虹膜图案识别和对准 此申请和PCT/EP00/10373相关。
【技术领域】
本发明涉及激光视力矫正和激光眼外科手术领域，更具体地说，是一种装置、系统和方法，用于将眼睛的诊断图像和治疗图像对准，使手术结果更精确并使患者更满意。
背景技术
用于矫正或者改善视力的光折射外科手术愈来愈普遍。除了较传统的视网膜手术和其他眼部手术方法外，一些技术例如光折射角膜切除术(photorefractive keratotomy，PRK)，激光原位屈光性角膜成形术(laser in situ keratomileusis，LASIK)，激光上皮屈光性角膜成形术(laser epithelial keratomileusis，LASEK)，以及它们的变种，正普遍应用于眼睛的近视、远视和散光的矫正。典型的治疗上述视力缺陷的方式是根据患者角膜和正常视力状态下的角膜几何形状的偏离程度，通过激光切割角膜使其形状变凸或拉平。常规上用形状测量仪，如Orbscan角膜形状测量仪(Bausch & Lomb/Orbtek，犹他州盐湖城)获得角膜形状和其他特征的诊断信息。外科医生就能够用用此诊断信息编程的激光适当地切割角膜表面。
远视、近视和散光基本上被认为是低阶象差，分别被称为散焦和柱面象差。众所周知，除低阶象差外，还有高阶象差降低视力。典型的高阶象差包括球面象差、慧差和复合性散光。可以用一种波阵面测量装置去测量这些高阶象差，例如在Williams的美国专利No.5777719(其全文在此引为参考)中提到的测量仪。该文献描述了带有Hartmann-Shack波阵面传感器的象差计来量化眼睛的高阶象差。这种用于高阶象差地诊断测量促进了用在眼内或眼表的角膜及晶状体的定制切割方法和系统的发展。定制切割的目的是在视觉敏锐度和对比灵敏度方面不断提高视觉质量(有时也称超常视力(supernormalvision)及恒定的图像质量。
诊断设备和治疗系统包括激光和眼部追踪仪的技术进步也提高了进行诊断测量及依据测量结果而进行治疗时所要求的精确性。例如，最好能在患者眼睛瞳孔扩张时进行眼睛的诊断性波阵面测量。一些被怀疑在夜间引起眩光和晕轮反应的高阶象差在瞳孔扩张(暗适应)时表现出来。因此，用波阵面感测装置进行的波阵面测量应在暗处进行，因为患者瞳孔在暗处时自然扩张。眼睛波象差的测量要相对于一个参照点来进行。典型的参照点为瞳孔中心或是对准诊断装置中注视目标(fixation target)的视轴(visual axis)。而在激光治疗阶段，治疗系统环境中的光源射到眼睛的光的性质和数量通常引起瞳孔收缩。由此引出一个问题是：扩张的瞳孔中心相对于收缩的瞳孔中心有偏移。因此，基于对准扩张的瞳孔的中心进行的诊断测量事先计算出的激光治疗对准收缩的瞳孔进行，这样很可能该激光治疗被应用在角膜错误的位置上。
因此引发的另一个问题是：在患者的体位从坐位换到治疗体位(仰卧位)时，患者眼睛的位置沿一轴线发生转动。这是个问题是因为用于治疗高阶象差的定制切割(customized ablation)治疗并不必然对称于角膜表面上的轴线。此外，患者的头部也可能在先后两次诊断或眼睛图像测量的过程中转动，导致潜在的激光治疗的对位不准。因此，从眼睛的诊断评估到治疗期间，患者眼睛的移位和转动两个因素都要被考虑在内。
