开颅后脑组织变形是导致神经外科手术导航系统(Image Guided Neurosurgery, IGNS)产生误差的主要原因。为了提高导航系统的精确度,我们提出了一个基于线弹性模型的脑组织变形矫正系统(Brain Deformation System, BDS)来纠正术中发生的脑变形。该系统借助激光扫描仪(Laser Range Scanner, LRS)获取术中数据,对开颅部位的脑皮层表面进行跟踪,用有限元计算脑组织变形场,矫正术前图像。基于该原理,本课题设计实现了命名为3Dimage的脑组织变形矫正系统,并分别介绍了其输入输出、可视化、校准、分割、网格化、表面跟踪、有限元计算、图像更新、网络通讯等关键技术的原理和实现。本文针对该系统进行了两组验证实验。在第一组实验中,我们利用该系统进行了五例猪实验,通过测试标记点位移来对系统预测精度进行验证。实验结果表明,使用该系统后,开颅后脑组织的平均位移误差由1.80±0.30mm降至0.71±0.14mm。特别是在皮层浅表部的矫正效果更好,平均位移误差由1.94mm降至0.63mm。在第二组实验中,我们利用了两例颅内肿瘤切除病人的临床数据对系统精确度作了进一步验证。实验表明使用该系统后,开颅后脑组织的平均位移误差由4.97±3.53mm降至1.00±0.63mm,平均预测率为72.27±20.37%。通过两组验证实验表明,脑变形矫正系统操作方便,快速,预测精度较高,为脑变形矫正提供了一个可靠的技术平台,适合进行临床上的推广应用。