肺癌是发病率和死亡率都极高的癌症,而非小细胞肺癌（Non-small Cell Lung Cancer,NSCLC）是其中最主要的亚型。大多数NSCLC患者在评估肿瘤分期和身体状况后采用放化疗治疗方案。但是,部分患者在放化疗后存在认知损伤、情绪障碍等不良症状,而这种症状的产生机制仍不清楚。考虑到大脑与人类的认知、情绪功能密切相关,本文将基于弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging,DTI）研究放化疗对NSCLC患者的白质微结构及其连接网络的潜在影响,并结合神经心理测评和临床生理数据探讨放化疗相关的白质结构连接异常的机制。本文主要工作包括:（1）采集12例放化疗后和17例治疗前NSCLC患者的DTI数据。借助纤维束的空间统计（Tract-Based Spatial Statistics,TBSS）方法探究患者大脑白质微结构的改变,并进一步研究其改变与认知状况及临床表现的内在关联。结果表明:与治疗前相比,治疗后的NSCLC患者的白质微结构存在显著改变（p＜0.05,错误发现率（False Discovery Rate,FDR）校正）,即治疗后左前放射冠、左外囊的部分各向异性指数（Fractional Anisotropy,FA）,胼胝体压部、胼胝体的轴向扩散系数（Axial Diffusivity,AD）,左外囊、左前放射冠、胼胝体压部的相对各向异性指数（Relative Anisotropy,RA）均显著增高;左前放射冠的径向扩散系数（Radial Diffusivity,RD）显著降低;上放射冠和前放射冠右偏侧化显著增强。并且,上述影像指标与认知、生理指标呈现显著相关（p＜0.05,未校验）。本文推测这些局部的变化可能是大脑应对放化疗所产生的认知损伤形成的补偿作用。（2）进一步基于结构连接网络,从全局属性和节点属性考察了放化疗前后的变化情况。结果发现:1)患者治疗前后均具有富人俱乐部特性和小世界属性,治疗后只有全局同步性增高（p＜0.05,未校验）;2)治疗后,患者的节点介数中心性和度中心性降低,而节点聚类系数增强（p＜0.05,未校验）;3)治疗后,节点最短路径长度右偏侧性增强,其余节点属性均为左偏侧性增强（p＜0.05,未校验）。本文推测节点介数中心性和度中心性的降低可能是由于放化疗对网络的损伤,而节点聚类系数的增高可能反映出大脑对放化疗的代偿作用。综上所述,本文有望进一步加深对非小细胞肺癌放化疗相关的大脑结构连接异常机制的理解,为改善NSCLC患者治疗与预后提供重要的参考信息。