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.