核磁共振DWI序列是一种在磁场中快速激发产生震荡信号，即可探测水分子运动情况。部分恶性肿瘤细胞生长密集，自由水分较少，在恶性肿瘤中产生弥散受限，形成高信号，即可对肿瘤进行诊断。

DWI除诊断肿瘤外，对急性脑中风、脑血栓也可进行诊断，由于脑缺血后脑细胞可产生水肿，脑细胞间自由水将受到限制，从而产生高信号，急性脑梗塞在2小时内即可诊断，核磁共振为最佳诊断手段。