目的：利用大鼠弥漫性轴索损伤(DAI)模型,研究DAI发生后脑干部位磁共振弥散张量成像(DTI)的影像特点,对照病理形态学表现以及免疫组化检查,探讨DAI大鼠脑干部ADC值、FA值与AQP4表达的相关性,为DAI后脑水肿的类型、发生机理及演变提供理论依据,为临床提供治疗依据。材料与方法：将38只SD大鼠随机分成5组,每组6-8只,采用Marmarou自由落体致伤模型造成弥漫性轴索损伤。每组分别于致伤后3h,6h,12h,24h,72h行MRI扫描,随后立即处死行病理学检查。对照组10只大鼠,不进行头部重物打击,其余实验步骤同实验组。每组均行常规MRI检查、弥散张量成像、HE染色,嗜银染色及AQP4免疫组化染色。比较DTI结果与病理学检查结果。结果：脑干部病理检查显示脑水肿、轴索肿胀、皱缩收缩球出现。DAI后AQP4表达上调,于48h达到高峰,平均高密度值(IOD)为0.331±0.007,随后下降。表观弥散系数ADC值先升高后降低,12h为其顶峰。各向异性FA值持续下降,72h降为最低。AQP4表达与ADC值在12h内具有显著相关性(P<0.01),在12-24h内未有相关性,24-72h具有显著相关性(P<0.01)。AQP4表达与FA值具有显著相关性(P<0.01)。结论：DTI可以在活体水平无创的观察后脑水肿及轴索的病理改变,DAI后AQP4的表达随时间变化,提示DAI后脑水肿变化情况。大鼠DAI后脑干ADC值与AQP4表达具有相关性,联合AQP4表达及ADC值能够为DAI后的血管源性脑水肿和细胞毒性脑水肿的类型、发生机理及演变提供理论依据。