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根据临床症状和体征，对于典型病例诊断不困难。但对于早期和轻型、年老和儿童病人，临床表现较少而不够典型者，诊断需更多地借助于实验室检查。
(1)有诊断意义的临床表现：特别要注意怕热、多汗、易激动、纳亢、消瘦、腹泻、静息时仍心动过速、眼征及甲状腺肿大等。在甲状腺部位查到震颤及血管杂音，更具有诊断意义。
(2)一般实验室检查：血清总T3及T4升高，T3树脂摄取试验(RT3u)及游离T4指数 (FT4I为总T4与RT3u的乘积)高于正常。Graves病血中TSH浓度常低于正常。
(3)特殊甲状腺功能试验：①甲状腺131I摄取率或抑制试验：在禁碘剂两周后，做此试验，常示总摄131I率增高，峰值前移，提示甲亢存在。如果对结果有怀疑或仍难诊断的病例，必要时应作甲状腺片或T3片服后甲状腺131I摄取的抑制试验。此抑制试验对年老及有心血管疾病者应慎用。②促甲状腺激素释放激素(TRH)兴奋试验：于注射TRH后有兴奋反应者为正常。如血中基础TSH很低，注射后仍低或未见上升，即不被 TRH 兴奋，结合临床症状，可能提示有甲亢。此试验优于甲状腺素抑制试验或T3抑制试验，副作用少，并可避免甲状腺激素摄入对心脏的影响及甲亢症状加重等缺点。③对症治疗：对少数疑难病例经过实验室检查仍未能确诊，可重复上述检查，还可在对症治疗情况下随诊或可试用抗甲状腺药物进行诊断性治疗1～3月，以便作出正确的诊断。
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