磁共振成像

1 拼音

cí gòng zhèn chéng xiàng

2 英文參考

MRI

3 概述

磁共振成像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。 磁共振成像（MRI）作爲一項新的醫學影像診斷技術，近年來發展十分迅速。MRI所提供的信息量不但多於其他許多成像技術，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越性。

核磁共振（nuclear magneticresonance，NMR）是一種核物理現象。早在1946年Block與Purcell就報道了這種現象並應用於波譜學。Lauterbur1973年發表了MR成象技術，使核磁共振不僅用於物理學和化學。也應用於臨牀醫學領域。近年來，核磁共振成像技術發展十分迅速，已日臻成熟完善。檢查範圍基本上覆蓋了全身各系統，並在世界範圍內推廣應用。爲了準確反映其成像基礎，避免與核素成像混淆，現改稱爲磁共振成象。參與MRi 成像的因素較多，信息量大而且不同於現有各種影像學成像，在診斷疾病中有很大優越性和應用潛力

4 MRI的成像基本原理與設備

4.1 磁共振現象與MRI

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）。在這種狀態下，

圖1-5-1　質子帶正電荷，它們像地球一樣在不停地繞軸旋轉，並有自己的磁場

用特定頻率的射頻脈衝（radionfrequency，RF）進行激發，作爲小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發生了磁共振現象。停止發射射頻脈衝，則被激發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前的狀態。這一恢復過程稱爲弛豫過程（relaxationprocess），而恢復到原來平衡狀態所需的時間則稱之爲弛豫時間（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°射頻脈衝質子由縱向磁化轉到橫向磁化之後再恢復到縱向磁化激發前狀態所需時間，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。

圖1-5-2　正常情況下，質子處於雜亂無章的排列狀態。當把它們放入一個強外磁場中，就會發生改變。它們僅在平行或反平行於外磁場兩個方向上排列

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，組織間吸收係數（CT值）差別是CT成像基礎的道理。但MRI不像CT只有一個參數，即吸收係數，而是有T1、T₂和自旋核密度（P）等幾個參數，其中T₁與T₂尤爲重要。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，數字化後輸入計算機處理，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值轉爲模擬灰度，而重建圖像。

表1-5-1a　人體正常與病變組織的T₁值（ms）

表1-5-1b　正常顱腦的T₁與T₂值（ms）

4.2 MRI設備

MRI的成像系統包括MR信號產生和數據採集與處理及圖像顯示兩部分。MR信號的產生是來自大孔徑，具有三維空間編碼的MR波譜儀，而數據處理及圖像顯示部分，則與CT掃描裝置相似。

MRI設備包括磁體、梯度線圈、供電部分、射頻發射器及MR信號接收器，這些部分負責MR信號產生、探測與編碼；模擬轉換器、計算機、磁盤與磁帶機等，則負責數據處理、圖像重建、顯示與存儲（圖1-5-3）。

磁體有常導型、超導型和永磁型三種，直接關係到磁場強度、均勻度和穩定性，並影響MRI的圖像質量。因此，非常重要。通常用磁體類型來說明MRI設備的類型。常導型的線圈用銅、鋁線繞成，磁場強度最高可達0.15～0.3T^*，超導型的線圈用鈮-鈦合金線繞成，磁場強度一般爲0.35～2.0T，用液氦及液氮冷卻；永磁型的磁體由用磁性物質製成的磁磚所組成，較重，磁場強度偏低，最高達0.3T。

梯度線圈，修改主磁場，產生梯度磁場。其磁場強度雖只有主磁場的幾百分之一。但梯度磁場爲人體MR信號提供了空間定位的三維編碼的可能，梯度場由X、Y、Z三個梯度磁場線圈組成，並有驅動器以便在掃描過程中快速改變磁場的方向與強度，迅速完成三維編碼。

圖1-5-3　MRI設備基本結構示意圖

射頻發射器與MR信號接收器爲射頻系統，射頻發射器是爲了產生臨牀檢查目的不同的脈衝序列，以激發人體內氫原子核產生MR信號。射頻發射器及射頻線圈很象一個短波發射臺及發射天線，向人體發射脈衝，人體內氫原子核相當一臺收音機接收脈衝。脈衝停止發射後，人體氫原子核變成一個短波發射臺，而MR信號接受器則成爲一臺收音機接收MR信號。脈衝序列發射完全在計算機控制之下。

