Badania pacjenta in vitro polegają na tym, że po doustnym lub dożylnym podaniu odpowiedniej substancji promieniotwórczej oznacza się następnie aktywność pobieranych próbek, na przykład krwi, moczu, wydychanego powietrza.   Przykładem tego rodzaju badań może być wykrywanie zakażeń bakterią Helicobacter pylori (Hp), powodującą owrzodzenia i przewlekłe stany nieżytowe żołądka. Pacjentowi podaje się doustnie mocznik znaczony izotopem ¹⁴C, a następnie bada się aktywność promieniotwórczą wydychanego powietrza (Bakteria Hp wytwarza enzym (ureazę) rozkładający mocznik. Wydziela się dwutlenek węgla, który przenika do krwi i jest wydalany z organizmu wraz z wydychanym powietrzem.   Podobne badania in vitro również z zastosowaniem izotopu ¹⁴C przeprowadza się przy schorzeniach trzustki i wątroby.