要想获得清晰准确的人体组织图像，磁共振仪需要对人体进行分层扫描。为什么这样做?如果磁共振仪采用随机或整体的扫描方式，那么采集到的所有信号将混在一起无法区分。分层又会怎样呢?以头部扫描为例。首先，需要建立一个坐标，如果以头顶部为原点，则可以选择沿身体纵轴向下颌方向为扫描方向。然后，将头部分成几个扫描层。当对某一层(如图蓝色箭头所指)进行扫描时，仅该层的氢原子核接收到能量然后复原，而其他层(比如图中黄色、绿色箭头所指区域)的氢原子核不会受到影响。这一层扫描结束后，磁共振仪会按照此前建立的扫描方向对下一层(如图黄色层所指)进行扫描。最终，所有层面的扫描数据进行叠加就可以获得我们看到的磁共振照片。

如何仅让某一层的原子核接收到能量是实现分层扫描的关键。磁共振仪是如何做到的呢?根据量子力学知识，对于处在某一特定磁场强度下的原子核来说，只有某一特定频率的能量才会被吸收，任何高于或低于这一频率的能量都不会对其造成影响。基于这一理论，磁共振仪中采用了一种非均匀分布的磁场(如图所示，绿色的平行线代表磁感线，磁感线越密代表磁场强度越高)。因此，处在不同磁场位置的原子核能够接收的频率不同，这就使磁共振仪可以通过施加不同频率的能量来分别激活不同扫描层的氢原子核，实现分层扫描。

当射频线圈把能量撤销之后，偏转的氢原子核又会恢复原本的排列状态，同时释放出能量。这就是著名的核磁共振现象，亦称磁共振现象。

我们根据某个位置释放的能量的测量数值，就能推算出这个位置的人体组织的特性。然后再利用坐标逐行扫描，就可以得到整个横截面的人体组织结构，并在胶片上显示出来。在胶片上，研究者或医生看到的是一个人体横截面的透射照片。

由于通过核磁共振技术拍出的人体组织照片分辨率高、图像清晰，所以能够更好地帮助医生看见人体早期不易被察觉的病变，是肿瘤、心脏病及脑血管疾病早期筛查的重要工具。同时，由于核磁共振技术是目前对颅脑最有效的影像研究方法，也成为科学家了解大脑的重要手段。