MRI設備中的數據採集、處理和圖像顯示，除圖像重建由Fourier變換代替了反投影以外，與CT設備非常相似。

5 MRI圖像特點

5.1 灰階成像

具有一定T₁差別的各種組織，包括正常與病變組織，轉爲模擬灰度的黑白影，則可使器官及其病變成像。MRI所顯示的解剖結構非常逼真，在良好清晰的解剖背景上，再顯出病變影像，使得病變同解剖結構的關係更明確。

值得注意的是，MRI的影像雖然也以不同灰度顯示，但反映的是MR信號強度的不同或弛豫時間T₁與T₂的長短，而不象CT圖象，灰度反映的是組織密度。

MRI的圖像如主要反映組織間T₁特徵參數時，爲T₁加權象（T₁weighted image，T₁WI），它反映的是組織間T₁的差別。如主要反映組織間T₂特徵參數時，則爲T₂加權像（T₂weighted image，T₂WI）。

因此，一個層面可有T₁WI和T₂WI兩種掃描成像方法。分別獲得T₁WI與T₂WI有助於顯示正常組織與病變組織。正常組織，如腦神經各種軟組織間T₁差別明顯，所以T₁WI有利於觀察解剖結構，而T₂WI則對顯示病變組織較好。

在T₁WI上，脂肪T₁短，MR信號強，影像白；腦與肌肉T₁居中，影像灰；腦脊液T₁長；骨與空氣含氫量少，MR信號弱，影像黑。在T₂WI上，則與T₁WI不同，例如腦脊液T₂長，MR信號強而呈白影。表1-5-2是例舉幾種組織在T₁WI和T₂WI上的灰度。

表1-5-2　人體不同組織T₁WI和T₂WI上的灰度

圖1-5-4　不同器官結構的MRI

A.B.C.顱腦的冠狀面、矢狀面及橫斷面的MRI　D.頸部的矢狀面MRI

E.F.心臟大血管的橫斷面和矢狀面MRI　G.軀幹冠狀面MRI　H.足的矢狀面MRI

5.2 流空效應

心血管的血液由於流動迅速，使發射MR信號的氫原子核離開接收範圍之外，所以測不到MR信號，在T₁WI或T₂WI中均呈黑影，這就是流空效應（flowing Void）。這一效應使心腔和血管顯影（圖1-5-4），是CT所不能比擬的。

5.3 三維成像

MRI可獲得人體橫面、冠狀面、矢狀面及任何方向斷面的圖像，有利於病變的三維定位。一般CT則難於作到直接三維顯示，需採用重建的方法才能獲得狀面或矢狀面圖像以及三維重建立體像（圖1-5-4）。

5.4 運動器官成像

採用呼吸和心電圖門控（gating）成像技術，不僅能改善心臟大血管的MR成像，還可獲得其動態圖象。

6 MRI檢查技術

MRI的掃描技術有別於CT掃描。不僅要橫斷面圖像，還常要矢狀面或（和）冠狀面圖像，還需獲得T₁WI和T₂WI。因此，需選擇適當的脈衝序列和掃描參數。常用多層面、多回波的自旋迴波（spin echo，SE）技術。掃描時間參數有回波時間（echo time，TE）和脈衝重複間隔時間（repetition time，TR）。使用短TR和短TE可得T₁WI，而用長TR和長TE可得T₂WI。時間以毫秒計。依TE的長短，T₂WI又可分爲重、中、輕三種。病變在不同T₂WI中信號強度的變化，可以幫助判斷病變的性質。例如，肝血管瘤T1WI呈低信號，在輕、中、重度T₂WI上則呈高信號，且隨着加重程度，信號強度有遞增表現，即在重T₂WI上其信號特強。肝細胞癌則不同，T₁WI呈稍低信號，在輕、中度T₂WI呈稍高信號，而重度T2WI上又略低於中度T2WI的信號強度。再結合其他臨牀影像學表現，不難將二者區分。

