本發明公開了一種非剛性多模醫學圖像精確配準方法,包括以下步驟:分別對參考圖像和浮動圖像進行歸一化處理并使用脈沖發送皮層模型進行處理得出兩幅點火映射圖;然后采用索貝爾算子分別提取兩幅點火映射圖的邊緣特征得到對應的梯度圖,并計算兩梯度圖的差值平方和;最后基于自由網格變形模型及差值平方和確定目標函數,采用擬牛頓法對目標函數進行迭代優化,獲得最佳形變參數。本發明將脈沖發送皮層模型和差值平方和用于非剛性多模醫學圖像配準,大大提高了配準精度。