Denne preferansen for orientert diffusjon benevnes som . Denne form for bildediagnostikk er en forlengelse av diffusjons-MR. Hvis man anvender diffusjonsgradienter (m.a.o. magnetfelt-variasjoner) i minst 6 retninger, er det mulig å kalkulere for hver enkelt voksel en såkalt tensor (m.a.o. en tredimensjonal matrise) som beskriver den tredimensjonale formen for diffusjon. Aksonenes fiberretning indikeres ved tensorenes hovedsakelige egenvektor. Denne vektoren kan fargekodes, som gir et kart over fibrenes posisjon og retning (rødt for høyre-til-venstre, blått for superiørt-inferiørt, grønt for anteriørt-posteriørt). Fargenes lyshet vektes av den fraksjonelle anisotropi, som angir graden av anisotropi i hvert enkelt voksel. (MD) eller er et gradert mål på total diffusjon innenfor en enkelt voksel. Disse målene brukes klinisk for å lokalisere lesjoner i hjernens hvite substans som ikke kan illustreres på andre former for MR-undersøkelser.