A Tc99m-sestamibi gyorsabban szívódik fel a túlműködő mellékpajzsmirigyben, mint a normális mellékpajzsmirigyben. Ez magának a kóros mellékpajzsmirigynek több szövettani jellemzőjétől függ. A sestamibi képalkotása korrelál a mellékpajzsmirigysejtekben lévő mitokondriumok számával és aktivitásával, így az oxifil sejtes mellékpajzsmirigy-adenomák nagyon nagy aviditással rendelkeznek a sestamibi számára, míg a fősejtes mellékpajzsmirigy-adenomák szinte egyáltalán nem képalkotóak sestamibivel. Néhány kutató megkísérelte a mellékpajzsmirigyek képalkotó képességének számszerűsítését vagy jellemzését az MDR-gének expressziója alapján is. A mellékpajzsmirigy-adenomák körülbelül 60 százaléka képalkotó lehet sestamibi-vizsgálattal. A primer hyperparathyreosis természetes ok-okozati megoszlása nagyjából 85%-ban szoliter adenoma, 10-15%-ban diffúz hyperplasia és 1%-ban rák.
A képalkotás nem olyan megbízható a multiglanduláris mellékpajzsmirigybetegségben szenvedő betegeknél. Ezenkívül a kóros mirigy méretkorlátozottsága korlátozhatja a radionuklidos szkenneléssel történő kimutatását. A SPECT (háromdimenziós) képalkotás a síkbeli módszerek kiegészítéseként növelheti az érzékenységet és a pontosságot, különösen a kis parathymás adenomák esetében. A nukleáris medicinában gammakamera alkalmazásával a radiológus képes megállapítani, hogy a négy mellékpajzsmirigy közül valamelyik túlműködik-e, ha ez az oka a hyperparathyreosisnak. Elméletileg a túlműködő mellékpajzsmirigy több Tc99m-sestamibit vesz fel, és a gammakamera képein “fényesebben” fog látszani, mint a többi normális mellékpajzsmirigy, különösen a szervezeten belüli belső biofeedback-hurok miatt, mivel a kalcium természeténél fogva visszahat a kalcium-receptorokra, és gátolja a mellékpajzsmirigy hormontermelését a normális mellékpajzsmirigyekben. Néha ezt a meghatározást három vagy négy órával később kell elvégezni, amikor a pajzsmirigy és a normális mellékpajzsmirigyek által felvett aktivitás elhalványul; a kóros mellékpajzsmirigy megtartja aktivitását, míg a radiofarmakon kioldódik a normális pajzsmirigyből. A göbös strúmában vagy a pajzsmirigy funkcionális daganataiban szenvedő betegeknél a sestamibi hatóanyag fokozott felvétele lehetséges, ami megnehezíti vagy zavarossá teszi a mellékpajzsmirigy lokalizációját.
Az újabb módozatok, amelyek ugyanazt a sestamibi tracert használják kifinomultabb szkennerekben, például SPECT/CT készülékekben, javították a mellékpajzsmirigy adenomák lokalizációját, különösen az ektopikus helyeken.