心源性脑栓塞在磁共振MRI检查方面和其它类型的脑梗塞一样，急性期表现为磁共振DWI序列的高信号缺血病灶，也有不同于其它类型脑梗塞的特点，常常会看到不同动脉供血区不同的脑梗死病灶，如前后循环同时梗死、双侧同时梗死，另外，还有新鲜的梗死灶与陈旧的并存，叫做空间多发、时间多发，这是心源性脑栓塞磁共振表现最经典的特点。梗死常常累及皮层，也可以在皮层下、丘脑或者脑干，在磁共振脑血管成像，可以表现为大脑中动脉闭塞，这种脑栓塞堵塞大血管，往往病情重、症状重，在MRI上面都可以表现出来。医师根据特殊的磁共振脑血管表现，往往会在发病的急性期就考虑使用神经介入手术，把大的栓子从大脑中动脉中机械取栓取出来，血管就能够再通，明显的改善脑栓塞的病情和预后。