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甲狀腺疾病的診斷需仰賴 抽血檢驗甲狀腺荷爾蒙，臨床常見的檢驗項目包括T3、T4、TSH和FreeT4。
　
甲狀腺是控制全身新陳代謝的重要器官之一，甲狀腺荷爾蒙和生長、發育 都有密切的關係。甲狀腺荷爾蒙的機轉目前尚未完全明瞭，而其功能主要是 增加組織代謝，人體耗氧量、呼吸速率、體溫、心輸出量等，碳水化合物、 脂肪和蛋白質的代謝也都和甲狀腺荷爾蒙有關。
　
甲狀腺機能過高，常產生體重減輕、心悸、易緊張躁動等症狀；若甲狀腺 功能低下，則會出現怕冷、行動遲緩、皮膚乾燥等現象，引起甲狀腺功能變 化的疾病，包括甲狀腺功能亢進或甲狀腺功能低下、甲狀腺癌、甲狀腺炎 等。
　
T4（甲狀腺素）是甲狀腺分泌的主要荷爾蒙，釋放於血液中後，大部分與 血漿蛋白結合，少部分呈現游離狀況亦即為（FreeT4），正常參考值為 4.5~11.5 ug%，照理說，T4應可自然反映甲狀腺功能，但在許多特殊情形 下，受檢者T4數值上升，但甲狀腺功能正常，例如婦女懷孕或服用避孕藥等 狀況。
　
T3（三碘甲狀腺原氨酸）也由甲狀腺所分泌，部分由甲狀腺素轉化而來， 一般來說，如果T3數值偏高，表示甲狀腺功能亢進，如果偏低，可能是甲狀 腺功能不足，但如同T4，許多因素也會影響數值，如嚴重的全身性疾病或營 養不良等，正常參考值為 60~180 ng/dl。
　
由於單單只看T3和T4數值並不能完全反映甲狀腺功能，近年來臨床醫師逐 漸傾向以TSH（促甲狀腺刺激素）和FreeT4作為測定甲狀腺功能的主要項目。
　
TSH主要功能是刺激甲狀腺分泌T3和T4，血中T4降低時，TSH便會分泌增 加，反之則降低，TSH的正常數值為0.4~6.0 miu/ml。如果TSH正常，則可去 除甲狀腺機能過高的可能性，在甲狀腺機能偏高時，TSH數值則會偏低，此時 再進一步測定T3、T4和Free T4數值，則可了解甲狀腺功能亢進程度。
　
T4經由甲狀腺分泌和血漿蛋白結合後，極少部分以游離狀態存在血液中的 甲狀腺素稱為FreeT4，這些游離的甲狀腺才具有生物活性，是真正有功能的 甲狀腺荷爾蒙，與體內新陳代謝有關，比T3及T4更能反映出甲狀腺的機能， 在血液中的正常參考值是0.7~1.8 ng/dl。