目的:应用弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术研究中青年终末期肾病(end-stage renal disease,ESRD)维持性血液透析患者脑白质微结构改变,并进一步探讨脑白质微结构改变与认知功能、临床生化指标的关系。方法:收集21名中青年ESRD维持性血液透析患者和21名性别、年龄相匹配的健康对照者(healthy controls,HC)的DTI成像数据。所有受试者均进行神经心理学测试,包括蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)和简易精神状态量表(Mini-Mental State Examination,MMSE),并收集ESRD患者的透析时间及与肾病相关实验室检查数据(包括血红蛋白、血肌酐、血尿素氮及血钙)。比较两组神经心理学测试的差异及MoCA子项的差异。采用基于纤维骨架的空间统计(tract-based spatial statistics,TBSS)方法对 DTI 数据进行分析,比较两组间各向异性分数(fractional anisotropy,FA)、平均弥散系数(mean diffusivity,MD)、轴向弥散系数(axial diffusivity,AD)、径向弥散系数(radial diffusivity,RD)的差异。并对两组间脑白质有显著差异脑区的FA值、AD值分别与认知功能、透析时间、实验室检查进行相关性分析。结果:ESRD组与HC组的MoCA、MMSE评分差异有统计学意义(P<0.05)。与HC组比较,ESRD组MoCA子项评分在视觉空间与执行能力、延迟回忆差异均有统计学意义(P<0.05)。与HC组比较,ESRD组多发对称性脑白质区FA值减低,主要表现在胼胝体辐射线额部、双侧额枕下束、下纵束及皮质脊髓束(TFCE矫正,P<0.05)。ESRD组部分脑白质区AD值增加,主要表现在胼胝体辐射线额部、右侧额枕下束、左侧上纵束、左侧皮质脊髓束、大钳(TFCE矫正,P<0.05)。ESRD组较HC组几乎所有的脑白质区MD及RD值的增加(TFCE矫正,P<0.05)。Pearson相关分析显示,ESRD患者仅胼胝体辐射线额部FA值与MoCA、MMSE成正相关(P<0.05)。胼胝体辐射线额部FA值与透析时间成负相关(P<0.05)。双侧额枕下束FA值与血尿素氮成负相关(P<0.05)。两组受试者白质差异脑区FA及AD值与血肌酐、血红蛋白、血钙均无显著相关性(P>0.05)。结论:DTI的TBSS分析方法可用于检测中青年ESRD维持性血液透析患者脑白质微结构改变,并有助于阐明ESRD患者认知功能障碍可能的神经病理生理机制。血尿素氮可能是ESRD脑白质损伤的危险因素。