一种正在开发的虹膜图案识别技术正致力于解决这个问题。比如，有时可通过使用记号(人工的)或标志物(自然的)识别虹膜的图案来测量眼睛的转动。由于每个人的虹膜图案正如指纹一样是独特的，提出了用各种虹膜标志物来识别眼睛方位变化。具体关于虹膜图案识别和眼睛运动的信息请参考网站：http：//www.iriscan.com和http：//schorlab.berkeley.edu。虽然每个人的虹膜标志物一生恒定不变，但我们也发现瞳孔在被诊断评估时(瞳孔扩张)和在被治疗时(瞳孔收缩)的尺寸的变化已经足以使虹膜自然标志物扭曲或者变模糊，以致于传统的虹膜识别软件在诊断评估和治疗之间不能识别这些标志物。由于迫切希望能够将角膜或眼部其他部位的光切割治疗相对于作为这种治疗的基础的诊断测量参照物进行调准，我们认为需要获得和保持精确对准的方法和设备。本申请人的同时待审专利申请PCT/EP00/10373(其全文在此引为参考)提出了一个解决方案。这项专利申请讨论了在诊断阶段和治疗阶段将人工施加的标记与虹膜图像关联起来，以便在治疗时将这些图像对准。例如基于温度和染色的标记就可以用作人工标记。但是，已经知道，当前的虹膜识别和对准方法中，有患者感觉不舒适、低效和准确性不高等一些缺点。
因此，需要一种装置、系统和方法去准确地考虑激光眼科手术诊断评估阶段和治疗阶段的眼部运动。此项发明将结合例如激光视力矫正(如LASIK)讨论，但不局限于此。
【发明内容】
本发明涉及一种装置和方法，用于在诊断评估阶段和治疗阶段的眼部参数不一致时对准患者眼部的诊断和治疗图像，以提高激光视力矫正手术的效果。
在本发明的一个实施例中，一项改进是通过虹膜图像识别来对准患者眼部诊断虹膜图像和治疗虹膜图像。在试图对准瞳孔扩张时患者眼睛的诊断虹膜图像和瞳孔收缩时的治疗虹膜图像的方法中，试图将扩张瞳孔诊断虹膜图像中的虹膜识别标志物与收缩瞳孔治疗虹膜图像的相应虹膜标志物对应起来，但是由于瞳孔尺寸的改变使虹膜标志物变形，那些相应的标志物不能被识别，所以不能用作自然对准标志物。为了精确地对准基于诊断时扩张的瞳孔的测量结果计算出的激光治疗，所述改进的方法的特征在于依次连续获取多张诊断虹膜图像，其中包括瞳孔扩张时、瞳孔收缩时以及选定的中间瞳孔尺寸。获取这一组诊断虹膜图像的方法是控制照射虹膜的可见光照的量。诊断虹膜图像系列中的每一幅图像至少包含一个虹膜识别标志物的标记。这样，在瞳孔从扩张到收缩的相继的步骤中，从扩张的瞳孔图像到收缩的瞳孔图像能追踪到所述标志物。患者眼睛的诊断性测量，最好是包括一个直接波象差测量或是从之可得出波象差测量的诊断性测量，对在瞳孔扩张或瞳孔暗适应状态下的眼睛也进行。在治疗前也获取患者眼睛的虹膜图像，或者获取实时图像。由于治疗阶段的环境条件影响，治疗虹膜图像里瞳孔呈收缩状态。通过在从诊断测量和激光治疗所基于的扩张瞳孔条件到收缩瞳孔条件下的诊断虹膜图像系列中追踪虹膜识别标志物，并通过在所述两个收缩虹膜图像之间匹配和/或关联所述虹膜识别标志物，治疗虹膜图像可与所得到的收缩虹膜诊断图像对准。在本实施例的一个方面，所述诊断虹膜图像的追踪和关联可以在治疗阶段由处理电子器件和软件完成。所得到的对准诊断图像可以输出到激光治疗系统，在激光治疗系统中，合适的处理硬件和软件可以将治疗虹膜图像与诊断虹膜图像对准，并相应调整激光治疗模式。