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目的:通过三维结构磁共振(3D-MRI)成像研究鼻咽癌(NPC)放疗后全脑灰质容积的早期纵向改变,分析NPC放疗后早期的全脑总灰质、各脑区皮层、脑室、海马及海马各亚区的容积动态改变,并探讨脑灰质容积的改变与放射治疗剂量、MoCA量表评分间的关系,以期揭示NPC放疗后早期灰质损害的模式,并为放疗后脑灰质结构损害的临床早期发现提供客观的影像学依据。材料与方法:1.研究对象:选取经病理活检确诊为鼻咽非角化鳞癌的初诊患者,对NPC组(n=16)于放疗前、放疗后3个月及放疗后6个月进行三次纵向随访评估;选择性别、年龄、教育程度匹配的正常人作为基线对照组(n=19)。2.数据采集及认知评价:采用美国GE Discovery MR 750 3.0 Tesla扫描仪采集MRI数据。每个被试均行常规的MRI序列(T2WI、T1WI、T2 Flair)扫描,并行三维MRI成像(T1-weighted 3-dimensional brain volume imaging sequence,3D-BRAVO)扫描。采用北京版—蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评估被试的神经认知功能。.3.数据处理:使用FreeSurfer磁共振数据处理软件对所获得的图像进行处理(version6.0)。对大脑各脑区皮层和皮层下结构进行全自动分割,采用自动化算法分割海马亚区。对被试的脑灰质容积进行标准化自动测量,并使用专门的纵向处理流程对NPC组3个时间点的脑结构数据进行处理。4.统计学分析:采用SPSS 23统计软件对数据进行分析。采用独立样本T检验比较NPC组放疗前及NC组基线的MoCA评分、各脑区容积参数值的差异。采用配对样本T检验比较NPC组内MoCA评分的差异。采用单因素重复测量方差分析(ANOVA)比较NPC组3个时间点各容积参数之间的差异,以P<0.05具有统计学差异;对容积变化有统计学差异的脑区进一步进行组内两两比较,采用Bonferroni校正法,以P<0.0167具有统计学差异。并采用Pearson相关系数分析NPC组容积变化与放疗后同时段的MoCA评分变化、与该差异脑区同侧放疗剂量间的相关关系,以P<0.05具有统计学差异。结果:1、NPC放疗后3个月、6个月MoCA评分较放疗前降低(P<0.05)。2、NPC放疗后全脑灰质总容积、双侧额叶、双侧颞叶、双侧顶叶、左侧枕叶、双侧总海马、双侧下托、双侧海马角1及2/3区,右侧海马角4区、右侧前下托、右侧傍下托、双侧分子层、双侧齿状回颗粒细胞层、双侧海马伞容积随时间减小,脑室的容积随时间增加(P<0.05);NPC组内全脑总灰质、脑室、双侧额叶、双侧颞叶、双侧顶叶、双侧总海马、双侧下托、双侧海马角及1及2/3区、右侧CA4区、右侧傍下托、双侧分子层、双侧齿状回颗粒细胞层、右侧海马伞在不同时间点有容积的动态变化(P<0.0167)。3、与NPC放疗前组相比,NPC放疗后6个月组在双侧下托、左侧海马角1区、双侧分子层、右侧颗粒细胞层、右侧总海马的容积差异分别与同侧海马最大/平均放疗剂量呈显著正相关关系;放疗后3个月组在右侧下托的容积差异与右侧海马放疗的最大/平均剂量呈显著正相关关系(P值均<0.05)。4、NPC放疗后3个月右侧海马尾容积差异与放疗后3个月MoCA评分差异呈显著正相关关系(r=0.626,P=0.039)。结论:NPC放疗后早期多个脑区及海马亚区灰质容积减低,揭示NPC放疗后存在脑灰质结构的早期损害。海马及多个亚区呈剂量依赖性萎缩,且右侧海马尾部的灰质容积损害与认知功能下降存在密切关系,提示在临床靶区设计时海马应重点保护以减低辐射损伤。本研究结果表明3D-MRI结构成像可以早期检测出NPC放疗后脑灰质结构的损害情况。