MRI常用的SE脈衝序列，掃描時間和成像時間均較長，因此對患者的制動非常重要。採用呼吸門控和（或）呼吸補償、心電門控和周圍門控以及預飽和技術等，可以減少由於呼吸運動及血液流動所導致的呼吸僞影、血流僞影以及腦脊液波動僞影等的干擾，可以改善MRI的圖像質量。

爲了克服MRI中SE脈衝序列成像速度慢、檢查時間長這一主要缺點，近年來先後開發了梯度回波脈衝序列、快速自旋迴波脈衝序列等成像技術，已取得重大成果並廣泛應用於臨牀。此外，還開發了指肪抑制和水抑制技術，進一步增加MRI信息。

MRI另一新技術是磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）。血管中流動的血液出現流空現象。它的MR信號強度取決於流速，流動快的血液常呈低信號。因此，在流動的血液及相鄰組織之間有顯著的對比，從而提供了MRA的可能性。目前已應用於大、中血管病變的診斷，並在不斷改善。MRA不需穿剌血管和注入造影劑，有很好的應用前景。MRA還可用於測量血流速度和觀察其特徵。

MRI也可行造影增強，即從靜脈注入能使質子弛豫時間縮短的順磁性物質作爲造影劑，以行MRI造影增強。常用的造影劑爲釓——二乙三胺五醋酸（Gadolinium-DTPA,Gd-DTRA）。這種造影劑不能通過完整的血腦屏障，不被胃粘膜吸收，完全處於細胞外間隙內以及無特殊靶器官分佈，有利於鑑別腫瘤和非腫瘤的病變。中樞神經系統MRI作造影增強時，症竈增強與否及增強程度與病竈血供的多少和血腦屏障破壞的程度密切相關，因此有利於中樞神經系統疾病的診斷。

MRI還可用於拍攝電視、電影，主要用於心血管疾病的動態觀察和診斷。

基於MRI對血流擴散和灌注的研究，可以早期發現腦缺血性改變。它預示着很好的應用前景。

帶有心臟起搏器的人需遠離MRI設備。體內有金屬植入物，如金屬夾，不僅影響MRI的圖像，還可對患者造成嚴重後果，也不能進行MRI檢查，應當注意。

7 MRI診斷的臨牀應用

MRI診斷廣泛應用於臨牀，時間雖短，但已顯出它的優越性。

在神經系統應用較爲成熟。三維成像和流空效應使病變定位診斷更爲準確，並可觀察病變與血管的關係。對腦幹、幕下區、枕大孔區、脊髓與椎間盤的顯示明顯優於CT。對腦脫髓鞘疾病、多發性硬化、腦梗塞、腦與脊髓腫瘤、血腫、脊髓先天異常與脊髓空洞症的診斷有較高價值。

