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X光一类的影像检测可以显示身体内部结构，SPECT扫描则可以显示器官工作状态，借此诊断多种疾病，如心脏病、某些形式的感染、癌症的扩散、骨骼和甲状腺疾病。大脑SPECT研究能帮助精神病医生诊断脑外伤、痴呆、非典型或无反应性情绪障碍、中风、癫痫、滥用药物对脑功能的影响、复杂形式的注意力不集中症（ADHD）以及非典型行为或攻击性行为。
医生们发现，在检查病人的大脑时，做两次SPECT扫描很有帮助。首先做一个基线扫描，进行此项检测时，病人需要发散思维。然后做一个集中扫描，在此项检测中，医生用计算机测试来探查病人的注意力广度和冲动控制情况。在进行评估时，医生会查看三个区域：大脑中工作良好的区域、过于活跃的区域，以及不够活跃的区域。
SPECT检查产生两种三维（3D）图像，第一种是3D大脑表面图像，捕捉大脑最活跃的45%区域，显示出大脑皮层或外表面的血液流动情况。这些图像可以帮助医生看见健康的血液流动和活动区域，并发现血流量小和活动减少的区域，有助于观察中风、脑外伤和药物滥用产生的影响。
第二种3D图像将正常大脑活动与大脑活动最激烈的15%区域图像进行比较，帮助医生发现大脑过度活跃的区域。活动性癫痫和许多类型的焦虑、抑郁症就是这样诊断出来的。