诊断甲状腺功能亢进症时，常用的实验室检查主要包括血清甲状腺激素水平测定和促甲状腺激素（TSH）测定。具体来说：
1. 血清游离T4（FT4）和游离T3（FT3）测定：在甲状腺功能亢进症患者中，由于甲状腺分泌过多的甲状腺激素，所以血清中的游离T4和游离T3水平通常会升高。这是诊断甲亢的重要指标之一。
2. 血清促甲状腺激素（TSH）测定：TSH是由脑下垂体前叶分泌的一种调节甲状腺功能的激素。在甲状腺功能亢进的情况下，由于血液中存在高水平的甲状腺激素，通过负反馈机制抑制了TSH的分泌，因此血清中的TSH水平往往降低。
3. 甲状腺自身抗体检测：包括甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）、甲状腺球蛋白抗体（TGAb）和促甲状腺受体抗体（TRAb）。在某些类型的甲亢，如Graves病中，可能会出现这些自身抗体的阳性反应。特别是TRAb，在诊断Graves病方面具有较高的特异性。
4. 甲状腺摄碘率测定：这项检查可以了解甲状腺对碘的吸收能力。甲状腺功能亢进时，由于甲状腺细胞的功能增强，其对碘的摄取量会增加。但是，该试验受多种因素影响，并且在某些情况下可能无法进行或结果解读困难。
5. 彩色多普勒超声：虽然不是直接用于检测激素水平，但可以通过观察甲状腺大小、结构及血流情况来辅助诊断甲亢，并排除其他疾病如结节性甲状腺肿等。

通过上述检查的综合分析，可以较为准确地判断是否存在甲状腺功能亢进症及其类型。在实际临床应用中，医生会根据患者的具体病情选择合适的实验室检查项目。