在另一个方面，所有的(多个)诊断虹膜图像可以输出到激光治疗系统中，激光治疗系统中的合适的处理硬件和软件可以通过虹膜标记识别来将某一治疗虹膜图像与相应瞳孔尺寸的诊断虹膜图像对准。本领域的普通技术人员可以理解，诊断虹膜图像输出到激光治疗系统可以用多种方式实现，包括但不限于陆基或者无线通信、计算机存储介质比如磁盘或者CD，通过因特网或者其他网络，等等。在前述实施例的一个优选方面，瞳孔平移(pupil translation)也可用于最终调整对眼睛的激光治疗。这方面的特征在于：在眼睛上确定一个与光照无关的参考标志物，最好是边缘(limbal edge，异组织边缘)；计算瞳孔相对于所述参考标志物的中心位置，该计算针对扩张瞳孔诊断虹膜图像进行；针对收缩瞳孔诊断虹膜图像进行另一次相对于同一参考标志物的中心位置计算；对于所述收缩瞳孔中心位置和所述扩张瞳孔中心位置确定一个矢量位移值；据之针对扩张瞳孔中心的矢量位移调整对收缩瞳孔眼睛进行的激光治疗。
在本发明的另一个实施例中，对用于诊断和激光眼睛治疗的系统进行了改进，该系统意图通过虹膜图案识别技术对准诊断虹膜图像和治疗虹膜图像，以进行更为精确的激光治疗。其特征在于，该系统包括一个可控的可见光照部件，通过它可将受控制的量的可见光照引导到患者的被检查的眼睛或者患者的另一只眼睛(未对其进行检查的)，从而以可控的方式改变被检查的眼睛的瞳孔大小。一个诊断图像抓取装置用于获取诊断虹膜图像的连续序列，每个诊断虹膜图像具有不同的瞳孔直径，该瞳孔直径在扩张瞳孔尺寸和收缩瞳孔尺寸之间，与受控的可见光照的强度相应。如上所述，一般不能在扩张瞳孔诊断虹膜图像和收缩瞳孔诊断虹膜图像这两种极端图像之间追踪在这两种图像中都存在的虹膜识别标志物，但是，至少可以在所述连续的诊断虹膜图像序列中追踪所述虹膜识别标志物的至少一个标记，从而使得扩张瞳孔诊断虹膜图像最终能够与收缩瞳孔诊断虹膜图像关联起来。该改进的系统还包括用来对患者眼睛进行合适的诊断测量的诊断装置，其中，该装置与所述光照控制装置和所述诊断图像抓取装置相互配合地相连。其还包括用于输出至少一幅所述诊断虹膜图像到该系统的激光治疗部分的装置，以及对准最终收缩瞳孔诊断虹膜图像与收缩瞳孔治疗图像的装置，以便可以对眼睛进行定位更为精确的激光治疗。在本实施例的一个方面，用于对准所述多个诊断虹膜图像和对准最终诊断图像与治疗虹膜图像的装置包括处理硬件和软件，它们与该系统的治疗部分相连。在另一方面，对准装置包括与系统的诊断部分相连的处理硬件和软件，用于对诊断虹膜图像进行分类和关联，以及与该系统的治疗部分相连的处理硬件和软件，用于对准诊断虹膜图像和治疗虹膜图像，如果需要，还用于调整激光治疗本身。在该实施例的一个优选方面，所述光照控制装置包括一个可变光照注视目标，它是诊断测量装置的一个集成组件。所述图像数据输出装置可以是任何已知的方法和设备，用于将数据从一个地点传递到另一个地点，就如前文首次阐述的实施例一样。在一个优选方面，所述改进的特征还在于获取与扩张瞳孔诊断虹膜图像相关的扩张瞳孔中心和与收缩瞳孔诊断虹膜图像相关的瞳孔中心之间的矢量位移测量值的装置。该装置最好包括异组织边缘(limbus)参考标志物，以获取所述矢量位移。
