(一)发病原因

1.电离辐射可以导致人甲状腺的不同改变。低剂量照射良性和恶性肿瘤发生率明显增加，而较大剂量照射甲状腺功能改变和甲状腺炎更常见。

2.甲状腺功能改变与射线的剂量、种类、暴露、时间、个体差异、年龄、性别、遗传有关。

3.放射性碘治疗，即头颈部疾病外照射治疗后可引起急性和慢性甲状腺炎。

(二)发病机制

理论上放射线可以抑制滤泡上皮功能，减少功能性滤泡数量，改变血液供应或血管通透性，诱导免疫反应产生各种甲状腺功能异常的表现。然而，任何形式的放射损伤的确切机制还不清楚。在致死剂量核爆炸的3到6周内急性改变包括滤泡变小伴扁平、立方上皮。较高的放射剂量如治疗剂量的131Ⅰ产生滤泡坏死、急性血管炎、血栓形成和出血，随后淋巴细胞浸润、血管硬化。低剂量引起的慢性改变包括局部无规则的滤泡增生，血管玻璃样变和纤维化，淋巴细胞浸润。

一项前瞻性研究表明，在放射治疗期(甲状腺毒症期)血清TSH明显下降，因为放射线促进甲状腺激素的释放，抑制TSH分泌，放射治疗后(甲状腺功能减低期)TSH增加。甲状腺接受治疗剂量的外照射可发生甲状腺毒症。放射治疗开始后4～12个月血清TSH增加，而前3个月的潜伏期是稳定的。甲状腺激素中，游离T4是放射诱导的甲状腺功能异常最敏感指标。甲状腺毒症是轻微的，在给予小剂量放射线如4周40Gy后未发现甲状腺组织学上破坏性的改变，因此，认为过度的激素释放可能是因为细胞膜通透性增加引起。放射治疗结束后2周降低的TSH水平开始上升，此时，仍明显低于治疗前，此后TSH继续上升。类似的改变也见于亚急性甲状腺炎的病程中，认为放射治疗期间甲状腺发生炎症性改变，即急性放射性甲状腺炎。在放射性甲状腺炎6个月时TSH水平高于治疗前，随访期未恢复到基线水平，提示滤泡不可逆损伤可能发生。一些研究证明放射治疗后几年甲状腺功能减低的发生率增加，其原因可能是放射治疗后的甲状腺干细胞被杀伤，导致有丝分裂减少逐渐产生甲状腺功能减低，血管损伤也起一定的作用。

典型的病理改变：滤泡破坏和萎缩、嗜酸细胞变、核异形性、结节形成、淋巴细胞浸润、滤泡外大量胶质、纤维化。

急性期变化：早期甲状腺充血、水肿、滤泡细胞脱落，胶质吞噬;此后，滤泡细胞片段，少量炎症细胞(如中性粒细胞)浸润，胶质丢失，继之滤泡崩解，滤泡上皮呈无一定结构的上皮巢，类胶质溢出滤泡外，广泛坏死，核固缩。滤泡上皮发生嗜酸性细胞变，胞浆丰富并出现嗜酸性颗粒，细胞大小排列、染色均不一致，核大小不一，常有核肥大、深染和畸形，应与癌细胞鉴别。放射线可能损害结缔组织，一些滤泡变小，呈不含类胶质的小滤泡，少数病例可有甲状腺结节或腺瘤形成，可能是从放射性碘损害后仍具增生能力的甲状腺组织增生而成的。小血管扩张，血管壁增厚，可有纤维素样变，亦可有血栓形成。间质或有轻度炎症细胞浸润。部分病例有淋巴瘤样甲状腺肿样的结构。间质常有纤维组织增生，尤以滤泡间和小叶间区为明显。纤维组织增生随时间增长而增多，最后使整个甲状腺体积变小，留下小而不规则缺乏类胶质的滤泡残存于大片纤维组织中，称为放射后纤维化(postradiation fibrosis)。Kennedy和Thomson认为滤泡上皮的嗜酸细胞变而不存在明显的甲状腺炎是放射后较特殊的改变。

进展期变化：增生逐渐停止，修复过程开始，血管损伤继续，滤泡内和血管旁水肿逐渐消失，细胞片段的积聚减少，急性坏死被慢性变形代替，滤泡细胞空泡形成，核深染减少，肥大和局部增生出现。

晚期变化：甲状腺萎缩、增生、肿瘤形成或正常。