Die Sonographie ist heute die wichtigste morphologische Untersuchungsmethode in der Schilddrüsendiagnostik. Insbesondere bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen die lediglich eine Vergrößerung ohne knotige Veränderung der Schilddrüse aufweisen, ist sie die einzige und ausreichende Untersuchungsmethode. Die Untersuchung ist nicht belastend, sie ist jederzeit wiederholbar und mit keinerlei Strahlenbelastung verbunden . Das Auflösungsvermögen ist hoch. Strukturen von 1-2 mm Durchmesser sind erfassbar.

Mit Hilfe der Sonographie ist es möglich, charakteristische Strukturveränderungen der Schilddrüse zu erkennen und sie bestimmten Krankheiten zuzuordnen. So ist z.B. bei Autoimmunprozessen (Hashimoto-Thyreoiditis und auch Morbus Basedow) die Echodichte der Schilddrüse typischerweise vermindert (echoarmes Binnenreflexmuster).

Zur Beschreibung des Parenchyms und ggf. der Läsionen unterscheidet man zwischen homogener und inhomogener Echostruktur sowie für die Echogenität zwischen den Begriffen echoreich, echonormal, echoarm und echokomplex. Die Referenz hierzu ist das echonormale Schallmuster der gesunden Schilddrüse bzw. für die Echoarmut die umgebende Halsmuskulatur.

Das Echomuster der Schilddrüse und auch der knotigen Veränderungen wird durch Zahl und Größe der Follikel und deren Kolloidgehalt bestimmt. Echoarm sind überwiegend mikrofollikuläre Strukturen des Gewebes. Makrofollikuläre Strukturen stellen sich echoreich dar.

Bei den mit leicht überstrecktem Hals auf dem Rücken liegenden Patienten wird der Schallkopf über jeden Schilddrüsenlappen bewegt, wobei jeweils der größte Querdurchmesser abgebildet werden sollte. Vorhandene Knoten werden gesondert im Querdurchmesser dargestellt und mit Hilfe von interaktiven Markern ausgemessen. Anschließend wird durch sagittale Bewegung des Schallkopfes die maximale Längenausdehnung interaktiv ermittelt. Darüber hinaus werden - wenn vorhanden - knotige Veränderungen auch in der Längsachse abgebildet und ihr maximaler Tiefen- und Längendurchmesser bestimmt.

Das Gesamtparenchym wird anschließend beurteilt und in die Kategorien echonormal, echoarm oder echoreich eingeteilt, in gleicher Weise wird für jeden einzelnen Knoten verfahren. Es empfiehlt sich, die Volumina beider Schilddrüsenlappen nach der Formel: maximale Tiefe x maximale Breite x maximale Länge x 0.479 (Volumen des einzelnen Lappens in ml) auszurechnen. In gleicher Weise sollte man mit knotigen Veränderungen verfahren und sie in ml angeben. Dies erleichtert bei späteren Kontrolluntersuchungen die Vergleichbarkeit bezüglich einer Volumenzu- oder -abnahme.

In gleicher Weise wird die Echostruktur in homogen und inhomogen betreffend die gesamte Schilddrüse und auch die einzelnen Läsionen eingeteilt.

Zusätzlich kann - falls vorhanden - im Anschluss an die Grauwertdarstellung eine Farb-Doppler-Untersuchung der Schilddrüse erfolgen. Die Vaskularisation der Gesamtschilddrüse wird eingeteilt in normal, leicht oder deutlich vermehrt. In gleicher Weise werden die knotigen Veränderungen bezüglich der Vaskularisation beschrieben, es kann gezielt nach einer Randdurchblutung geschaut werden.

Falls erfoderlich, kann unter Ultraschallsicht eine Feinnadelpunktion einzelner Läsionen durchgeführt werden. Dabei ist die Nadelspitze bei entsprechender Schallkopfführung gut zu erkennen, so dass gezielt auch nicht tastbare Läsionen der Schilddrüse punktiert werden können.

