CN110547873A - 注册笔和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种注册笔和电子装置，该注册笔包括笔尖和笔杆，笔杆与笔尖连接，该注册笔还包括：采集设备，设置于笔杆内，用于采集笔尖的压力；提示设备，与采集设备电连接，提示设备用于在压力不在压力范围内的情况下，发出提示信号。在具体的使用过程中，如果压力小于压力范围的最小值，表明注册笔未穿透软骨，如果压力大于压力范围的最大值，表明注册笔已深入骨骼内部。该注册笔在上述两种情况下都会发出提示信号，这样可以准确判断注册笔是否穿透软骨到达骨表面，从而避免了笔尖深入骨骼内部的情况以及笔尖未到达骨表面的情况，进而提高了注册的准确性。

Description

注册笔和电子装置

技术领域

本申请涉及注册笔技术领域，具体而言，涉及一种注册笔和电子装置。

背景技术

目前随着导航技术在手术中的广泛应用，术中配准作为导航的关键步骤，其精确性受到了医生与工程人员的很大关注。配准的精确度直接影响手术的精确度。目前的光学配准的主要流程是：首先在病人骨骼上固定Marker点，Marker点用于光学追踪器跟踪定位，然后根据虚拟三维模型指导，使用注册笔在实际的病人骨骼上选定特征点，完成虚拟骨骼特征点与对应的实际骨骼特征点的匹配，从而实现术中的配准过程。

目前术中的配准采用的注册笔一般为钝头的金属杆，在笔的后端固定有定位件，定位件与注册笔尖的相对位置关系提前输入导航程序，从而可以计算出注册笔尖端的实时空间坐标。但由于CT影像的限制，无法获知软骨的位置和深度，因此配准点无法设计在软骨表面，这就要求注册的时候，注册笔必须穿透软骨。在目前所有导航或者手术机器人的注册中，都只是定性地提出“穿透软骨”的建议，因此，在实际的操作过程中，只能根据经验判断注册笔是否穿透了软骨到达骨的表面，由于个体差异性，往往对是否穿透软骨造成误判，从而引起注册的误差。在实际中，有时为了确保***软骨而到达骨表面，往往需要对注册笔施加过大的压力，这种情况下，对于某些骨质疏松的病人，注册笔又很可能深入骨骼内部，同样会引起注册的误差。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种注册笔和电子装置，以解决现有的注册笔无法准确判断是否穿透软骨到达骨表面的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种注册笔，所述注册笔包括笔尖和笔杆，所述笔杆与所述笔尖连接，所述注册笔还包括：采集设备，设置于所述笔杆内，用于采集所述笔尖的压力；提示设备，与所述采集设备电连接，所述提示设备用于在所述压力不在压力范围内的情况下，发出提示信号。

进一步地，所述采集设备为压力传感器。

进一步地，所述压力范围的最小值为第一阈值，所述压力范围的最大值为第二阈值，所述提示信号包括第一提示信号和第二提示信号，所述提示设备在所述压力小于所述第一阈值的情况下，发出所述第一提示信号，在所述压力大于所述第二阈值的情况下，发出所述第二提示信号，所述第二提示信号与所述第一提示信号不同。

进一步地，所述提示设备包括：第一提示设备，与所述采集设备电连接，所述第一提示设备发出的所述提示信号为声音信号。

进一步地，所述提示设备包括：第二提示设备，与所述采集设备电连接，所述第二提示设备发出的所述提示信号为光信号。

进一步地，所述光信号包括第一光信号和第二光信号，所述第一光信号为所述第一提示信号，所述第二光信号为所述第二提示信号，所述第一光信号与所述第二光信号的颜色不同。

进一步地，所述注册笔还包括：控制芯片，与所述采集设备和所述提示设备分别电连接，用于在所述压力不在所述压力范围内的情况下，控制所述提示设备发出所述提示信号。

进一步地，所述注册笔还包括：显示屏，与所述采集设备电连接，所述显示屏用于显示所述压力。

进一步地，所述注册笔还包括：定位件，设置在所述笔杆的周向表面上，用于定位所述笔尖的位置。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子装置，包括注册笔，所述注册笔为任意一种所述的注册笔。

