従来のMRI技術とは異なり.組織のスピン・プロトン密度.T1値.T2値ではなく.主に水分子の動きに依存する。 組織内の水分子の拡散は.組織内（細胞内.細胞外）の水分子のランダムな熱移動であり.拡散の方向や大きさは組織内のバイオフィルムや高分子の影響を受ける。 MRIは拡散過程に影響を与えることなく生体組織内の水分子の磁化状態を制御している。 基本概念：1.拡散：ブラウン運動。 2.拡散係数（D）：分子の拡散運動の速度で.水分子の単位時間あたりのランダムな拡散運動の範囲.平方ミリメートル/秒。 3.見かけの拡散係数（ADC）：DWIにおける分子の様々な方向への拡散運動の速度と程度を表すもの。 MR画像そのものでは.様々な理由（熱勾配.プロトン相互作用など）による信号の減衰を区別できないため.Dの代わりにADC値を用いる。 ADC = (LnS1/S2)/b2 – b1b1, b2 はそれぞれ適用した2つの拡散感度係数.S1, S2 は適用した拡散強度.ADC値はそれぞれ適用した信号強度の変化から計算される。 拡散感応勾配磁場印加後の同一部位の組織の信号強度（b1.b2）。 各MRイメージングシーケンス（SE.GRE.EPIシーケンスなど）の拡散運動の発現に対する感度は.拡散運動の検出能力を示す指標である。 b値は.適用される拡散感応勾配磁場の強度.時間.間隔に関連している。MRIにおける水分子の拡散感度はb値の増加とともに上昇するが.それに伴い画像のS/N比が低下する。 現在.頭蓋内DWIで一般的に使用されているb値は約1000s/mm2である。 5.等方性拡散。 理想的な環境では.拡散速度のすべての方向の水分子が同期している.つまり拡散係数が同じで.一定時間後にその軌跡が球形になります。 6.異方性拡散。 人体では.様々な要因による水分子の拡散（例えば.脳の白質繊維.ミエリンの存在により.拡散しやすいときに白質繊維に平行に水分子が.拡散が制限されているときに白質繊維に垂直に）.すべての方向で等しくない.一定時間後に.すべての方向の拡散運動にその局所環境の影響は同期されていない.この拡散移動は異方性として表現されます。 7.テンソル 物理学や工学に由来する概念で.一連の3次元ベクトル体内の張力を表現するために使用される。 8.固有ベクトルと固有値。 9.平均拡散率：MRIボクセル内の各方向の拡散率の平均値で.ボクセル内の水分子の拡散の大きさや程度を表す。 10.フラクショナルアニソトロピー。 11.相対的異方性。 12.体積比 DWIは.水分子の拡散特性を観察することができます。 拡散の感度を上げるために.拡散感度の高いグラデーションを適用しています。 拡散感受性の高いグラジェントは.あらゆるパルスシーケンスとの融合が可能です。 拡散感応型グラデーションは.水分子のブラウン運動に対するシーケンスの感度を著しく高めるが.頭部運動など他のタイプの運動に対しても非常に高い感度を持つ。 巨視的な運動を凍結するために.単一の励起シーケンスがしばしば使用される。