本发明公开了一种非刚性多模医学图像精确配准方法,包括以下步骤:分别对参考图像和浮动图像进行归一化处理并使用脉冲发送皮层模型进行处理得出两幅点火映射图;然后采用索贝尔算子分别提取两幅点火映射图的边缘特征得到对应的梯度图,并计算两梯度图的差值平方和;最后基于自由网格变形模型及差值平方和确定目标函数,采用拟牛顿法对目标函数进行迭代优化,获得最佳形变参数。本发明将脉冲发送皮层模型和差值平方和用于非刚性多模医学图像配准,大大提高了配准精度。