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.

Chụp cộng hưởng từ khuếch tán sọ não là một kỹ thuật có giá trị giúp cung cấp thông tin về tình trạng sinh lý của não và đặc biệt nhạy với bệnh lý nhồi máu do thiếu máu. Đồng thời còn được khuyên dùng khi bệnh nhân có khiếm khuyết thần kinh cấp, tổn thương sọ não, chẩn đoán đột quỵ cấp và phân biệt đột quỵ với các bệnh lý khác.

Chụp cộng hưởng từ khuếch tán là một phương pháp cận lâm sàng giúp khảo sát được những vấn đề liên quan đến các đường dẫn truyền thần kinh, góp phần đánh giá chẩn đoán những bệnh lý thần kinh như đột quỵ, chấn thương, nhiễm trùng nhiễm độc hệ thần kinh...