鼻咽癌（nasopharyngealcarcinoma,NPC）是我国华南地区常见的恶性肿瘤之一,具有明显的放射敏感性,放疗是最有效的治疗手段。然而,放疗在杀灭肿瘤细胞的同时不可避免地对颅底脑组织造成损伤,NPC患者在放疗后会出现一系列的认知功能障碍,包括记忆、视觉、注意、学习、执行功能及运动功能等。近年来相关研究发现,患者放疗后的认知功能障碍与其大脑结构的变化密切相关。然而,NPC患者早期放射性脑损伤的神经损害机制目前尚未完全明确,临床上也缺乏反映损伤程度的客观指标。弥散磁共振成像（diffusion Magnetic Resonance Imaging,dMRI）是利用水分子的扩散模式无创地探测神经细胞完整性和脑组织微结构信息的影像学技术,本文利用三种基于dMRI的后处理分析方法,采用纵向研究的方式,探索NPC患者早期的放射性脑损伤。第一部分的研究是基于 DKI（diffusion kurtosis imaging,DKI）和 NODDI（neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI）指标,采用灰质示踪的空间统计（GM-based spatial statistics,GBSS）方法分析脑损伤的灰质结构改变。实验选用22例NPC患者作为实验对象,采集患者放疗前,放疗后0～3个月,放疗后6个月,放疗后12个月四个时期的dMRI数据,经过MRtrix3和FSL软件的标准预处理流程,由计算得到的群体大脑灰质分数图获取灰质骨架,在灰质骨架上进行弥散参数的全脑显著性差异的统计分析。实验结果表明,NPC患者放疗后的脑损伤主要集中在颞叶,额叶等靠近放疗靶区的相关脑区,在早期迟发反应期大脑灰质结构损伤达到最大,在晚期迟发反应期慢慢恢复。第二部分的研究是基于Fixel-based analysis（FBA）分析方法研究放射性脑损伤的脑白质结构密度及形态学改变。实验采用FOD（Fibre Orientation Distribution）模型,计算由FOD导出的反映体素内纤维束局部信息的参数FD、FC和FDC,探究每个体素内不同方向的纤维密度及横截面积的异常改变,克服传统Voxel-based analysis（VBA）方法的缺陷。研究结果表明,早期放射性脑损伤以纤维束萎缩造成的纤维束的横截面积下降为主。第三部分的研究是基于脑网络的分析方法研究放疗后NPC患者大脑拓扑性质的改变。本研究采用弥散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）模型和概率性追踪算法构建结构脑网络,用图论的方法研究脑网络拓扑结构的动态变化模式。研究结果表明脑网络的局部效率、节点属性和相关模块的模块内连接强度在放疗后均发生显著性改变,且颞叶的部分节点的属性变化存在剂量相关性。本文的研究发现:NPC患者放疗后白质和灰质结构在相关脑区出现显著变化,主要集中在颞叶、额叶和枕叶,且放射脑损伤在放疗后6个月达到最大。研究结果为进一步研究NPC患者早期放射性脑损伤的神经损害机制提供影像学依据。