Osnovne komponente uređaja za MR su vrlo jak magnet, radiotransmiter, radiofrekventna zavojnica koja detektira signale i računalo. Unutrašnjost magneta je u obliku tunela, dovoljno velikog da se u njega smjesti tijelo bolesnika (u novije vrijeme postoje i uređaji bez tunela kojima se rješava problem klaustrofobije koji je kod nekih bolesnika toliko naglašen da je pregled nemoguće izvesti, s obzirom na to da traje minimalno 15 do 20 minuta). Funkcija magneta jest da osigura konstantno, stabilno i homogeno magnetsko polje nad što većim dijelom tijela pacijenta (field of view). Snaga makgentskog polja Bo izražava se u jedinici T (tesla). Jedinica tesla se definira kao vrijednost ukupnog magnetskog toka podijeljena s površinom kroz koju magnetski tok prolazi. Snaga 1T = 10 000 Gaussa, a 1 Gauss odgovara snazi magnetskog polja (sile teže) planete Zemlja. Po konstrukciji razlikujemo tri osnovne vrsta uređaja za magnetsku rezonanciju koji su u današnjoj kliničkoj upotrebi: permanentni, vodljivi, supravodljivi.

 

MR snimanje koristi se činjenicom da je jezgra vodika (proton) mali magnetski dipol sa sjevernim i južnim polom. Proton sadrži tzv. magnetski moment. Kad se bolesnik u tunelu izloži jakom magnetskom polju, svi njegovi protoni poslože se u smjeru magnetskog polja. Pritom protoni ne miruju nego rotiraju oko smjera magnetskog polja u kojem se nalaze, što se zove precesija. Frekvencija tog rotiranja (Larmorova frekvencija) je proporcionalna jačini vanjskoga magnetskog polja. Tijelo bolesnika postaje magnetizirano, a jačina magnetizacije ovisi o broju protona unutar volumena tkiva, odnosno o gustoći protona. S obzirom na veliku količinu protona, tako jaka magnetizacija inducira električnu struju u zavojnicama smještenim oko dijela tijela koji se pregledava. Nakon što se bolesnik položi u jako magnetsko polje, dodatno se prema njemu usmjere radiofrekventni elektromagnetski valovi. Naknadno proizvedeni valovi uzrokuju da se protoni, već otprije posloženi u smjeru ravnine jakoga magnetskog polja, odmaknu od glavne ravnine i počnu oko nje rotirati u smjeru kazaljke na satu. Da bi se to dogodilo, frekvencija primijenjenih elektromagnetskih radiovalova mora biti jednaka frekvenciji precesirajućih protona. Upravo taj fenomen zove se magnetska rezonancija, po čemu je pretraga i dobila ime. U trenutku rotacije protona oko ravnine jakoga magnetskog polja inducira se električna struja (MR signal) koju registriraju zavojnice locirane oko dijelova tijela koji se snima. Dakle ako je zavojnica spojena s električnom žaruljom, žarulja će zasvijetliti. Kolika je jačina tog svjetla, ovisi o jačini magnetskog polja i zbog toga je važna jačina glavnoga magnetskog polja - što je ono jače, to je slika svjetlija i bolja za kasniju analizu. Na isti način tkiva koja imaju jači magnetizam (uvjetno govoreći, sadrže više protona) dat će jači signal i slika će biti svjetlija i obratno, tkiva s manjom magnetizacijom dat će tamniju sliku. Tako nastaje kontrastna rezolucijadobivene slike, odnosno mogućnost da se pojedina tkiva razlikuju ovisno o jačini magnetizacije koju posjeduju i stvaranju električnog signala na zavojnicama smještenim oko dijelova tijela koji se snimaju.

 

Gustoća protona jedan je od činitelja koji utječe na svjetlinu i kontrastnost slike. Ali postoji još nekoliko parametara koji utječu na odnos signala koje pojedini dijelovi tkiva emitiraju. Najvažniji od njih su vremena kad se registrira električni impuls u zavojnicama koje primaju magnetizaciju. U vremenu između dvije indukcije radiofrekventnim valovima, protoni tkiva prolaze kroz dva različita vremena - vremena relaksacije (T1 i T2). T2 je vrijeme u kojem se većina protona (63 posto) vratila nakon prestanka indukcije radiosignala natrag u glavno magnetsko polje. T1 je vrijeme u kojem glavno magnetsko polje vraća većinu svog maksimuma. Prema tome, različita tkiva imaju različito trajanje T1 i T2 vremena, na temelju čega se također stvara kontrastna rezolucija. Kombinacijom dobivanja slika u T1 i T2 vremenu dijagnostičar dobiva potpuniju povratnu informaciju i tako stvara sliku kombinacije intenziteta raznih tkiva. Zatim ocjenjuje stvaraju li ispitivani organi signal, kako se i očekuje od zdravih tkiva, ili neka tkiva odašilju promijenjene signale (signale većeg ili manjeg intenziteta od uobičajenih, normalnih vrijednosti), što upućuje na mogućnost da su takva tkiva zahvaćena patološkim procesom.

 

Svi dobiveni podaci računalno se obrađuju i proizvode se serijske snimke slojeva tkiva u sve tri glavne ravnine i kombinacije tih ravnina, što omogućuje dobivanje (osim prethodno opisane kontrastne rezolucije) i savršen prostorne rezolucije. To je, primjerice, vrlo važno kirurzima prije planiranja operativnog ili nekoga drugog invazivnog zahvata.

 

Uloga ranije spomenutog host računala je povezivanje i sinkronizacija rada svih sustava i podsustava u jednu cjelinu, obrada digitalnih podataka, upravljanje radom uređaja te arhiviranje dobivenih podataka. Za ovu svrhu koriste se snažni i brzi numerički procesori, a najčešći operativni sustavi su Windows i UNIX. Na host računalo je izravno povezana i radna stanica (workstation) koju koriste specijalisti radiolozi za evaluaciju i analizu podataka. Radne stanice snažni su grafički procesori opremljeni dodatnim programskim aplikacijama koje omogućuju kvalitetnu analizu prikupljenih sirovih podataka. Pohrana podataka nakon pregleda vrši se privremeno na radnoj grafičkoj stanici MMWS (multi modality work station), a trajno upotrebom PACS-a (Picture archiving and comunication system) i RIS-a (radiology information system). Dokumentiranje pregleda vrši se na CD ili na film. Upotreba tzv. suhih komora i termoosjetljivih filmova sve više uzima primat u odnosu na klasične RTG fotografske filmove s klasičnim sustavom razvijanja (mokre komore).