病灶主要位于脑白质内，表现为圆形或椭圆形等或低密度肿物，边界常不清楚，但可见局部或弥漫性浸润生长，个别肿瘤显示囊变，偶有瘤内出血，很少出现坏死，部分病灶内可见斑点状钙化灶，瘤周水肿无或轻微。有轻至中度占位效应，肿瘤一般没有或仅有轻度对比增强（图1-3）。

MRI是诊断的首选。MRI表现：主要表现为以白质内为主的弥漫性长T ₁和长T ₂信号，边界不清，有占位效应，脑组织可呈轻微至明显的肿胀，脑沟、脑裂、脑池变浅，脑室变小。血脑屏障多不受侵，水肿通常较轻（图1-4）。

弥漫性星形细胞瘤倾向于沿白质纤维束（胼胝体、皮质下白质）生长，值得重视的是肿瘤常累及胼胝体，并造成胼胝体的肿胀和信号异常，形成“蝴蝶”状的征象。以往认为胼胝体受累是多形性胶质母细胞瘤的特征性表现，这并非高级别胶质瘤所特有。

弥漫性星形细胞瘤增强扫描通常无明显强化，出现结节状强化部分则代表肿瘤的间变区，这与弥漫性星形细胞瘤有局部恶变成为Ⅲ级和Ⅳ级星形细胞瘤的倾向是相符合的。

T ₁WI平扫及增强不能完全显示弥漫性星形细胞瘤的实际范围。T ₂WI其边界较T ₁WI上明确。而在FLAIR序列上则可以清楚地显示出肿瘤的边界，并可以清楚地显示出T ₂WI无法显示的微小异常。这在脑室附近的区域尤其明显。最近，弥散张量成像成为评估肿瘤浸润范围的首选。

磁共振波谱（MRS）可对颅内病灶的代谢水平进行无创的评估，其特异性强。由于 ¹H在人体内自然丰度和相对灵敏度较高，成为磁共振波谱的常用分析的原子核。常用检测的代谢物包括：N-乙酰门冬氨酸（NAA）峰、肌酸（Cr）峰、胆碱（Cho）峰、乳酸（Lac）峰、脂质（Lip）峰等。与正常脑组织对比，弥漫性星形细胞瘤典型的表现为NAA、Cr水平的降低，Cho水平的增高（图1-5）。预示着其增殖水平和细胞异质性。总体来讲，高级别病灶其Cho/NAA值以及Cho/Cr值较低级别病灶高。Cho/Cr值与肿瘤级别存在正相关，总趋势为Cho/Cr值越高，肿瘤恶性度越高，但不能替代病理诊断。此外，MRS还可以对星形细胞瘤病人放疗过程中的监测起重要作用，可以区分肿瘤坏死和肿瘤复发。