単一光子放射断層撮影
心筋血流イメージング(英: Myocardial perfusion imaging, MPI)は虚血性心疾患を診断するために心機能の動態画像を得る技術であり、負荷のかかった条件下では疾患のある心筋は正常な心筋よりも血流量が低下するという原理を応用した、心臓ストレス検査の一種である。心臓検査に特化した放射性医薬(Tc-テトロホスミン(マイオビュー、日本メジフィジックス)、Tc-セスタミビ(カーディオライト、富士フイルムRIファーマ))がトレーサとして用いられる。トレーサを導入した後、アデノシン、ドブタミン、ジピリダモール(アミノフィリンがジピリダモールの作用抑制に使われる)の投与や運動により心臓に負荷を与えて心拍数を上昇させる。放射性薬品が負荷により心筋の各所に異なる血流量で行き渡ったところで、SPECT撮影が行われる。ストレス下で得られた画像と安静時での画像を比較して診断する。放射性核種は血流によりゆっくりと拡散して消失するので、両方の状態の測定を同日に行うことは稀であり、通常1〜7日後に2度目の撮影を行う(ただし、Tlとジピリダモールを用いた測定では負荷測定の2時間後に安静時の撮影を行うことができる)。しかし、ストレス下での画像が正常ならば、安静時も正常になることは自明なので2度目の来院検査は必要ない。その理由から通常ストレス下撮影を最初に行う。MPI検査の正確さは約83%(感度:85%、特異度:72%)である。これは虚血性心疾患を診断するための他の非侵襲的検査と同等かそれ以上の数値である。
一般に脳機能イメージングでは99mテクネチウムエキサメタジム(Tc-HMPAO、Tc-ヘキサメチルプロピレンアミンオキシム)がガンマ線放射トレーサとして使用される。Tcは準安定な核異性体でありガンマ線を放出する。TcがHMPAOと結合してキレート化合物Tc-HMPAOとなると、血流に乗って脳組織に吸収される。吸収量は脳血流量に比例するため、ガンマ線量の測定により脳血流量を見積もることができる。脳血流は脳各部の局所的な代謝やエネルギー消費と密接に関連することから、Tc-HMPAOトレーサは(Tc-エチレンジシステインと同様に)脳の局所的代謝を評価するために用いられる。認知症研究における異なる症例の比較と診断が試みられている。複数の研究のメタ分析によると、Tc-HMPAOによるSPECT検査のアルツハイマー病に対する感度は約74%である(知能検査などの臨床検査の感度は81%)。近年の報告ではSPECTによるアルツハイマー病診断の正確さは88%とされている。別のメタ分析によると、アルツハイマー病と脳血管性認知症の識別力においてはSPECT(正確度91%)は臨床検査(同70%)よりも優れていると報告されている。これは脳の局所的な代謝活動を画像化するSPECTの特性によるものである。多発性脳梗塞では皮質の代謝活動がまばらに失われるのに対し、アルツハイマー病 では後頭部以外の皮質の機能が均一または滑らかに失われるため、SPECTで明確に両者を識別できる。
ほとんどのSPECT解析装置は様々な形式で2次元スライス画像を描出できる。さらにスライス画像から大脳皮質表面の3次元画像が再構成できる。SPECTで神経活動の減少に関連付けられる血流量の減少が観測されると、大脳皮質表面に穴や欠損があることがわかる。また、3次元格子中に脳内部の状態を表現することも可能である。カリフォルニア州の外科医ダニエル・エイメン (Daniel Amen)は、脳内部の活動が平均的な部位は青、活発な部位は赤、さらに活発な部位は白と色付けをして、3次元SPECTを治療に応用している。脳機能イメージングを神経精神医学的診断に応用する報告もされている。