合成TRH500μg静脉推注前，后测定TSH.正常情况下，TSH水平有5~25μu/ml快速上升，峰值在30分钟，120分钟恢复正常。原发性甲状腺功能减退上升过高。继发于垂体病变的甲状腺功能减退，缺乏或损害TSH对TRH的反应。TRH贮备缺乏，而有正常垂体贮备的下丘脑病病人，通常对TRH 有正常TSH释放，虽然释放延迟和延长，导致释放时间改变。甲状腺功能亢进病人，即使注射TRH，TSH释放仍然被抑制，因为增高FT4 和FT3 产生促甲状腺细胞抑制效应。然而，用最新TSH试验诊断甲状腺功能罕见需TRH试验，因为基础TSH与TSH对TRH反应成正比。