在另一个实施例中，一种改进的眼睛诊断装置提供指示眼睛的波象差的测量信息，或者直接提供波象差的测量信息，并提供患者眼睛的与诊断测量相关的虹膜图像。其中，这样的仪器一般包括诊断测量部件、虹膜图像抓取部件和可见光照注视源(fixation source)，其特征在于所述注视源具有可控的可见光照强度，可以实现被检查的眼睛的瞳孔大小的可控变化。一种优选的改进的诊断装置是一种结合有所述可控光照注视源的象差计。或者，可以将角膜形状测量仪改造为包括可控可见光照注视源，或者，可将瞳孔计改造为包括适当的组件来提供患者眼睛的波象差数据。
从下面的详细说明，本发明的上述及其他目的会变得更加明显。但是，应当理解，这里的详细说明和具体举例尽管指出了本发明的优选实施例，但它们只是作为说明给出，因为在本发明的实质范围内的各种变化和修改对于阅读了本申请的说明和附图以及权利要求的本领域普通技术人员来说是明显的。
【附图说明】
图1图示了分别具有收缩瞳孔和扩张瞳孔的两个虹膜图像，它们示出了在两种瞳孔直径极端情况下自然标志物的形状、位置和大小的变化；
图2示意地图示了具有变化的瞳孔直径和相应的虹膜标志物的三幅相继的虹膜图像；
图3示意地图示了瞳孔中心相对于参考边缘(limbal reference)的位移，它是不同的瞳孔大小的函数；
图4为本发明的一个实施例的装置的示意图；
图5为本发明的一个实施例的系统的示意图；
【具体实施方式】
尽管本发明的描述参考了具体应用的说明性实施例，但应当理解的是，本发明并不局限于此。本领域的阅读了本说明书的普通技术人员不需要进行过多的试验就可以在本发明的范围内作出另外的修改、应用和实施方式，并可以找到本发明具有重要用途的另外的领域。
本发明旨在提供在眼睛的诊断图像和眼睛的治疗图像之间进行对准的方法和系统，使激光治疗系统更为精确，从而使患者更为满意。
下面结合图1和图2描述本发明的一个实施例。使用虹膜图案识别来识别眼睛结构和在眼睛外科手术中对准诊断与治疗图像的系统和装置是已知的。例如，PCT/EP00/10373就讨论了用于对准和眼睛的光折射治疗的系统和方法，其中，与折射诊断测量一起，用照相机系统获取用人工标记标识的诊断虹膜图像。连接到激光治疗系统的计算机系统然后利用所述虹膜图像信息来展开和调准光折射治疗(photorefractive treatment)。
图1简要图示了两个相继的虹膜图像10’、10。图像10示出了虹膜区12、收缩瞳孔14和典型的虹膜标志物16。在本发明的描述中，术语“收缩瞳孔”指由亮光条件导致的基本上很小的瞳孔尺寸，所述亮光条件例如是跟踪仪和注视光源(fixation light source)连同其他存在于激光眼外科手术的治疗阶段的使瞳孔收缩的环境条件。因此，“收缩瞳孔”这个术语不是用来仅仅描述在患者眼睛中所能够引起的最小瞳孔尺寸，而是用来描述根据本发明起作用的最小瞳孔尺寸。虹膜图像10’示出了同样的虹膜12’，但是瞳孔14’扩张了，示出的虹膜标志物1 6’由于瞳孔的扩张而相对于虹膜图像10变得有一些不明显了。在对本发明的描述中，扩张瞳孔14’是由于通常与眼睛的诊断测量相关的低光条件造成的，例如当使用波阵面测量装置比如ZywaveTM(Bausch & Lomb/Technolas，Munich，Germany)波阵面测量装置或者Orbscan II(Orbtek，Salt Lake City，Utah)角膜形状测量仪来获取波象差信息时。因此，术语“扩张瞳孔”不是仅仅指用化学方法或者人工方法所能导致的最大扩张瞳孔，而是指暗适应的瞳孔，是与本发明相关的能够起作用的最大瞳孔尺寸。图1中的瞳孔图像10、10’用来图解说明当瞳孔尺寸变化很大(例如从扩张到收缩)时自然标志物16、16’的形状、位置和尺寸的变化。在这样的情况下，当前的虹膜图案识别技术不能够匹配收缩瞳孔条件下的标志物16与扩张瞳孔条件下的标志物16’。因此，已经在眼睛上使用了人工标记来用在跟踪点中。
