MRI是利用原子核在磁場內共振所產生信號經重建成像的一種成像技術。 MRI（磁共振成像）作為一項新的醫(yī)學影像診斷技術，近年來發(fā)展十分迅速。磁共振成像所提供的信息量不但多于其他許多成像技術，而且以它所提供的特有信息對診斷疾病具有很大的潛在優(yōu)越性。

含單數質子的原子核，例如人體內廣泛存在的氫原子核，其質子有自旋運動，帶正電，產生磁矩，有如一個小磁體（圖1-5-1）。小磁體自旋軸的排列無一定規(guī)律。但如在均勻的強磁場中，則小磁體的自旋軸將按磁場磁力線的方向重新排列（圖1-5-2）。在這種狀態(tài)下，用特定頻率的射頻脈沖（radionfrequency，RF）進行激發(fā)，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現象。停止發(fā)射射頻脈沖，則被激發(fā)的氫原子核把所吸收的能逐步釋放出來，其相位和能級都恢復到激發(fā)前的狀態(tài)。這一恢復過程稱為弛豫過程（relaxationprocess），而恢復到原來平衡狀態(tài)所需的時間則稱之為弛豫時間（relaxationtime）。有兩種弛豫時間，一種是自旋-晶格弛豫時間（spin-lattice relaxationtime）又稱縱向弛豫時間（longitudinal relaxation time）反映自旋核把吸收的能傳給周圍晶格所需要的時間，也是90°射頻脈沖質子由縱向磁化轉到橫向磁化之后再恢復到縱向磁化激發(fā)前狀態(tài)所需時間，稱T1。另一種是自旋-自旋弛豫時間（spin-spin relaxation time），又稱橫向弛豫時間（transverse relaxation time）反映橫向磁化衰減、喪失的過程，也即是橫向磁化所維持的時間，稱T2。T2衰減是由共振質子之間相互磁化作用所引起，與T1不同，它引起相位的變化。

人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對固定的，而且它們之間有一定的差別，T2也是如此（表1-5-1a、b）。這種組織間弛豫時間上的差別，是MRI的成像基礎。有如CT時，組織間吸收系數（CT值）差別是CT成像基礎的道理。但MRI不像CT只有一個參數，即吸收系數，而是有T1、T2和自旋核密度（P）等幾個參數，其中T1與T2尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的T1（或T2）值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。MRI的成像方法也與CT相似。有如把檢查層面分成Nx，Ny，Nz……一定數量的小體積，即體素，用接收器收集信息，數字化后輸入計算機處理，獲得每個體素的T1值（或T2值），進行空間編碼。用轉換器將每個T值轉為模擬灰度，而重建圖像。

所有含奇數質子的原子核均在其自旋過程中產生自旋磁動量，也稱核磁矩，它具有方向性和力的效應，故以矢量來描述。核磁矩的大小是原子核的固有特性，它決定MRI信號的敏感性。氫的原子核最簡單，只有單一的質子，故具有最強的磁矩，最易受外來磁場的影響，并且氫質于在人體內分布最廣，含量最高，因此醫(yī)用MRI均選用H為靶原子核。人體內的每一個氫質子可被視作為一個小磁體，正常情況下，這些小磁體自旋軸的分布和排列是雜亂無章的，若此時將人體置人在一個強大磁場中，這些小磁體的自旋軸必須按磁場磁力線的方向重新排列。此時的磁矩有二種取向：大部分順磁力線排列，它們的位能低，狀態(tài)穩(wěn)；小部分逆磁力線排列，其位能高。兩者的差稱為剩余自旋，由剩余自旋產生的磁化矢量稱為凈磁化矢量，亦稱為平衡態(tài)宏觀磁場化矢量M0。在絕對溫度不變的情況下，兩種方向質子的比例取決于外加磁場強度。