腦出血後血腫的病理演變過程為：紅細胞懸液－血液濃縮－血凝塊形成和收縮－紅細胞溶解－低蛋白血腫液。血腫內血紅蛋白的演變過程為：氧合血紅蛋白（HBO2）－脫氧血紅蛋白（DHB）－高鐵血紅蛋白（MHB）－含鐵血黃素（H-S），其中可出現互相重疊現象。根據腦內血腫的病理及血紅蛋白變化規律，腦內血腫的MR訊號表現規律為：
1．超急性期（＜24小時），血腫主要由完整紅細胞內的HBO2組成，在MR上可分為三階段：
（1）Ⅰ階段（0-3小時），血腫在T1加權像上呈低訊號，在T2加權像上呈高訊號。
（2）Ⅱ階段（3-12小時），血腫在T1加權像上呈略高訊號，在T2加權像上呈高訊號；此時出現輕度腦水腫。
（3）Ⅲ階段（6-24小時），血腫在T1、T2加權像上可呈等訊號，此時出現中等腦水腫。
2．急性期（2-7天），血腫內HBO2逐漸向DHB演化。
（1）Ⅰ階段（2-3天），完整紅細胞內的HBO2已演變為DHB。血腫在T1加權像呈等或略低訊號，在T2加權像上呈典型的低訊號，此期伴重度腦水腫。
（2）Ⅱ階段（3-4天），血腫除DHB之外，已有相當大部分轉化為細胞內MBH，在T1加權像上呈典型的高訊號，在T2加權像上呈典型的最低的黑訊號，此期伴重度的腦水腫。
（3）Ⅲ階段（5-7天），此期特徵是紅細胞開始溶解，血腫在T1加權像上仍呈典型的高訊號，在T2加權像上仍呈低訊號，（但不如Ⅱ階段黑），腦水腫減輕為中度。
3。亞急性期（8-30天）。
（1）Ⅰ階段（8-15天），血腫周邊已經是遊離稀釋的MHB，中心部仍為未演化的DHB，在T1加權像上最有特徵性。周圍為高訊號厚環，中心為DHB低訊號，在T2加權像上週圍為略低訊號厚環，中心為更低訊號DHB，腦水腫從中度變為輕度。
（2）Ⅱ階段（16-30天），血腫中心的DHB逐漸為遊離稀釋的MHB所取代，在所有成像序列中均逐漸完成高訊號，以T1加權像最明顯，T2加權像演變得慢一些，血腫周邊可見含鐵血黃素黑線，腦水腫從輕度至消失。
4。 慢性期（1-2月）。
血腫由遊離稀釋的MHB組成，周圍包繞著含鐵血黃素與沉積環，一個高訊號血腫包繞著一個黑色低訊號環，是慢性腦內血腫的MR特徵，在T2加權像上顯影最分明。
5．殘腔期（出血後二月末至數年）。
（1）Ⅰ階段指出血後二月末至四月末，血腫內隨著囊變與液化，主要由低蛋白囊液組成，MR呈液體特有的長T1與T2訊號。在T1加權像上呈近於腦脊液的低訊號，在T2加權像上呈近於腦脊液的高訊號。
（2）Ⅱ階段指出血後5月至1年，囊液內水分吸收，僅留下游離稀釋的MHB，它在所有成像序列中均呈條索狀高訊號，狹窄殘腔周邊沉積的含鐵血黃素在所有成像序列中均呈低訊號。
（3）Ⅲ階段指出血後一年以上，MHB幾乎全部消失，殘腔中心的高訊號MHB消失，僅餘下含鐵血黃素低訊號，在T2加權像上呈低訊號。
習慣性的分期為：超急性早期、超急性晚期、急性早期、急性晚期、亞急性早期、亞急性晚期、慢性早期、慢性晚期共8個時期，簡稱為：【超早-超晚-急早-急晚-亞早-亞晚-慢早-慢晚】。分述如下：
① 超急性早期：氧合血紅蛋白為抗磁性物質，不影響T1和T2弛豫時間，所以此期T1WI和T2WI均為等訊號。
②超急性晚期：由於血凝塊水分的吸收，血凝塊濃縮致蛋白濃度含量增高，故T1WI為略高訊號，T2WI為略高訊號或高訊號。其中低磁場磁共振裝置由於對蛋白質反應較敏感，使此期血腫訊號改變較明顯。但此期血腫訊號改變保持時間短暫，迅速轉變為急性期的MRI訊號表現。③ 急性期的早期：由於氧合血紅蛋白脫氧轉變為脫氧血紅蛋白，而脫氧血紅蛋白為特殊的順磁性物質，不能縮短T1弛豫時間，僅能明顯縮短T2弛豫時間，故急性早期（即脫氧血紅蛋白時期）的血腫MRI表現為T1WI為等訊號，而T2WI低訊號。其中在高磁場的磁共振裝置檢查此期的血腫等T1短T2訊號更明顯。
④急性期的晚期：血腫周圍出現明顯血管源性腦水腫表現（即長T1長T2訊號），故此期血腫的MRI表現綜合為：T1WI為低訊號的水腫帶+等訊號的血腫；T2WI為高訊號的水腫帶+低訊號的血腫。
⑤ 亞急性期的早期：由於紅細胞內的脫氧血紅蛋白被氧化成正鐵血紅蛋白【高鐵血紅蛋白】，且氧化的過程是由血腫周邊向血腫中心逐漸推移，而［紅細胞內的-非遊離的］正鐵血紅蛋白為強順磁性物質，能同時顯著縮短T1和T2弛豫時間，使此期的血腫MRI表現為：T1WI為血腫周邊［已被氧化］的高訊號+血腫中心［未被氧化］的等訊號；T2WI為血腫周邊和血腫中心均為低訊號。
另外此期的血腫周圍血管源性腦水腫仍存在，故此期腦出血的MRI表現很複雜，完全結合起來表現為：T1WI為血腫周圍低訊號的水腫帶+血腫周邊已被氧化的高訊號+血腫中心未被氧化的等訊號［即“低高等”訊號表現］；T2WI為血腫周圍高訊號的水腫帶+血腫周邊和血腫中心的低訊號［即“高包繞低”訊號表現］。
⑥ 亞急性期的晚期：由於紅細胞破裂溶解致正鐵血紅蛋白遊離，而［紅細胞外的］遊離的正鐵血紅蛋白具有縮短T1弛豫時間延長T2弛豫時間的作用，故此期血腫T1WI和T2WI均為高訊號。而此期血腫周圍由於血紅蛋白分解後釋放出的含鐵血黃素的沉積，血腫周圍可出現低訊號的含鐵血黃素環（在T2WI表現為極低訊號環）。此期腦水腫訊號基本消失，故此期血腫MRI綜合訊號表現為：T1WI為低訊號的含鐵血黃素環（可能不明顯）+高訊號的血腫；T2WI為極低訊號的含鐵血黃素環+高訊號的血腫。
⑦慢性期的早期：為完全遊離的正鐵血紅蛋白表現，即T1WI為低訊號的含鐵血黃素環（可能不明顯）+極高訊號的血腫；T2WI為極低訊號的含鐵血黃素環+極高訊號的血腫。
⑧慢性期的晚期：即血腫囊變期，可出現兩種情況：a 含有“含鐵血黃素和鐵蛋白的囊腔”表現為T1WI和T2WI均為低訊號表現；b 含有類似CSF的“液性囊腔”表現為長T1長T2訊號表現。
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