甲状腺核素显像可以显示甲状腺位置、大小、形态，以及放射性分布状况。甲状腺可以摄取、浓集锝99，放射性碘-131、碘-123。锝99仅显示甲状腺的摄取能力，而碘-131、碘-123，可以反映甲状腺对放射碘的摄取和有机化的能力。正常甲状腺核素显像双侧甲状腺两个叶内放射性分布均匀，两叶上极因为甲状腺组织比较薄，放射性分布略有些稀疏，峡部一般不成像或浓集程度明显低于双侧甲状腺腺叶，偶尔可以见到锥状叶。
使用甲状腺核素显像能够明确甲状腺结节功能状态，以及异位甲状腺组织的定位，帮助探查功能性甲状腺癌。同时，也能够帮助甲状腺组织形态呈像以及重量的估算，估算甲状腺重量也有公式，有助于确定碘-131治疗甲亢放射碘剂量。
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