Relativamente alla malattia di Alzheimer, SPM consente di determinare le aree di significativa ipofunzionalità del soggetto affetto da AD. Tali aree di significativa ipofunzionalità vengono determinate dal confronto statistico delle immagini funzionali (SPET o PET) del soggetto in esame con le immagini di normale funzionalità di un gruppo di "controllo", costituito da soggetti sani avanti caratteristiche fisiche e età confrontabili con il soggetto.

Le principali operazioni eseguite da SPM sono:

- normalizzazione spaziale delle immagini del soggetto affetto da AD ad uno spazio stereotassico, rappresentato da un atlante cerebrale di riferimento standard (es. atlante di Talairach). Questa funzione consente la trasformazione geometrica (coregistrazione) dello studio tomografico del soggetto AD per un confronto spaziale diretto con l’atlante standard e con le corrispondenti immagini tomografiche nella banca dati di normalità, opportunamente normalizzate allo stesso spazio di riferimento E’ in questo modo possibile il confronto statistico tra studi diversi (soggetto AD verso gruppo di controllo) e la successiva localizzazione delle aree cerebrali a significatività statistica sulla base di coordinate spaziali dello spazio stereotassico dell’atlante standard.

- filtraggio delle immagini mediante funzioni di convoluzione che peggiorano la risoluzione delle immagini ma diminuiscono le differenze di flusso tra voxel vicini (effetto di "smoothing"), dovute alla rappresentazione discreta (a voxel) della distribuzione spaziale di radioattività. SPM ha validità se applicato a dati che conservono le caratteristiche dei campi gaussiani. Tra queste caratteristiche c'e' anche la continuità del segnale. Il processo di filtraggio delle immagini garantisce anche una migliore continuità del segnale di funzionalità, e quindi rende il dato funzionale maggiormente idoneo a SPM.

- analisi statistica, con l’obiettivo di confrontare voxel a voxel le immagini del soggetto AD con quelle del gruppo di controllo nelle medesime condizioni di esame e di riferimanto spaziale. L’analisi tiene conto di variabili rilevanti quali l’età del paziente o di parametri statistici globali quali, nel caso di uno studio di perfusione SPECT o PET, il flusso medio cerebrale. Attraverso l'analisi di cluster di voxel statisticamente a ridotta funzionalità, sono determinate e graficate (sull'atlante di riferimento o su immagini anatomiche dello stesso soggetto) le aree di ipoperfusione.