随着生活水平的不断提高,人们对于健康状况更加的重视,这使得医疗技术也面临着更高的要求。神经外科手术导航系统是以计算机技术、点云处理技术等多种先进的科学技术为根据,应运而生的一种全新的医疗手段。点云配准技术的应用最早在医学诊断中提出,它可以将源点云变换到目标点云相同坐标系下,这种算法可以有效的帮助医生进行医学诊断,更有利于对患者的患部进行评估。点云处理技术在神经外科辅助导航中起着关键作用,也是本文的研究重点。本文以神经外科手术导航为背景,对其中的点云精简和点云配准问题进行了准确而细致的研究,具体的工作主要包括以下三个方面:（1）在进行点云数据精简时,常用的方法如:栅格法和曲率法,通常会造成边界保留不完整、特征点易丢失、平面和非特征区域过度精简而形成空洞的现象。因此本文提出了基于K近邻空间剖分的点云精简算法。此方法首先获取采样点的近邻点作为局部型面所用数据,以最小二乘法拟合采样点的近邻点的微切平面,并将采样点向微切平面投影,根据采样点与其K近邻所对应投影点连线的最大夹角识别散乱点云边界特征。接着计算去除边界特征后的点云数据的高斯曲率,与给定值作比较区分特征与非特征区域。对于特征区域,采用基于曲率的精简方法进行精简。对于非特征区域,采用基于重心的精简方法进行精简。最后在边界点和特征区域与非特征区域相加阶段,设置距离阈值,计算两两点云之间的欧几里得距离,过滤冗余重复的部分。（2）针对传统迭代最近点算法（ICP）对初始位姿要求较高,找最近对应点的计算开销较大的问题,本文提出了基于主成分分析法（PCA）的两步配准法。首先选择主成分分析法进行点云数据的粗配准操作,对于粗配准后的点云数据,进行特征点提取,对于经过特征点提取过后的点云数据,采用ICP算法进行精配准操作。相对于原ICP算法,基于PCA的两步配准法的速度和精度都得到了有效的提高。（3）基于上述研究,结合具体的神经外科手术导航系统,将所构建的点云数据精简方法与点云配准方法应用到神经外科导航系统。并在术前完成配准步骤。所完成的配准步骤有效的提高了术中导航的准确度和精确度,且所完成的点云数据精简步骤有效的提高了整体导航系统的配准效率。