当下丘脑-垂体-甲状腺功能正常时，血TSH是甲状腺功能活动的“标志”或“金标准”。但在病理情况下，TSH不能完全反映甲状腺的功能状况。甲减用TH制剂替代治疗后，需要4～6周才能使血TSH恢复正常；而甲亢用抗甲状腺药物（ATD）治疗后，需要数月（视病情和治疗效果而定，一般2～6个月）才能使血TSH回复到正常范围。血T ₃、T ₄和TSH的浓度出现矛盾现象，T ₃、T ₄已正常，但TSH仍升高（甲减）或降低（甲亢），此即为TH和TSH的“非平衡期”（period of nonequilibrium）。因此，如果观察非平衡期内的药物疗效，只检测血TSH显然是片面的。

甲亢或甲减患者经过继续治疗渡过了“非平衡期”，下丘脑-垂体-甲状腺轴的调节功能恢复正常，血TSH和T ₃、T ₄的浓度表现为一种负对数线性关系（inverse log-linear relationship），FT ₄下降使TSH呈指数上升，或者FT ₄上升使血TSH呈指数下降 ^［6，7］。血TSH的波动范围远远超过FT ₄，前者可达数十倍乃至数百倍，而后者仅数倍之差。

1.美国甲状腺病学会于1990年公布的甲亢和甲减的实验室诊断标准为：①原发性甲减：血TSH升高，FT ₄降低；②原发性甲亢：血TSH＜0.1mU/L，FT ₄升高，如FT ₄正常，应再加测FT ₃。

2.英国皇家内科医师学院提出，为了确诊甲亢或甲减，必须同时测定血TSH、FT ₄或TT ₄。