下面结合图2描述本发明的一个改进。在激光视力外科手术的诊断阶段，测量患者的波象差。波阵面测量一般以患者视轴为中心，或者以患者的扩张瞳孔的中心为中心。对扩张瞳孔测量波象差是有利的，这是因为当瞳孔暗适应时(例如夜间视力)，某些高阶象差会表现出对视力的影响。虹膜图像10’简要图示了诊断测量期间的患者虹膜图像，具有扩张瞳孔14’和虹膜标志物16’。通过控制对患者受检查的眼睛或者患者的另一只眼睛(不被检查的)的可见光照(最好通过诊断评估装置中的可变光照注视目标(fixation target)进行)，可以控制被检查的眼睛的瞳孔直径。参见图2，用诊断虹膜图像抓取装置获取诊断虹膜图像10’，该图像10’对应于诊断评估期间的瞳孔直径。增加可见光照强度，使虹膜图像10”中14”表示的瞳孔直径相应缩小。经历了与在图1中的虹膜图像10、10’中相比较小的变化的虹膜标志物16”仍然看得见。随着光照强度进一步增加，获取另一个诊断虹膜图像10，其中也显现出收缩的瞳孔14和虹膜标志物16。同样，与虹膜图像10”中的标志物16”相比，虹膜标志物16又有一个小的检测得到的变化。在这种情况下，诊断虹膜图像10中所示的瞳孔直径14基本上对应于在激光视力矫正外科手术的治疗阶段由治疗虹膜图像抓取装置获取的治疗虹膜图像的瞳孔直径。这样，通过跟踪标志物的标记，诊断虹膜图像处理硬件和软件就能够跟踪虹膜图像10’，10”，10的连续序列中的变化，从而可以将与扩张诊断瞳孔14’相关的虹膜图像10’与与收缩诊断瞳孔14相关的虹膜图像10对准。这样，与激光系统的治疗部分相连的虹膜图像处理硬件和软件用来将基本上由图2中的虹膜图像10代表的治疗虹膜图像与输出的诊断虹膜图像10对准，从而允许对收缩治疗瞳孔进行的激光切割治疗模式能够相对于与扩张诊断瞳孔相关的诊断虹膜图像精确对准。用诊断阶段的处理来对诊断虹膜图像进行分类和对准的本实施例的优点是减少了数据传送，从诊断阶段到治疗阶段只有单幅图像传送。
由于已经知道当患者从坐位转到仰卧位时眼睛的旋转方向发生变化，本发明的对准方法可以提供合适的信息来将激光切割治疗模式旋转，以对应于眼睛的轮转(cyclo-rotation)。除了利用从扩张到收缩的瞳孔获得诊断虹膜图像外，还获得患者眼睛在扩张瞳孔条件下的诊断测量数据。因此，图像抓取装置和诊断测量装置可以是分立的装置，或者这些功能也可以集成到单个设备中。最终，激光治疗系统要利用诊断测量来计算用于视力矫正的合适的切割轮廓。因此，扩张诊断测量最好与扩张瞳孔诊断虹膜图像同时相关。诊断测量本身最好包括患者的波象差信息，波象差信息可以由各种波阵面感测装置直接获取。一种这样的装置是Zywave波阵面分析仪(Bausch &Lomb/Technolas)，其中集成有Hartmann-Shack波阵面感测器。其他类型的装置比如具有射线跟踪能力的基于高程的形状测量仪，例如Orbscan II角膜形状测量仪(Bausch & Lomb/Orbtek，Salt LakeCity，Utah)，可以提供由之可导出波象差信息的测量数据。诊断测量最好还包括散光的测量。
