神经外科疾病常见于脑部，通常需要手术来治疗。然而，传统的开颅手术会给病人带来很大的痛苦，而且手术安全性差，术后并发症较多。受计算机发展的推动，现代医学中图像引导的手术逐渐应用到临床上。在图像引导的神经外科手术中，医生不需要开颅，通过术前采集的脑部医学图像来引导整个手术。在导航之前，关键的步骤是实现病人真实空间与术前图像空间的坐标系配准。找到两个空间的关联之后，追踪系统得到的手术器械的位置便会在术前图像相应的位置上显示。根据术前图像展示的病人脑部解剖结构，医生可以有目的地操作手术器械，避免碰到非病变组织。　　两个空间坐标系的配准在临床上通常采用方法有：基于特殊标记点的点对之间配准、基于无标记点的面之间配准。两种方法主要差别在于获得的空间信息有所不同。前者需要给病人面部贴6~8个特殊材质的标记点，这种方法操作繁琐，且标记点的位置在配准整个过程中不能移动。基于特殊标记点的配准方法也可直接采集生理特征点（眼角、鼻尖、鼻根部等），但这些点在两个空间很难确认，尤其是对于经验不足的医生。基于无标记点的面配准操作相对简单且高效。起初，研究者使用3D探测头在人脸表面多次滑动，获得几百个点作为面信息，这容易带来人工误差。激光扫描可以无接触地获得人脸表面信息，但依然需要医生操作，使激光点反复在人脸表面滑动。　　本文提出了一种基于Kinect无接触地、无人工操作地采集人脸表面信息的空间配准方法，文中主要工作包括以下几点：　　1）搭建导航系统。本文使用Kinect采集术中病人真实空间的人脸表面信息，光学追踪仪作为追踪系统，显示图像和运行算法通过计算机来完成。整个导航系统需要多个空间之间同步，本文重点研究Kinect空间与图像空间信息之间的配准。　　2）设计算法从Kinect获得人脸表面三维几何信息。Kinect仅能提供它视野范围内的彩色和深度图像，本文首先通过Kinect软件开发包读出图像，然后在图像中检测人脸，并得到人脸表面的三维信息。　　3）配准算法采用粗配准结合精配准。粗配准采用主成分分析法，得出两个空间人脸表面信息的主成分向量轴，同时生成有向包围盒，进行大致配准。然后，精配准采用CPD(Coherent Point Drift)算法，它能克服噪声对配准的影响。　　本文对6名志愿者做了初步实验，面配准误差在可接受范围内。同时让志愿者遮挡头部，模拟术中参考板被遮挡的情况，证实了本文提出的配准方法比较鲁棒。