目的利用三维卷积神经网络与磁共振弥散加权成像（DWI）序列的ADC图对直肠癌患者肿瘤T分期进行分类判断，提高分期准确度。方法回顾性分析183例直肠癌病例，其中训练集160例，测试集23例（T1/T2期13例，T3/T4期10例）。训练集图像采用水平、垂直翻转等方式进行4倍扩充。基于三维卷积神经网络进行训练，采用十折交叉验证方法降低模型过拟合程度。根据测试结果数据绘制受试者工作特征（ROC）曲线，并计算曲线下面积（AUC），分析卷积网络模型的准确性与可靠性。结果测试集测试结果显示，卷积网络模型判断肿瘤T分期的准确率为82.6%，ROC曲线的AUC为0.850，敏感度和特异度分别为84.6%和80.0%。结论基于卷积神经网络模型与ADC图自动判断直肠癌肿瘤T分期相比人工分期提高了准确性与效率。