在本实施例的一个方面，所有的多个诊断虹膜图像可以输出到治疗阶段的处理器，在那里，可以将诊断虹膜图像分类和适当地对准，用于与治疗虹膜图像相关联。这个方面允许在外科手术过程中实时跟踪治疗虹膜图像并将其与相应的诊断虹膜图像对准。由于在诊断图像处理器和治疗图像处理器之间传送的信息的量，与另一种方案相比，可能需要多得多的处理能力。所述另一种方案是：用一个诊断图像处理器进行扩张瞳孔虹膜图像和收缩瞳孔虹膜图像的分类和对准，然后输出对准的收缩虹膜图像到治疗图像处理器，用于与治疗虹膜图像关联和对准。在后一种方案中，对计算功率的需求降低了，代价是用治疗虹膜图像进行静态的图像比较。使用者最终决定使用哪种方案取决于许多因素。
尽管上述对准方法是针对激光治疗方案的旋转调整改进虹膜图案识别方法，但可以理解，由于在扩张瞳孔和收缩瞳孔之间瞳孔中心位置会发生平移，对激光治疗方案进行平移调整也是有利的。参看图3，获取了患者眼睛的具有扩张瞳孔34’的诊断图像30’。该扩张瞳孔34’的中心位置36’是相对于与光照无关的眼睛标志物确定的，所述标志物最好是患者眼睛中的边缘32。用于相对于径向参考点计算瞳孔中心位置的算法和数学装置对于本领域普通技术人员来说是已知的，对于本发明的实现来说不需要进一步解释。选定量的可见光照照射到眼睛上，使瞳孔收缩，如眼睛图像30中的瞳孔34所示。收缩瞳孔34的中心位置36是相对于与图像30’中的眼睛标志物32相同的眼睛标志物32确定的。边缘(limbal edge，异组织边缘)是一种很好的参考点，因为边缘基本上不受瞳孔大小的影响。扩张瞳孔中心36’和收缩瞳孔中心36之间的矢量位移由本领域技术人员已知的技术来确定。该矢量位移然后用于调整基于从扩张瞳孔眼睛诊断图像获得的诊断波阵面信息计算出来的要应用于具有收缩瞳孔的眼睛的激光切割治疗轮廓的位置。最好在红外光下获取患者眼睛的诊断图像和中心位置位移的测量，以便瞳孔尺寸在此数据获取阶段不会变化。一旦确定了瞳孔中心的矢量位移，该信息就保存在治疗激光器控制器的一个治疗文件中，供合适的时候使用。
参见图4，下面描述一种改进的诊断装置40。在一个优选实施例中，装置40是象差计，比如在上述Williams的文献中描述的用于获取患者眼睛42的波象差测量值的象差计。图中还示出了眼睛42的虹膜41和瞳孔43。象差计40一般包括用于获取诊断图像比如图1和2中简要图示的虹膜图像的红外照相机44，波阵面感测器和相关的光学和电子器件(图4中用附图标记46简要表示)，以及用于本领域的普通技术人员所知道的对准目的的固定光照强度的注视目标48。根据本发明的改进包括用可控的可变可见光照注视目标替换固定光照注视目标48，以便患者眼睛的瞳孔直径可以变化，以获得如上所述的诊断虹膜图像。在本实施例的另一个方案中，如图4中的虚线49所示，可控可见光照源可以外接到装置40，即可控可见光照源49。
或者(图中未示出)，装置40可以是角膜形状测量仪，比如Orbscan II装置，用这里所述的可控可见光照源加以改造。类似地，装置40可以是一般包括一个用于控制瞳孔直径的可控可见光照源的瞳孔计，根据本发明加以改进的地方是能够提供关于被检查眼睛的波象差信息的波阵面感测部件或者其他已知的硬件或者软件组件。
