目的 评估时间依赖性扩散磁共振成像（time-dependent diffusion MRI, td-dMRI）拟合的直肠癌细胞微观结构参数于术前预测淋巴结转移（lymph nodes metastasis, LNM）及癌结节（tumor deposits, TD）的效能。材料与方法 回顾性分析2023年12月至2025年3月我院88例直肠癌手术患者的影像与临床资料，术前均接受td-dMRI检查。使用IMPULSED模型提取细胞微观结构参数和表观弥散系数（apparent diffusion coefficient, ADC），包括细胞直径（diameter, d）、细胞内体积分数(intracellular volume fraction, Vin)、细胞外扩散系数(extracellular diffusion coefficient, Dex)、细胞密度、ADCPGSE、ADCOGSE25Hz和ADCOGSE40Hz值。验证td-dMRI参数与病理结果的相关性。根据术后病理资料将患者分为LNM阴性组Neg-LNM（n=40）和阳性组Pos-LNM（n=48）,TD阴性组Neg-TD（n=70）和阳性组Pos-TD（n=18），比较各组微观结构参数及ADC比值差异。运用受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线和逻辑回归分析来评估单一和联合模型预测TD和MLN的诊断效能。结果td-dMRI参数与病理测量值有良好的相关性（n=16;r均)0.70;P均(0.05）。同时Pos-LNM组癌细胞d值和ADCOGSE25Hz/PGSE值高于Neg-LNM组，差异具有统计学意义（P均(0.05），细胞密度低于Neg-LNM组（P(0.05）。Pos-TD组癌细胞d值和ADCOGSE25Hz/PGSE值高于Neg-TD组，差异具有统计学意义（P均(0.05），细胞密度低于Neg-TD组（P(0.05）。单因素逻辑回归分析表明，d值和ADCOGSE25Hz/PGSE值能预测LNM和TD（P均(0.05）。多因素逻辑回归分析显示联合d与ADCOGSE25Hz/PGSE能预测LNM和TD（P(0.05）。d值、ADCOGSE25Hz/PGSE值以及联合模型诊断LNM和TD的AUC值均大于0.70。结论 基于td-dMRI的微观结构参数d和ADC比值在预测LNM和TD方面具有良好的临床应用潜力。