应用本申请的技术方案，上述注册笔中，采集设备采集笔尖的压力，在笔尖的压力不在压力范围内的情况下，提示设备发出提示信号。在具体的使用过程中，如果压力小于压力范围的最小值，表明注册笔未穿透软骨，如果压力大于压力范围的最大值，表明注册笔已深入骨骼内部。该注册笔在上述两种情况下都会发出提示信号，这样可以准确判断注册笔是否穿透软骨到达骨表面，从而避免了笔尖深入骨骼内部的情况以及笔尖未到达骨表面的情况，进而提高了注册的准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的一种实施例的注册笔的结构示意图；以及

图2示出了根据本申请的一种实施例的注册笔的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、采集设备；20、提示设备；21、第一提示设备；22、第二提示设备；23、显示屏；24、按键；25、接口；30、笔尖；40、笔杆；50、定位件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有的注册笔无法准确判断是否穿透软骨到达骨表面，为了解决如上的问题，本申请提出了一种注册笔。

图1示出了根据本申请的注册笔的实施例的结构示意图。如图1所示，该注册笔包括笔尖30和笔杆40，上述笔杆40与上述笔尖30连接，该注册笔还包括：

采集设备10，设置于上述笔杆40内，用于采集上述笔尖30的压力；

提示设备20，与上述采集设备10电连接，上述提示设备20用于在上述压力不在压力范围内的情况下，发出提示信号。

上述注册笔中，上述注册笔中，采集设备采集笔尖的压力，在笔尖的压力不在压力范围内的情况下，提示设备发出提示信号。在具体的使用过程中，如果压力小于压力范围的最小值，表明注册笔未穿透软骨，如果压力大于压力范围的最大值，表明注册笔已深入骨骼内部。该注册笔在上述两种情况下都会发出提示信号，这样可以准确判断注册笔是否穿透软骨到达骨表面，从而避免了笔尖深入骨骼内部的情况以及笔尖未到达骨表面的情况，进而提高了注册的准确性。

本申请的一种实施例中，上述采集设备为压力传感器。当然，采集设备也不限于压力传感器，本领域技术人员可以根据实际情况选择任意一种可以采集上述笔尖的压力的采集设备。

本申请的一种实施例中，上述压力范围的最小值为第一阈值，上述压力范围的最大值为第二阈值，上述提示信号包括第一提示信号和第二提示信号，上述提示设备在上述压力小于上述第一阈值的情况下，发出上述第一提示信号，在上述压力大于上述第二阈值的情况下，发出上述第二提示信号，上述第二提示信号与上述第一提示信号不同。具体地，在笔尖的压力小于上述第一阈值的情况下，发出第一提示信号，表明注册笔没有穿透软骨，需要增大注册笔的压力，直至在笔尖的压力处于上述压力范围内；在上述压力大于上述第二阈值的情况下，发出上述第二提示信号，表明注册笔已经深入骨骼，需要重新进行注册。其中，第二提示信号与第一提示信号的差异越大，操作人员越容易判断是否穿透软骨到达骨表面。

需要说明的是，上述压力范围既可以根据病人的骨质确定，也可以通过试验测定得到，使得上述第一阈值大于软骨的压力承受范围，上述第二阈值小于骨骼的压力承受范围，从而保证笔尖的压力处于上述压力范围内的情况下，笔尖穿透软骨到达骨骼表面，且笔尖不会深入骨骼内部。

本申请的一种实施例中，如图2所示，上述提示设备20包括第一提示设备21，上述第一提示设备21与上述采集设备10电连接，上述第一提示设备21发出的上述提示信号为声音信号。具体地，上述第一提示设备可以为喇叭，当然，采集设备也不限于喇叭，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第一提示设备，只要提示设备可以以声音的形式发出提示信号即可。

