目的探讨超声参数联合血清谷胱甘肽过氧化物酶3（GPX3）、基质金属蛋白酶-9（MMP-9）水平对甲状腺癌的诊断价值。方法选取2024年1月至2025年3月于该院收治的150例甲状腺结节患者为研究对象，根据穿刺活检结果，将其分为甲状腺癌组（n=73）和良性结节组（n=77）。比较两组患者超声参数和血清GPX3、MMP-9水平的差异，分析血清GPX3、MMP-9水平与甲状腺癌病理特征的关系，采用受试者工作特征（ROC）曲线评估血清GPX3、MMP-9水平对甲状腺癌的诊断价值，Kappa检验分析超声参数及其联合血清GPX3、MMP-9水平检测与穿刺活检的一致性，并分析超声参数联合血清GPX3、MMP-9水平对甲状腺癌的诊断价值。结果甲状腺癌组病灶形态、边界、回声、钙化及内部结构与良性结节组比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。甲状腺癌组血清GPX3水平显著低于良性结节组，血清MMP-9水平显著高于良性结节组（P＜0.05）。甲状腺癌患者血清GPX3、MMP-9水平与其年龄、肿瘤最大径、TNM分期、淋巴结转移有关（P＜0.05）。多因素Logistic回归分析发现，血清GPX3水平降低和MMP-9水平升高为影响甲状腺癌发生的危险因素（P＜0.05）。超声参数联合血清GPX3、MMP-9水平检测共诊断出72例甲状腺癌病例，78例良性结节病例，该诊断结果与穿刺活检具有较高的一致性（P＜0.05），且灵敏度、漏诊率及准确度较各项单独检测均得到显著改善（P＜0.05）。结论超声参数联合血清GPX3、MMP-9对甲状腺癌具有较高的诊断价值。