-脂蛋白增高。
二、甲状腺功能检查①基础代谢率降低，常在-30--45%以下;②甲状腺摄碘率低于正常，呈扁平曲线;③血清T4降低，常在38.6nmol/L(30ng/ml)以下，FT4常<9.11pmol/L(7.08pg/ml);血清T3与FT3亦可有不同程度降低，但轻中度患者有时可正常，血清rT3可低于0.3nmol/L(0.2ng/ml)。
三、下丘脑-垂体-甲状腺轴功能检查①血清TSH测定，正常人多<10mu/L(10μu/ml)，在原发性甲减中，TSH>20mu/L(20μu/ml);继发性甲减则显着降低，可<0.5mu/L(0.5μv/ml)，②TSH兴奋试验，皮下注射TSh10单位后，如甲状腺摄131碘率明显升高，提示为继发性甲减，如不升高，提示为原发性甲减。③TRH兴奋试验，静脉注射TRH200~500μg后，如血清TSH呈延迟增高反应，提示病变可能在下丘脑水平，如无增高反应，病变可能在垂体，如TSH基础值较高，TRH注射后更高，则提示病变在甲状腺。
四、X线检查作头颅平片、CT、磁共振或脑室造影，以除外垂体肿瘤、下丘脑或其他引起甲减症的颅内肿瘤。原发性甲减，垂体与蝶鞍可继发性增大。
五、甲状腺自身抗体检查病因与甲状腺自身免疫有关者，患者血中抗甲状腺微粒体抗体(TMA)和抗甲状腺球蛋白抗体(TGA)可增高。
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