本申请的一种实施例中，上述声音信号包括第一声音信号和第二声音信号，上述第一声音信号为上述第一提示信号，上述第二声音信号为上述第二提示信号，上述第一声音信号与上述第二声音信号的内容不同。具体地，上述声音信号可以为语音或者音乐，例如，第一声音信号的语音内容为“压力过低，请增加压力”，第二声音信号的语音内容为“压力过高，请停止施压”。

本申请的一种实施例中，如图1所示，上述提示设备20包括第二提示设备22，上述第二提示设备22与上述采集设备10电连接，上述第二提示设备22发出的上述提示信号为光信号。具体地，上述第二提示设备可以为提示灯，当然，采集设备也不限于提示灯，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第二提示设备，只要提示设备可以以光的形式发出提示信号即可。

本申请的一种实施例中，上述光信号包括第一光信号和第二光信号，上述第一光信号为上述第一提示信号，上述第二光信号为上述第二提示信号，上述第一光信号与上述第二光信号的颜色不同。具体地，上述第二提示设备可以包括红灯和绿灯，上述第一光信号为绿光，上述第二光信号为红光，即在上述压力小于上述第一阈值的情况下，绿灯亮，在上述压力大于上述第二阈值的情况下，红灯亮。

本申请的一种具体的实施例中，上述注册笔包括上述第一提示设备和第二提示设备，该注册笔在具体的使用过程中，在上述压力小于上述第一阈值的情况下，第一提示设备发出第一声音信号，第二提示设备发出第一光信号，在上述压力大于上述第二阈值的情况下，第一提示设备发出第二声音信号，第二提示设备发出第二光信号。在应用的过程中，该注册笔可以通过声音信号和光信号同时进行提示，能够进一步保证用户通过提示信号知晓笔尖的位置，进一步保证了笔尖处于预定的位置。

本申请的一种实施例中，上述注册笔还包括控制芯片，上述控制芯片与上述采集设备和上述提示设备分别电连接，用于在上述压力不在上述压力范围内的情况下，控制上述提示设备发出上述提示信号。具体地，控制芯片根据实时笔尖压力和压力范围判断是否发出提示信号，提高数据处理速率，减少提示信号的延迟，进一步提高注册笔的可操作性。

为了进一步提高注册笔的可操作性，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述注册笔还包括显示屏23，上述显示屏23与上述采集设备10电连接，上述显示屏23用于显示上述压力。具体地，上述采集设备可以实时采集笔尖的压力，并将采集的压力传输至显示屏中进行显示，从而使得操作人员可以实时知晓笔尖的压力，便于操作人员进行精准操作，减少注册过程对病人骨骼的损伤。

本申请的一种具体的实施例中，如图1所示，上述注册笔还包括按键24，上述按键24设置在显示屏23的一侧，上述按键24用于输入上述压力范围。具体地，在注册之前，通过按键24输入上述压力范围，在注册过程中，上述显示屏不仅显示笔尖的压力的实时值，还显示上述压力范围，便于操作人员实时调整注册笔的施加压力，进一步提高注册笔的可操作性。

本申请的一种实施例中，如图1和图2所示，上述注册笔还包括定位件50，上述定位件50设置在上述笔杆40的周向表面上，用于定位上述笔尖30的位置。具体地，上述定位件与笔杆为一体式结构，即该定位件与笔尖的相对位置是固定的，通过定位上述定位件的位置就可以定位笔尖的位置。

具体地，上述定位件包括多个光学跟踪球，多个光学跟踪球不在一条直线上，可以被光学追踪器追踪位置，在实际的注册过程中，光学追踪器可以定位定位件实时位置，进而定位笔尖的实时位置。

本申请的一种实施例中，如图2所示，上述注册笔还包括接口25，上述接口25可以为MicroUSB接口或者Type C接口，上述注册笔通过上述接口25进行数据传输或充电，上述注册笔还具有蓝牙功能，上述注册笔通过蓝牙进行数据传输。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种电子装置，该电子装置包括注册笔，上述注册笔为任意一种上述的注册笔。