Die normale Schilddrüse wie auch die diffuse Struma mit normaler Stoffwechsellage zeigt eine homogene Echostruktur. Die Echogenität ist normal, d.h., das Reflexmuster ist gegenüber der umgebenden Halsmuskulatur hell. Bei länger bestehender diffuser oder knotiger Struma kann das Schallmuster inhomogener werden, wobei noch keine knotigen Veränderungen vorhanden sein müssen. Häufig finden sich jedoch bereits bei diffusen Strumen kleinere echoarme oder echofreie Areale, gelegentlich auch Verkalkungen. Hinter einer Schilddrüsenvergrößerung mit homogenem Schallmuster und etwas vermehrter Echogenität kann sich auch eine disseminierte Autonomie verbergen, diese ist jedoch nicht allein mit der Sonographie diagnostizierbar.

Typischerweise ist bei Autoimmunthyreopathien die Echodichte der Schilddrüse global erniedrigt. Die Struktur ist häufig leicht inhomogen, der Tiefendurchmesser nicht selten erhöht. Die Unterscheidung zwischen einer Hashimoto-Thyreoiditis und einem Morbus Basedow ist im Anfangsstadium sonographisch allein nicht möglich, auch die Farb-Doppler-Untersuchung zeigt in beiden Fällen im floriden Stadium einen ähnlichen Befund (vermehrte Vaskularisation). Im Verlauf der Hashimoto-Thyreoiditis, insbesondere bei der atrophischen Form, kommt es jedoch zu Volumenänderungen mit Persistieren des echoarmen Verhaltens. Bei der Immunthyreopathie vom Typ Morbus Basedow können sich bei Remission das Schallmuster und die Echogenität ändern (Zunahme der Echodichte bei Remission).

Typischerweise ist auch das Echomuster bei der subakuten Thyreoiditis de Querain verändert, hier findet man nicht scharf abgrenzbare, teilweise konfluierende echoarme Areale in einem oder auch in beiden Lappen. Bei erfolgreicher Behandlung kommt es zur Normalisierung des Schallmusters. Schilddrüsenzysten stellen sich als echofreie Areale mit nachfolgender dorsaler Schallverstärkung dar. Verkalkungen lassen sich einfach identifizieren als sehr echoreiche Strukturen mit nachfolgender Schallauslöschung (totale Reflexion des Schalls). Unifokale Autonomien (autonome Adenome) stellen sich häufig als umschriebene, glatt begrenzte Strukturen (echoarm) mit zentraler zystischer Veränderung dar. In der Farb-Doppler-Untersuchung zeigen sie nicht selten eine vermehrte Perfusion im Randbereich. Ebenso können differenzierte Karzinome echoarm sein (mikrofollikuläre Gewebsstrukturen). Echonormale Knoten sind sonographisch schwer abzugrenzen, gelegentlich erkennt man sie an einem echoarmen Randsaum, echoreiche Knoten sind in Jodmangelgebieten nicht selten. Sie sind häufig mit regressiv veränderten adenomatösen Veränderungen sowie kolloidreichen großen Follikeln vereinbar. Sie sind gut gegenüber dem echoarmen Gewebe abgrenzbar. Grundsätzlich gilt, dass bei jeder knotigen Veränderung theoretisch ein Malignom vorhanden sein kann. Jedoch sind echoärmere Knoten, insbesondere in Kombination mit szintigraphisch "kalter" Erscheinungsgsweise, als verdächtig einzustufen. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Malignoms beträgt ca. 1-3%. Dies macht die Schwierigkeit der Diagnostik eines Malignoms im Strumaendemiegebiet (bis zu 50% Strumen mit häufigem Auftreten knotiger Veränderungen) deutlich. In Zweifelsfällen ist bei sonographisch nachweisbaren Läsionen, besonders wenn sie szintigraphisch kalt sind, eine Feinnadelpunktion anzuraten, ggf.auch ein operatives Vorgehen. Darüber hinaus gilt die Empfehlung, bei Vorliegen knotiger Veränderungen in jedem Fall eine Szintigraphie anzuschließen, wenn die Sonographie als erstes morphologisches Verfahren  eingesetzt wird. Dies gilt auch für Personen unter 18 Jahren, bei denen üblicherweise auf die Durchführung eines Szintigramms verzichtet wird.