Provided herein are methods for imaging and diagnosing at least one disorder in a patient utilizing diffusion basis spectrum imaging MRI with extended isotropic spectrum (DBSI-EIS). The methods may be used as a tool to image and diagnose heterogeneities within tumors. As a result, different tumor types can be detected, distinguished from one another, and individually quantified without the need to inject exogenous contrast agents.L'invention concerne des procédés d'imagerie et de diagnostic d'au moins un trouble chez un patient à l'aide d'une IRM du spectre de base de diffusion ayant un spectre isotrope étendu (DBSI-EIS). Les procédés peuvent être utilisés en tant qu'outil pour imager et diagnostiquer des hétérogénéités dans des tumeurs. Par conséquent, différents types de tumeurs peuvent être détectés, distingués les uns des autres, et quantifiés individuellement sans qu'il soit nécessaire d'injecter des agents de contraste exogènes.