Trong những năm gần đây, hình ảnh cộng hưởng từ khuếch tán được áp dụng để đánh giá các bệnh lý nội sọ, chẳng hạn như tai biến mạch não, trong chấn thương, các bệnh lý nhiễm trùng- nhiễm độc thần kinh, đặc biệt là trong bệnh lý nhồi máu não.