下面结合图5描述本发明的一个系统实施例。系统50是一个用于激光眼外科手术的诊断和治疗系统，包括一个诊断部分52和一个激光治疗部分54。诊断部分52包括一个结合图4描述的诊断仪器40，以及一个诊断处理器56，该处理器编程为对58表示的诊断虹膜图像进行分类、关联和对准。最终对准的收缩瞳孔诊断虹膜图像(如前所述)通过任何已知的图像数据传送手段如附图标记59所示从诊断部分52输出到激光治疗部分54。所述图像数据传送手段包括陆基或者无线通信、计算机存储介质比如磁盘或者CD，因特网或者其他网络等。激光治疗部分54包括用于获取眼睛42’的收缩瞳孔治疗虹膜图像的治疗虹膜图像抓取装置64、治疗激光器62以及其他部件比如眼球跟踪器(图中未示出)。在本实施例的另一种方案中，附图标记58表示的所有诊断虹膜图像被输出到治疗部分54，在这里，由处理器66代表的处理硬件和软件对诊断虹膜图像进行分类和关联，并在收缩瞳孔治疗图像和相应的收缩瞳孔诊断虹膜图像之间进行合适的对准。处理器66还可以响应虹膜图案的识别对准来控制计算出的激光切割方案。
在某些情况下，最好在诊断部分52有一个处理器56，在治疗部分54有一个处理器66。但是，处理硬件和软件的性质和位置应根据外科医生的偏好和可用的虹膜识别软件和硬件组件来确定。
在这里所描述的系统实施例的一个优选方面，与诊断仪40相连的处理器56适于计算扩张瞳孔诊断图像和收缩瞳孔诊断图像之间的瞳孔中心矢量位移。该信息也输出到系统54的激光治疗部分，用于对在具有收缩瞳孔的治疗眼睛上实施的激光治疗方案进行平移调整。
本发明的上述实施例可以用下面的例子加以说明：一个患者坐下来，对准诊断装置(例如象差计)，该诊断装置能够对患者眼睛进行诊断波阵面测量，获取和处理诊断虹膜图像。患者的眼睛对准象差计，使用低强度可见光照注视目标，从而患者的暗适应瞳孔直径可能在6-7mm。此时，获取了诊断波阵面测量值和扩张瞳孔诊断虹膜图像。然后增加注视目标的亮度，直到患者的瞳孔直径降到约5mm。获取并存储另一幅诊断虹膜图像。依次增加注视目标的光照强度，直到获得收缩瞳孔(例如约2mm)诊断虹膜图像。对于扩张瞳孔诊断虹膜图像和收缩瞳孔诊断虹膜图像，还利用边缘检测计算矢量位移形式的瞳孔中心偏移。与诊断系统和/或治疗系统相连的处理硬件和软件在不同瞳孔大小的诊断虹膜图像中跟踪虹膜识别标志物，最终将扩张瞳孔诊断图像与收缩瞳孔诊断虹膜图像对准。基于与扩张瞳孔相关的诊断测量，生成切割轮廓。也使激光治疗系统能够利用旋转对准和矢量位移数据。在晚些时候，将患者定位于治疗系统下(仰卧)，获取实际收缩瞳孔/虹膜的实时图像。然后，借助于识别的虹膜识别标志物，将该治疗虹膜图像与具有总体上相同的虹膜尺寸的基本上对应的诊断虹膜图像对准，从而可以旋转、平移或者以其他方式调整计算出的切割治疗方案，以进行更为精确的治疗。在虹膜图案识别软件不能检测到能够以高置信度跟踪的虹膜标志物的情况下，在最低限度上可以利用基于边缘的瞳孔中心位移来消除中心不准的情况，而不管旋转方向是否校准。
尽管上面详细描述了本发明的优选实施例，应当理解，本领域的普通技术人员可以在这里教导的基本发明思想的基础上作出许多变化和修改，它们也会落入本申请的权利要求及其等同方案所限定的本发明的实质范围内。