El Tc99m-sestamibi es absorbido más rápidamente por una glándula paratiroidea hiperfuncionante que por una glándula paratiroidea normal. Esto depende de varias características histológicas dentro de la propia glándula paratiroidea anormal. La imagen de sestamibi se correlaciona con el número y la actividad de las mitocondrias dentro de las células paratiroideas, de tal manera que los adenomas paratiroideos de células oxífilas tienen una avidez muy alta para el sestamibi, mientras que los adenomas paratiroideos de células principales no tienen casi ninguna calidad de imagen con el sestamibi. Algunos investigadores también han intentado cuantificar o caracterizar las capacidades de imagen de las glándulas paratiroides por la expresión del gen MDR. Aproximadamente el 60 por ciento de los adenomas paratiroideos pueden ser visualizados mediante la exploración con sestamibi. La distribución natural de la causalidad del hiperparatiroidismo primario es de aproximadamente un 85% de adenomas solitarios, un 10-15% de hiperplasia difusa y un 1% de cáncer.
La obtención de imágenes no es tan fiable en pacientes con enfermedad paratiroidea multiglandular. Además, la limitación del tamaño de la glándula anormal puede limitar la detección mediante la exploración con radionúclidos. La imagen SPECT (tridimensional), como complemento de los métodos planares, puede aumentar la sensibilidad y la precisión, especialmente en los casos de adenomas paratiroideos pequeños. Mediante el uso de una cámara gamma en medicina nuclear, el radiólogo puede determinar si una de las cuatro glándulas paratiroideas es hiperfuncionante, si esa es la causa del hiperparatiroidismo. Teóricamente, la glándula paratiroidea hiperfuncionante tomará más del Tc99m-sestamibi, y se mostrará más «brillante» que las otras glándulas paratiroideas normales en las imágenes de la cámara gamma, especialmente debido al bucle de biorretroalimentación interna dentro del cuerpo con el calcio intrínsecamente alimentando a los receptores de calcio e inhibiendo la producción de la hormona paratiroidea dentro de las glándulas paratiroideas normales. A veces, esta determinación debe hacerse tres o cuatro horas más tarde, cuando la actividad captada por las glándulas tiroideas y paratiroideas normales se desvanece; la glándula paratiroidea anormal conserva su actividad, mientras que el radiofármaco se eluye de la glándula tiroidea normal. En pacientes con bocio nodular o tumores funcionales de la glándula tiroidea, es posible una mayor captación del agente sestamibi y hace que la localización de las paratiroides sea difícil o confusa.
Las nuevas modalidades que utilizan el mismo trazador de sestamibi en escáneres más sofisticados, como los equipos de SPECT/CT, han mejorado la localización de los adenomas paratiroideos, especialmente en las localizaciones ectópicas.