目的探究术前MRI弥散加权成像（DWI）直方图参数对早期直肠癌浸润深度的诊断价值。方法选择2020年8月—2024年8月于中国人民解放军联勤保障部队第九〇四医院就诊的早期直肠癌患者180例为研究对象，根据肿瘤浸润深度分为黏膜内癌组（n=102）和黏膜下癌组（n=78）。比较两组患者一般资料。采用组内相关系数（ICC）分析2名放射科医师提取DWI直方图参数的一致性，并比较两组参数差异。利用受试者操作特征（ROC）曲线分析各参数对肿瘤浸润深度的预测价值。多因素logistic回归分析浸润深度的独立影响因素，并构建预测模型，绘制ROC曲线分析模型对肿瘤浸润深度的预测价值，并采用Hosmer-Lemeshow检验分析模型的拟合优度。结果黏膜内癌组与黏膜下癌组患者的年龄（t=8.15，P<0.001）、肿瘤最大径（χ²=29.29，P<0.001）、内镜分型（χ²=20.96，P<0.001）、组织分型（χ²=24.93，P<0.001）和分化程度（χ²=73.35，P<0.001）差异均有统计学意义。DWI直方图参数中均值，方差，偏度，峰度，第1、10、50、90、99百分位数一致性良好（均ICC>0.75）。黏膜内癌组与黏膜下癌组DWI直方图参数中均值（t=5.69，P<0.001）、方差（t=9.75，P<0.001）、偏度（t=10.88，P<0.001）、峰度（t=10.06，P<0.001）、第1百分位数（t=3.43，P<0.001）、第10百分位数（t=3.59，P<0.001）、第50百分位数（t=9.97，P<0.001）、第90百分位数（t=4.63，P<0.001）、第99百分位数（t=2.44，P=0.016）差异均有统计学意义。ROC曲线分析显示，DWI直方图参数中均值[曲线下面积（AUC）=0.77]、方差（AUC=0.88）、偏度（AUC=0.88）、峰度（AUC=0.78）、第50百分位数（AUC=0.86）、第90百分位数（AUC=0.82）对黏膜下癌均具有一定的诊断价值。多因素分析显示，年龄（OR=9.98，95%CI为1.10~90.70，P=0.041）、肿瘤最大径（OR=7.36，95%CI为1.08~50.23，P=0.042）、分化程度（OR=19.88，95%CI为1.21~327.92，P=0.037）、方差（OR=16.24，95%CI为2.26~116.68，P=0.006）、偏度（OR=21.13，95%CI为2.80~59.61，P=0.003）、第1百分位数（OR=9.78，95%CI为1.17~81.76，P=0.035）均是早期直肠癌患者肿瘤浸润深度的独立预测因素。基于上述指标构建的预测模型为logit（P）=1.51+2.30×年龄+2.00×肿瘤最大径+2.99×分化程度+2.79×方差+3.05×偏度+2.28×第1百分位数。ROC曲线分析显示，预测模型判断早期直肠癌患者发生黏膜下癌的AUC为0.97（95%CI为0.95~0.99），敏感性为0.95，特异性为0.88。Hosmer-Lemeshow检验结果显示，模型的拟合优度理想（P=0.823）。结论年龄、肿瘤最大径、分化程度、方差、偏度、第1百分位数均是早期直肠癌患者肿瘤浸润深度的独立预测因素，据此构建的预测模型可有效预测早期直肠癌患者发生黏膜下癌的风险。