Радиоактивные следящие устройства поглощаются исследуемым органом. Детектор излучения находится за пределами органа на протяжение какого-то времени и в различных положениях. Для того чтобы минимизировать дозу, выбирают недолговечные радионуклиды. Эти радионуклиды испускают гамма-лучи с энергией, которую обнаруживают с помощью детектора. Для этого часто пригоден недолговечный радиоактивный технеций, который разрушается до стабильного состояния, испуская гамма-лучи с периодом полураспада, равным шесть часов. В составе соответствующих химических смесей радиоактивный технеций может быть направлен в различные органы.
Введение радиоактивных следящих устройств позволяет изучать скорость поглощения и выведения определенных веществ сердцем, почками, печенью, мозгом, щитовидной железой и другими органами. Например, когда мочегонные средства, содержащие следящее устройство, поступают в почки, о возможных аномалиях почек могут сигнализировать изменения стандартных количеств поглощения и выделения.
Сканирование щитовидной железы проводят с помощью следящего устройства сложного состава. Поскольку нефункционирующая ткань щитовидной железы не поглощает такое вещество, она образует менее радиоактивную область в щитовидной железе, что регистрируют с помощью поверхностно расположенных детекторов излучения.
Для формирования изображения гамма-лучей при сканировании различных органов необходимо устройство, обнаруживающее радиоактивность поглощенного следящего устройства. Излучение из небольших областей обнаруживают специальными счетчиками. Счетчик медленно перемещают или располагают неподвижно над исследуемой областью тела, и генерирующиеся импульсы записывают на дисплее или листе бумаги.
Эмиссионная позитронная томография - один из наиболее ценных методов диагностики, в котором используют радионуклиды. Этот метод основан на феномене аннигиляции, возникающем при взаимодействии позитрона с электроном, в результате чего образуются фотоны гамма излучения. Короткоживущие радионуклиды производят посредством циклотрона или другого типа акселераторов. Чаще всего используют радиоактивные изотопы кислорода, углерода или азота. Все он способны к позитронному β - распаду.
Определенные химические составы, содержащие радионуклиды, вводят в интересующий орган, например, в мозг. Здесь они подвергаются метаболизму и испускают позитроны. При взаимодействии позитронов и атомных электронов происходит их взаимоуничтожение, сопровождающееся гамма излучением. Этот метод дает возможность получать точную информацию относительно метаболизма клетки в нормальном и патологическом состояниях.