上述电子装置中包括注册笔，该注册笔的采集设备采集笔尖的压力，在笔尖的压力不在压力范围内的情况下，注册笔的提示设备发出提示信号。在具体的使用过程中，如果压力小于压力范围的最小值，表明注册笔未穿透软骨，如果压力大于压力范围的最大值，表明注册笔已深入骨骼内部。该注册笔在上述两种情况下都会发出提示信号，这样可以准确判断注册笔是否穿透软骨到达骨表面，从而避免了笔尖深入骨骼内部的情况以及笔尖未到达骨表面的情况，进而提高了注册的准确性。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的注册笔中，采集设备采集笔尖的压力，在笔尖的压力不在压力范围内的情况下，提示设备发出提示信号。在具体的使用过程中，如果压力小于压力范围的最小值，表明注册笔未穿透软骨，如果压力大于压力范围的最大值，表明注册笔已深入骨骼内部。该注册笔在上述两种情况下都会发出提示信号，这样可以准确判断注册笔是否穿透软骨到达骨表面，从而避免了笔尖深入骨骼内部的情况以及笔尖未到达骨表面的情况，进而提高了注册的准确性。

2)、本申请的电子装置包括注册笔，该注册笔的采集设备采集笔尖的压力，在笔尖的压力不在压力范围内的情况下，注册笔的提示设备发出提示信号。在具体的使用过程中，如果压力小于压力范围的最小值，表明注册笔未穿透软骨，如果压力大于压力范围的最大值，表明注册笔已深入骨骼内部。该注册笔在上述两种情况下都会发出提示信号，这样可以准确判断注册笔是否穿透软骨到达骨表面，从而避免了笔尖深入骨骼内部的情况以及笔尖未到达骨表面的情况，进而提高了注册的准确性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注册笔，其特征在于，所述注册笔包括笔尖和笔杆，所述笔杆与所述笔尖连接，所述注册笔还包括：

采集设备，设置于所述笔杆内，用于采集所述笔尖的压力；

提示设备，与所述采集设备电连接，所述提示设备用于在所述压力不在压力范围内的情况下，发出提示信号。

2.根据权利要求1所述的注册笔，其特征在于，所述采集设备为压力传感器。

3.根据权利要求1所述的注册笔，其特征在于，所述压力范围的最小值为第一阈值，所述压力范围的最大值为第二阈值，所述提示信号包括第一提示信号和第二提示信号，所述提示设备在所述压力小于所述第一阈值的情况下，发出所述第一提示信号，在所述压力大于所述第二阈值的情况下，发出所述第二提示信号，所述第二提示信号与所述第一提示信号不同。

4.根据权利要求3所述的注册笔，其特征在于，所述提示设备包括：

第一提示设备，与所述采集设备电连接，所述第一提示设备发出的所述提示信号为声音信号。

5.根据权利要求3所述的注册笔，其特征在于，所述提示设备包括：

第二提示设备，与所述采集设备电连接，所述第二提示设备发出的所述提示信号为光信号。

6.根据权利要求5所述的注册笔，其特征在于，所述光信号包括第一光信号和第二光信号，所述第一光信号为所述第一提示信号，所述第二光信号为所述第二提示信号，所述第一光信号与所述第二光信号的颜色不同。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的注册笔，其特征在于，所述注册笔还包括：

控制芯片，与所述采集设备和所述提示设备分别电连接，用于在所述压力不在所述压力范围内的情况下，控制所述提示设备发出所述提示信号。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的注册笔，其特征在于，所述注册笔还包括：

显示屏，与所述采集设备电连接，所述显示屏用于显示所述压力。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的注册笔，其特征在于，所述注册笔还包括：

定位件，设置在所述笔杆的周向表面上，用于定位所述笔尖的位置。

10.一种电子装置，包括注册笔，其特征在于，所述注册笔为权利要求1至9中任一项所述的注册笔。