卵巢剖面可见被膜下多量直径2～7mm囊状卵泡或较大潴留卵泡囊肿。镜检卵泡内颗粒细胞少而稀疏，卵泡膜细胞增生。闭锁卵泡增多，极罕见有黄体和白体。
典型的多囊卵巢呈双侧硬化性多囊性变。大体观卵巢被呈纤维化或胶元性增厚、坚韧、光滑，而呈牡蛎色或灰白色发光增强。体积较正常增大2～倍。目前以为多囊卵巢综合征可能与内分泌功能紊乱、丘脑下--垂体平衡失调有关：由于精神紧张、药物作用以及某些疾病等的影响，使丘脑下部分泌促性腺激素开释激素失往周期性，以致垂体分泌的促性腺激素比例失调，造成卵泡固然发育但不成熟也不排卵，成为囊状卵泡，时间久就成为很多囊状卵泡，最后卵巢就又形成葡萄状的多囊卵巢。多囊卵巢综合症是以慢性无排卵、闭经或月经稀发、不孕、肥胖、多毛和卵巢多囊性增大为临床特征的综合症候群。多囊卵巢综合征，是多内分泌轴功能紊乱所引起的疾病的终期卵巢病理改变，其最初的神经内分泌变化，是GnRH-GnH开释频率和脉冲振幅增加，LH/FSH比值增高。
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