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目的：基于单指数模型的扩散加权成像（DWI），已经广泛应用于胶质瘤特征的评估，术前诊断及治疗效果的评价。然而，当b值超过1000s/mm2时，脑组织中水分子的信号强度衰减不遵循单指数模型，而偏离直线衰减方式。在高b值或更宽范围b值情况下，要更准确地描述组织的衰减方式，需要更复杂的生物物理模型。本研究的目的是探讨拉伸指数模型多b值扩散加权成像在脑胶质瘤分级诊断中的应用价值。方法：66例原发脑胶质瘤患者，WHO Ⅱ级26例，Ⅲ级15例，Ⅳ级25例。所有患者均在接受治疗前，行MR常规扫描，传统DWI（b=0、1000s/mm2），及拉伸指数模型多b值DWI（b=0、1000、2000、3000s/mm2），并获取ADC图、DDC和α图。测量指标，包括不同级别胶质瘤肿瘤实体部分及对侧镜像区的ADC、 DDC值（mm2/s），整个瘤体及对侧镜像区的α值。病理学检测指标为增殖细胞核抗原（PCNA），反映细胞增殖状态，及肿瘤恶性程度。统计学方法有相关性分析（Pearson相关）、t检验、单因素方差分析（One-wayANOVA）、受试者工作特征（ROC）曲线。结果：①DDC、ADC、α在肿瘤区与对侧镜像区之间均有显著性差异，分别为(1.13±0.62×10-3，0.75±0.12×10-3，p＜0.05)，(1.11±0.41×10-3，0.82±0.06×10-3，p＜0.05)，（0.68±0.06，0.73±0.03，p＜0.05）。②DDC在胶质瘤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级三组中任何两组间均有显著性差异（p＜0.05），分别为1.65±0.66×10-3，0.92±0.30×10-3，0.70±0.14×10-3。③α在胶质瘤Ⅱ级分别与Ⅲ级、Ⅳ级间有显著性差异，分别为（0.71±0.06，0.66±0.04，p＜0.05），（0.71±0.06，0.67±0.06，p＜0.05），而在胶质瘤Ⅲ级与Ⅳ级之间没有显著性差异；在低级别与高级别间有显著性差异（0.71±0.06，0.66±0.05，p＜0.05）。④ADC在胶质瘤Ⅱ级分别与Ⅲ级、Ⅳ级间有显著性差异，分别为(1.46±0.39×10-3，0.99±0.25×10-3，p＜0.05)，(1.46±0.39×10-3，0.82±0.13×10-3，p＜0.05)，而在胶质瘤Ⅲ级与Ⅳ级之间没有显著性差异，低级别与高级别间有显著性差异(1.46±0.39×10-3，0.88±0.20×10-3，p＜0.05)。⑤肿瘤实体部分的DDC与ADC之间呈显著的正相关（R=0.959; P<0.05）。⑥DDC值在区分胶质瘤Ⅱ级与Ⅲ级、Ⅲ级与Ⅳ级间的ROC曲线下面积（AUC）分别为0.905、0.747；Ⅱ级与Ⅲ级间，以DDC值等于1.033×10-3mm2/s为诊断阈值时，分级诊断的敏感度为92.6%，特异性为92.9%；Ⅲ级与Ⅳ级间，以DDC值等于0.743×10-3mm2/s为诊断阈值时，分级诊断的敏感度为78.6%，特异性为57.7%。⑦DDC、ADC、α在区分胶质瘤高、低级别间的ROC曲线下面积（AUC）分别为0.929、0.922、0.740；DDC、ADC值分别等于1.085×10-3mm2/s、1.05×10-3mm2/s为诊断阈值时，分级诊断的敏感度为88.5%、92.3%，特异性为95%、95%；以α值等于0.675阈值时，分级诊断的敏感度为76.9%，特异性为65%。⑧DDC、α与PCNA指数之间均呈显著负相关（R=-0.416，P<0.05；R=-0.384，P<0.05）。结论：拉伸指数模型多b值DWI较传统的单指数模型DWI能在术前更准确地评估胶质瘤级别。它将是区分胶质瘤级别和评价治疗效果的一种新的影像学标记物。