神经系统的核医学检查法，常用的有局部脑血流的断层显像法或非显像测定法，脑平面和断层显像法，以及脑池显像等项目。随着断层显像仪器、技术及放射性药物的发展，近几年在高技术领域发展了用正电子发射断层显像仪（PECT）进行的脑代谢显像及神经受体显像，使得诸如脑的局部葡萄糖代谢、蛋白质代谢、受体密度等与中枢神经系统功能密切相关的课题，可采用核医学的分子生物学显像法进行活人脑的研究，并具有对多种神经、精神疾患进行早期诊断的价值，下面仅简介几种常用的方法。
一、局部脑血流断层显像（γCBF显像）
1.原理和方法：静脉注入能通过正常血脑屏进入脑细胞的显像剂，如99mTc-HMPAO或99mTc－ECO，其进入脑细胞的量与局部脑血流量成正比。经SPECT 360°采集及计算机图像重建，可得到横断面、矢状面和冠状面的γCBF断层影像；还可用计算机感兴趣区技术提取各局部的放射性计数，根据一定的生理数学模型，计算出大、小脑各部位的γCBF值（ml/100g/min）。
2.正常所见：正常人大、小脑皮质、基底神经节、丘脑和脑干等灰质结构的血流量高于白质，呈现为放射性浓集区。白质和脑室部位的放射性明显低下。左、右脑组织的放射性分布基本对称。
3.临床应用
（1）缺血性脑血管意外的诊断：①脑梗塞，病变部位的放射性明显低于健侧相应部位，γCBF的阳性率接近100％。在发病2～3天内，病变区尚未形成明显的结构变化，故XCT和MRI常不能显示异常。本法对脑梗塞的早期确诊、病情估计和预后判断有较高的临床价值；②短暂性脑缺血发作（TIA），起病突然，症状消失快，当症状消失后，XCT和MRI的阳性率仅为25％，而γCBF显像可发生50％的TIA患者脑内仍有缺血性改变，及时发现和治疗这种慢性低灌注状态，对预防脑梗塞有重要意义。
（2）癫痫病灶的诊断：癫痫发作时，病灶部位的γCBF有明显增加，而在发作间期又见减低，阳性率可达60％，远高于XCT（25％）。本法对癫痫病灶的定位诊断有重要价值，可作为手术治疗的依据。
（3）对脑瘤的诊断价值：本法对脑瘤的诊断阳性率与XCT近似，其独特价值在于①可根据脑瘤浓集放射性的多少，即血流量的多少判断脑瘤的恶性程度，除血运丰富的脑膜瘤外，脑瘤的血流量随恶性程度的增高而增高；②监测脑瘤的复发：脑瘤经手术治疗和放疗后，若γCBF再次提高，提示脑瘤复发；若γCBF减低可能为癜痕形成或坏死。
二、脑显像
1.原理和方法：正常情况下，由于存在血脑屏障功能，某些脑显像剂（如99mTcO4-）不能进入脑细胞，使正常脑实质呈放射性空白区。任何损害血脑屏障功能的病变，包括肿瘤、出血、梗塞、炎症等均可在脑显像图上出现局部放射性异常浓集区，可据此对颅内病变作出定位诊断。
2.
（1）脑瘤的诊断：本法对脑瘤的诊断阳性率接近90％。对位于大脑半球的病变的阳性率可高达95％；对中线、颅底及后颅凹的病变的阳性率较低。本法显像的清晰度不如XCT及MRI，且不能满足手术治疗所需的解剖结构信息的要求，故在拥有XCT和MRI设备的单位已较少应用。
（2）脑梗塞的诊断：起病1周内，显像图无明显异常，2～8周内阳性率达80％左右，8周之后又渐转为阴性。典型病变的局部放射性浓集区呈楔形，与受损血管的供血区一致，不超越中线。
（3）硬膜下血肿的诊断：阳性率可达90％，在前位脑影像上，患侧脑外缘呈边界较为分明的月牙形放射性浓集区。
（4）脑脓肿：本法对诊断和随访脑脓肿均较灵敏，若脓肿已形成脓腔则呈现“炸面图”图形。
三、脑池显像
1.原理和方法：将放射性示踪剂（如99mTc－DTPA）经腰穿引入脊髓蛛网膜下腔，它将沿着脑脊液循环的径路运行，依次进入各脑池，最后到达大脑凸面，经蛛网膜颗粒吸收入血可于注射示踪剂后1、3、6、24、48h分别进行头部前位、侧位及后位脑池显像。
2.正常所见：正常人于注药后1h见小脑延髓池像，3～6h后各基底脑池相继显像，呈向上的三叉形，其底部为基底脑池和四叠体池，中央为胼胝体池，两侧为外侧裂池，其间空白区为侧脑室。24h各基底池影消失，放射性向大脑凸面集中，形如伞状，以上影像两侧基本对称。
3.临床应用
（1）交通性脑积水的诊断：本病的典型影像特征是：①放射性示踪剂进入侧脑室且潴留24h以上；②示踪剂消除缓慢，24～48h大脑凸面仍不显像；但有时只出现上述现象之一。本法是唯一能确诊本病的方法，对指导治疗和观察疗效有重要意义。
（2）脑脊液漏的诊断和定位：本法可显示出脑脊液漏口及漏管部位的异常放射性浓集影像，有助于确诊耳漏和鼻漏。