DWI是現如今能在活體組織中進行水分子擴散測量的方法，基于腦膿腫和囊性腫瘤內囊液的性質不同，可以檢測囊液中水分子的彌散受限程度，對兩者進行區分。腦膿腫腔內是炎性黏性液體，水分子彌散受限，在DWI上一般呈明顯高信號，表觀彌散系數（ADC）值低，ADC圖呈低信號；腦腫瘤壞死囊變區以漿液為主，水分子彌散相對自由，在DWI上呈低信號，ADC值增高，ADC圖呈高信號。
針對腦膿腫與囊性腫瘤的病理性質不同，MRS可通過對囊液、囊壁及其周圍組織的檢測，鑒別腦膿腫與囊腫。在MRS檢測中包膜期腦膿腫的壞死中心胞質氨基酸和乳酸（LAC）水平升高，同時伴有或不伴有醋酸和琥珀酸的增高。因在腦腫瘤中也可檢測到乳酸信號而無AA，故AA（纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸）是診斷腦膿腫的關鍵性標志。但如果腦膿腫或腫瘤的囊腔較小，囊壁不厚，周圍腫瘤組織浸潤不明顯，MRS檢測將受限。因此只有在囊腔相對較大、囊壁不規則且較厚時，MRS對鑒別有一定幫助。