縱隔在MRI上，脂肪與血管形成良好對比，易於觀察縱隔腫瘤及其與血管間的解剖關係。對肺門淋巴結與中心型肺癌的診斷，幫助也較大。

心臟大血管在MRI上因可顯示其內腔，所以，心臟大血管的形態學與動力學的研究可在無創傷的檢查中完成。

對腹部與盆部器官，如肝、腎、膀胱，前列腺和子宮，頸部和乳腺，MRI檢查也有相當價值。在惡性腫瘤的早期顯示，對血管的侵犯以及腫瘤的分期方面優於CT。

骨髓在MRI上表現爲高信號區，侵及骨髓的病變，如腫瘤、感染及代謝疾病，MRI上可清楚顯示。在顯示關節內病變及軟組織方面也有其優勢。

MRI在顯示骨骼和胃腸方面受到限制。

MRI還有望於對血流量、生物化學和代謝功能方面進行研究，對惡性腫瘤的早期診斷也帶來希望。

在完成MR成像的磁場強度範圍內，對人體健康不致帶來不良影響，所以是一種非損傷性檢查。

但是，MRI設備昂貴，檢查費用高，檢查所需時間長，對某些器官和疾病的檢查還有限度，因之，需要嚴格掌握適應證。

8 適應證

磁共振成像適用於下述疾病：

1.顱腦疾病 MRI診斷顱腦疾病已較成熟。常用T₁加權和T₂加權成像程序。正常狀況下腦灰質含水較白質多，含脂肪則較少，所以腦灰質的T₁和T₂弛豫時間均較白質長。T₁加權像上腦灰質的信號強度較低，腦白質的信號強度則較高。在一般灰階顯示時，低信號圖像稍黑，而高信號圖像則較白。腦脊液的T₁、T₂弛豫時間均較腦組織長，故在T₁、T₂加權像上分別呈低信號和高信號。頭皮及顱骨板障所含脂肪較多，在所有成像脈衝程序均呈高信號。顱內板、外板、硬腦膜、乳突氣房和副鼻竇腔等不含質子或所含甚少，均呈無信號或甚低

9 禁忌證

磁共振檢查無創傷性，無放射線輻射，對患者安全面可靠。對於檢查的安全性以下幾方面應予注意：

1.目前用於人體檢查的磁共振設備，磙場強度在2.0T以下，對人體本身並無有害的生物效應。

2.即使是較弱的磁場也足以造成心臟起搏器及神經刺激器失靈。因此，帶有上述裝置者禁止進入磁共振室。

3.在磁場內的射頻脈衝可使受檢組織和體內植入的金屬物溫度輕微上升。體內較大植入物如人工髖關節、眼球金屬異物，由於是導電物體，溫度可升高1～2℃。

4.動脈瘤夾內鎳的含量較高，在強磁場中會產生較大扭矩，有導致動脈瘤破裂的危險。

5.目前尚未發現醫用磁共振設備造成人體基因改變和嬰兒發育障礙，但對於妊娠期婦女的檢查應慎重，並儘量減少射頻發射時間和次數。

6.由於檢查室內爲強磁場，心電監護儀、呼吸儀、心臟起搏器等搶救設備不能進入。因此，對危重病人應密切監護。

10 準備

1.儀器準備 MRI主要包括三個系統。

（1）磁場：磁場的大小多爲0.1～2T（Tesla，特斯拉），可由超導、常導和混合磁體產生。根據場強的不同分爲：①超低場強（0.02～0.09T）；②低場強（0.1～0.3T）；③中場強（0.3～1.0T）；④高場強（1.0～2T）。

（2）射頻場：由發射及接受線圈組成，包括分體線圈和表面線圈。

（3）計算機：控制及圖像處理。

2.根據檢查目的和部位的不同，患者做好相應的在準備

11 原理及操作方法

含有單數質子、單數中子或兩者均爲單數的原子核具有自旋和磁矩的性質，並且以一種特定方式繞磁場方向旋轉。這種旋轉稱爲進動或旋進。用一個頻率與進動頻率相同的射頻脈衝激發所檢查的原子核，將引起共振，即磁共振。在射頻激發停止後，有關原子核的相位和能級都恢復到激發前狀態，這個過程稱爲弛豫。這些能級變化和相位變化所產生的信號均能爲所測樣品或人體附近的接收器所測得。臨牀常用的MRI爲質子成像。處於不同物理、化學狀態下的質子，在射頻激發和停止激發後，弛豫時間的長短各不相同。弛豫時間分T₁和T₂兩種。T₁弛豫時間又稱縱向弛豫時間，爲物質放置於磁場中產生磁化所需的時間，也即繼90度射頻脈衝從縱向磁化轉爲橫向磁化之後恢復到縱向磁化所需時間。T₂弛豫時間又叫橫向弛豫時間或自旋——自旋弛豫時間，爲在完全均勻的外磁場中，橫向磁化所維持的時間。也就是繼90度射頻脈衝之後，共振質子保持相干性或保持在相位中旋進的時間。

MR輻射光子的強度很弱，爲提高MR信號的信噪比，就得重複使用產生自旋迴波信號的脈衝程序。重複激發的間隔時間稱爲重複時間，簡稱IR。它可任意選擇。第一次90度射頻脈衝和探測自旋迴波信號之間的時間，即回波延遲時間，簡稱回波時間或TE，也與所測得MR信號的強弱有關。TE也可由操作者任意選擇。

