Signaler för konventionella magnetic resonance imaging (MRI) kommer från atomkärnor av vanliga väteatomer (¹ H) i den mänskliga kroppen. Det är svårt att bilden kroppsdelar såsom lungor som innehåller relativt få väteatomer. Dock utmärkt kärnmagnetisk resonans bilder av lungorna kan erhållas om patienten först tar ett djupt andetag gaserna helium-3 (³ han) eller xenon-129 (¹²⁹ Xe) som har haft sina kärnvapen spin polarizations ökade till tiotals procent med laser optiska pumpning. Kärnmagnetisk resonans bilder från de hyperpolarized atomkärnor av dessa gaser är lika bra som och ofta bättre än konventionella bilder från väte i vävnad. På grund av dess höga löslighet i mänsklig vävnad, hyperpolarized xenon-129 är användbart för imaging andra kroppsdelar samt lungorna.