Die Schilddrüse umschließt mit ihren beiden Lappen den Schildknorpel und liegt unterhalb des Ringknorpels vor der Luftröhre. Beide Schilddrüsenlappen sind durch ein schmales Gewebeband (Isthmus) miteinander verbunden, von dem manchmal ein pyramidenartiger Fortsatz wiederum zum Ringknorpel zieht. Der Hauptteil der beiden Schilddrüsenlappen lagert sich seitlich an die Luftröhre etwa in Höhe der 2. bis 3. Knorpelspange an und ist durch bindegewebige Verbindungen an der Luftröhre fixiert. Die Form der Schilddrüse ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich und entspricht am ehesten dem Großbuchstaben H. Die unteren Teile (oder: untere Pole) sind meist plump und rundlich, die oberen Pole eher ausgezogen und zipfelig.

Obwohl im Vergleich zu den Bauchorganen klein, ist die Schilddrüse die größte endokrine Drüse des Menschen. Da ihre Variabilität so groß ist, wird bei der sonographischen Untersuchung weniger die Ausdehnung als vielmehr das Schilddrüsenvolumen bestimmt. Dies gilt als normal, wenn es 18 ml bei erwachsenen Frauen und 25 ml bei erwachsenen Männern nicht überschreitet. Das Gewicht der Schilddrüse liegt zwischen 20 und 50 g.

Um den Körper je nach Bedarf mit Schilddrüsenhormonen versorgen zu können, ist eine gute Durchblutung des Organs notwendig. Sie wird durch sechs Arterien, jeweils zwei am oberen und unteren Pol der Schilddrüse, gewährleistet. Dann zieht jeweils eine größere Arterie direkt aus der äußeren großen Halsschlagader von außen in die Mitte des jeweiligen Schilddrüsenlappen. Manchmal existiert noch eine 7. Arterie, die direkt am Aortenbogen entspringt und meist zum Isthmus der Schilddrüse oder einem ihrer unteren Pole zieht. Somit ist die Schilddrüse sehr gut durchblutet, was ihre zentrale Stoffwechselposition erst ermöglicht.

Unter der Kapsel der Schilddrüse findet sich ein venöses Geflecht, das über mehrere Kapselvenen und die unteren Schilddrüsenvenen in die größeren, zum Herz ziehenden Venen fließt. Neben dem venösen Abfluss wird die zwischen den Zellen der Schilddrüse befindliche Lymphe über Lymphgefäße in Lymphknoten abgeleitet, die vor allem entlang der großen Halsvenen positioniert sind.

Die nervale Versorgung der Schilddrüse wird über Nerven des vegetativen Nervensystems sichergestellt. Die sympathischen Nervenfasern entspringen dem oberen Halsganglion, während die parasympathischen Nervenfasern als Seitenäste vom Nervus vagus zur Schilddrüse ziehen.

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