Il nome "scintigrafia" deriva da "scintillanza", ossia il fenomeno fisico sfruttato dalle apparecchiature in grado di trasformare in energia elettrica l'energia quantica dei fotoni gamma.Tali apparecchiature costituiscono la cosiddetta "gammacamera", strumento fondamentale della diagnostica radioisotopica "in vivo". Essa è composta da:-un collimatore che viene posto tra l'oggetto che emette le radiazioni e il cristallo di rilevazione. Ha la funzione di schermare le radiazioni dirette verso direzioni non desiderate; -un cristallo di rilevazione di grande superficie, circolare o rettangolare, per la rilevazione delle radiazioni che vengono trasformate in fotoni luminosi ("scintille"). La larghezza del cristallo determina il campo di visione della gamma camera; -i fotomoltiplicatori (PM) e i preamplificatori che, collegati alla superficie posteriore del cristallo di rivelazione per mezzo di una connessione ottica, hanno la funzione di rilevare i fotoni luminosi trasformando la loro energia in segnale elettrico che viene amplificato e condotto verso i circuiti di elaborazione; -i circuiti di elaborazione, distinguibili in: circuito di localizzazione spaziale, che determina dove è avvenuta l'interazione del raggio gamma nel cristallo; analizzatore di ampiezza del segnale (pulse-height analizer), che riconosce l'energia della radiazione incidente e permette una selezione degli impulsi utili alla formazione dell'immagine; convertitori analogicodigitali (ADC) che trasformano da analogici a digitali i segnali provenienti dai circuiti di elaborazione dell'impulso, permettendone così l'inserimento nella memoria di un computer; -un computer, con il quale vengono memorizzati ed elaborati i dati acquisiti, permettendo di ottenere le immagini finali da stampare su pellicola radiografica o supporti cartacei, a colori o in bianco e nero, utilizzabili a scopo clinico-diagnostico.Le radiazioni γ emesse dalla regione corporea in studio vengono misurate dal cristallo di rivelazione. Questo è costituito da ioduro di sodio attivato con tallio, elemento caratterizzato da elevata densità elettronica e, pertanto, particolarmente efficiente nell'assorbimento di fotoni incidenti. Al momento dell'interazione il fotone cede energia inducendo nel cristallo la liberazione di elettroni di ionizzazione. Attraverso successive interazioni, si generano coppie di elettroni che cedono energia sotto forma di fotoni luminosi in quantità proporzionale all'energia della radiazione γ assorbita dal cristallo.I tubi fotomoltiplicatori contrapposti al cristallo trasformano l'energia fotonica luminosa in un segnale elettricamente misurabile. Poiché il cristallo, di per sé, non permette di distinguere il punto di origine del fotone γ, è importante dotare il complesso di rilevazione di un collimatore circolare di piombo "cribrato" da un insieme di fori longitudinali. Questo fa sì che al cristallo giungano soltanto fotoni γ originati lungo l'asse principale del cristallo stesso. I fori del collimatore sono focalizzati su una piccola zona all'interno del corpo del paziente nella quale sarà massima l'efficienza di rivelazione. Un procedimento elettronico complesso permette di trattare simultaneamente i fotoni γ provenienti dai diversi punti della regione corporea in studio e localizzarne la provenienza. In ultima analisi è possibile ricostruire e visualizzare, in forma singola o sequenziale, immagini espressive della distribuzione spaziale o spazio-temporale del radiofarmaco.La gammacamera fornisce immagini planari, nelle quali cioè le distribuzioni di radioattività nei piani sotto e soprastanti quello di interesse contribuiscono alla formazione dell'immagine senza possibilità di discriminazione.Con la SPECT (tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli), invece, è possibile acquisire immagini di singoli strati corporei, quindi propriamente "topografiche", utilizzando una gammacamera digitale ad una o più testate, in grado di ruotare di 360° intorno all'asse longitudinale del paziente lungo un'orbita circolare o ellittica. Questa tecnica consente un incremento della risoluzione spaziale e di contrasto rispetto alle immagini usuali.La tecnica diagnostica mediconucleare più sofisticata è la PET (tomografia a emissione di positroni) che utilizza radioisotopi emettenti positroni. Nei tessuti corporei il positrone perde rapidamente energia cinetica e interagisce con un elettrone andando incontro al fenomeno dell'"annichilazione": la massa delle due particelle è convertita in energia e sono prodotti due fotoni γ i quali si allontanano dal punto dell'interazione in identica direzione ma in verso opposto. La rivelazione simultanea dei due fotoni γ mediante detettori contrapposti operanti in coincidenza rende possibile la localizzazione del punto in cui si è verificata l'annichilazione.