เทคโนโลยีการถ่ายภาพต่อเนื่องหลายรูปแบบสามารถใช้เพื่อประเมินผลของการรักษาได้ ด้วยการเปรียบเทียบภาพหลายรูปแบบก่อนและหลังการรักษา จึงสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงในเนื้อเยื่อที่เป็นโรคได้โดยสัญชาตญาณ ดังนั้นจึงเป็นการประเมินผลการรักษา ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการรักษาด้วยเคมีบำบัดแบบ neoadjuvant สำหรับมะเร็งเต้านม การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการถ่ายภาพต่อเนื่องหลายรูปแบบร่วมกัน เช่น MRI และอัลตราซาวนด์ สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของขนาดเนื้องอก สัณฐานวิทยา และการไหลเวียนของเลือดได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับแพทย์ในการประเมินผลของเคมีบำบัดและ ปรับแผนการรักษา
