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지금까지 사용하고 있는 가장 오래된 뇌주사방법은 종양과 혈관병변에만 특정 방사능동위원소가 모여드는 것을 이용한 간단하면서도 비교적 건강한 조직을 해치지 않는 동위원소주사이다. 이는 뇌에 피를 공급하는 혈관에 테크네튬-99m이나 요오드-131과 같은 방사능동위원소를 주입하여 그 물질이 뇌에 들어가 붕괴함에 따라 γ선이 나오면 방사능 검출기구로 농도를 측정하여 두개골 안의 이상 상태(형태 및 크기)를 알아낼 수 있게 한 것이다.

최근에는 동위원소 주사보다는 전산화축성단층촬영(CAT：전산화단층촬영[CT]이라고도 함)을 쓴다(→ 단층촬영법). 전산화단층촬영은 뇌에 여러 가지 다른 각도로 X선을 보내는 방법이다. X선 발생지에서 방사선 파를 내보내고 전자검출기는 검사받는 사람의 머리 주위를 돌게 된다. 컴퓨터로 검출기에 나타나는 반응을 분석하고 집적하여 뇌의 횡단면 상을 만들어 낸다. 스캐닝은 의사가 기존 X선 기법으로는 찾아내기 어려웠던 뇌종양·뇌농양·혈병(blood clots) 등과 기타 여러 질환의 위치를 알 수 있게 한다.

1970년대 중반기에 전산화단층촬영술 개발과 함께 컴퓨터 기술은 의학진단 분야에 혁신을 가져왔다. 핵자기공명(NMR) 상은 더욱 발전된 단층촬영법으로, 아주 얇은 층으로 뇌의 상을 만들어내는 것은 전산화단층촬영술과 같으나 X선이나 이온화방사선처럼 해롭지는 않다. 또한 핵자기공명은 구조적 이상 상태 말고도 생리학적·생화학적 이상 상태도 밝혀낼 수 있다. 그러나 심박보조조정기, 동맥류 클립 또는 금속보철기가 있거나 금속성 기구에 의존하는 사람에게는 사용할 수 없다.

양전자사출단층촬영술은 방사능 추적 화합물을 뇌에 주입하여 조사하는 실험용 컴퓨터 방법으로, 이와 같은 정보는 현재 연구중에 있는 생리과정에 대한 횡단면 상을 만드는 것이다.