選擇不同的程序指標時間，可以區別或測出物質的T₁、T₂和質子密度。短TE和長TR時，圖像所反映的是質子密度差別，稱爲質子加權象；隨着TR變短，則T₁成像因素增加，即短TE短TR（如TE＝28ms，TR＝0.5s）產生T₁加權像；而採用長TE、長TR時（如TE＞56ms，TR＝2s），產生T₂加權像。

根據所設計的程序不同，可以從整個檢查體積中獲取信號，也可以從該體積中的某一層面獲取信號，在計算機輔助下，用這些信號可以重建成像。

1.T₁加權像 在自旋迴波（SE）序列中，應用短TR來加強T₁值對圖像的影響，同時應用短TE來削弱T₂值對圖像的影響。即短TR短TE（TR/TE≤1000/40ms，如TR500ms/TE15ms），它偏重於表現T₁差別的圖像，也就是說圖像中組織對比度的差異主要由於組織間T1值的不同。

長T₁在磁共振圖像上表現爲低信號，如含水量高、骨骼、鈣化等；短T₁在磁共振圖像上表現爲高信號，如脂肪、正鐵血紅蛋白等。

2.T₂加權像 在自旋迴波（SE）序列中，應用長TE來加強T₂值對圖像的影響，而應用長TR來削弱T₁值對圖像的影響。即長TR長，IE（TR/TE1000/40ms，如TR2000ms/TE90ms），它偏重於表現T₂差別的圖像。

長T₂在磁共振圖像上表現爲高信號，如含水量高；短T₂在磁共振圖像上表現爲低信號，如含鐵血黃素、黑色素、鈣化等。

3.質子密度像 在自旋迴波（SE）序列中，應用長TR來削弱T₁值對圖像的影響，應用短的TE來削弱T₂值的影響，即長TR短TE所獲得的圖像，TR2000ms/IE15ms，它偏重於表現質子密度差別的圖像。

4.增強掃描 目前常使用的造影劑GD-DTPA（軋-二乙烯五胺乙酸），其具有順磁性，分佈於細胞間液中，它主要改變氫質子的磁性作用和其馳豫時間，縮短T₁和T₂，可使病變及血腦屏障受到破壞的部位在T₁加權像上產生高信號，實現強化目的。增強掃描只做T₁掃描，判斷圖像是否強化可根據鼻粘膜、垂體、海綿竇、側腦室脈絡叢的改變。

GD-DTPA經靜脈注射，使用時不需做過敏試驗。增強掃描可明確病變的數目並能發現平掃不能發現的病竈，鑑別腫瘤和周圍水腫，有利於病變的定性診斷。

5.磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA） 是目前非介入方法顯示人體血管的有效手段，目前已在臨牀得到廣泛應用。MRA的原理是利用血管內流動血液的特性，採用不同的掃描序列，將血管內的信號提高，使其與周圍組織有高度的對比，使用計算機處理，將非高信號的組織影去除，形成血管圖像。其可以測量血流速度、觀察血流特徵、分別顯示動脈或靜脈等。

最常使用的技術手段：①時間飛越法。②相位對比法。這兩種方法MRA都可以用二維的疊層切面成像或三維成像。

時間飛越法利用飛越時間和流入性增強效應：相應區段被激勵的血液，在某一時刻被標記，在成像區域的血液中流入了充分馳豫的質子，形成血管內血液的高信號，因在標記和檢出之間相應血液團的位置已有改變，故稱飛越時間。方法：首先在欲造影部位使用飽和脈衝，使掃描範圍內所有組織處於飽和狀態，即不再產生磁共振信號。因血液不斷流動，飽和血液將流出，而流入未被飽和的血液，這些血液就可以產生較高的磁共振信號，而周圍靜止組織信號則很低，從而提高了血液的信號，抑制周圍組織的信號。經計算機重建後，就可顯示血管形態。

相位對比法：血液流動過程中，氫質子的相位可發生變化，而靜止的組織中不會發生這種相位變化。因此，相位對比法血管造影技術利用血流誘發的相位改變在流動質子和靜止組織間形成的對比，可區別血流和周圍組織，並使周圍組織的信號完全消除，此種方法可使血流慢的小血管得到增強，有利於微細血管的顯示。

三維流入法：利用流動增強效應，使用三維整體採樣，將激勵整體分割成相臨的薄層，使血流在待檢體積中出現有別於其他組織的MR高信號，用最大強度投影演算法處理，可在掃描區體積中形成高分辨力的MRA圖像。

二維流入法：掃描時利用相臨的單個薄層取樣，可獲得相當強的流入增強效應，不必考慮層面選擇方向上的選擇，可有效覆蓋大範圍，疊加二維可得到三維體積同樣的覆蓋範圍，但空間分辨力不如後者。

一般說來，二維用來觀察大的範圍，對慢速血流敏感，僅用於評價血管狹窄程度；而三維技術則提供較精細的分辨力圖像，對快速血流敏感，對動靜脈畸形、顱內動脈瘤等極有診斷價值。雖然MRA對顱內血管、頸部血管及肢體血管的價值與常規血管造影相似，但對極慢血流的病變可能漏掉，空間分辨力低於DSA。隨着高場磁共振技術的不斷提高，MRA有逐漸代替介入DSA檢查的趨勢。在MRA中使用造影劑GD-DTPA可以發現更隱匿的血管病變。

12 注意事項

1.MRI圖像的分析與診斷 MRI黑白圖像的形成比較複雜，同一病變在一些MRI圖像上表現爲黑的，而在另一些圖像上則爲白的。視覺上黑白圖像不僅取決於組織的固有特性，也取決於成像技術（如所選擇的脈衝序列和掃描時間參數）。另外，組織的固有特性還可隨MRI掃描儀的場強大小而變化。對這些因素與圖像的關係必須瞭解。

讀片時，必須注意MR圖像上的各種信息，這包括病人姓名、年齡、性別、檢查日期、MR號、計算機運行號、脈衝序列、掃描參數、層厚、分辨力、矩陣等。對各層面（橫斷、冠狀及矢狀面，甚至斜位）及定位圖所提供的信息，必須將其逐一仔細地加以觀察和分析。注意有無解剖位置或形態異常，更要注意有無信號強弱的改變。信號的改變可分爲高、等、低和混雜信號四類，信號的高或低（強或弱）是與組織特性和掃描的脈衝序列、掃描參數密切相關的。

任何檢查都有其優點和不足之處，MRI的缺點是檢查時間長，被檢查者必須長時間保持同一體位，任何輕微的移動都會造成MRI圖像上僞影，影響診斷。因此許多重危病人不宜檢查，另外在顯示急性腦出血和蛛網膜下腔出血方面，CT優於MRI。

2.正常MRI表現 在出生後的頭一年內，腦組織內水成分逐漸減少，而脂肪成分則逐漸增多，所有這些均可使T₁及T₂發生變化。到2歲時，腦的表現則與成人大致相同。綜上所述，MR圖像信號的高低與組織特性和掃描參數的多種因素有關，下面以自旋迴波序列爲例描述正常的MRI改變。

因組織含水量不同，灰質內含水量較多，T₁加權像可清楚顯示灰-白質的信號差別，灰質信號強度較白質低，在T₂加權像上灰質信號則強於白質；因爲腦白質和灰質的質子濃度幾乎相等，造成質子像對腦灰白質的分辨效果較差。腦脊液的主要成分是水，T₁和T₂值均較腦實質長，T₁加權像上腦室系統爲低信號區，呈黑色，而在T₂加權像上爲高信號，即腦脊液呈白色。

頭皮和淺層結締組織呈中等信號，皮下組織含有大量的脂肪，在T₁和T₂像上均爲高信號，皮質骨因不含運動性質子，均爲無信號區，皮質骨呈黑色，板障內含豐富脂肪組織，因此板障在T₁和T₂像上均爲高信號，表現爲白色，尤以T₁像最爲明顯。大腦鐮、小腦幕由纖維組織構成，質子濃度低，因此在T₁和T₂像上表現爲相應形狀的無信號區。總之，在T₁像上，信號強度由高到低排列爲：脂肪＞髓質骨＞白質＞灰質＞腦膜＞皮質骨。T₁像信號強度由高到低排列順序爲：腦脊液＞脂肪＞髓質骨＞灰質＞白質＞腦膜＞皮質骨。