DE102016002855A1

DE102016002855A1 - Device and method for determining the location of a tool for oral hygiene

Info

Publication number: DE102016002855A1
Application number: DE102016002855.6A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Deinzer; Wolfgang Halang; Dietmar Prestel; Edrian Helbing; Olger Ermakov; Marcel Graf; Sebastian Weihele; Marco Hengge; Renate Deinzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-09-14

Abstract

Zwar hat sich regelmäßiges Zähneputzen als wichtigster Teil der Mundraumhygiene allgemein eingebürgert, jedoch bestehen in der Bevölkerung erhebliche Durchführungsdefizite hinsichtlich eines vollständigen Zahnputzvorgangs. Die häufigsten Fehlerursachen bei der Zahnreinigung liegen im Auslassen von Zahnflächen oder Zahnzwischenräumen. Fehlerhafte Zahnreinigungen verursachen erhebliche Kosten, die erst später in vielfältiger Form auftreten. Fehlerhaft sind Zahnreinigungen dann, wenn es in nicht ausreichendem Maße gelingt, Zahnbeläge zu entfernen. Fehlerfreie Zahnreinigung stellt eine Fähigkeit dar, die selbst durch persönliche Unterweisung nur schwer erlernt werden kann. Zum Erlernen gehört insbesondere die Analyse fehlerbehafteter Putzvorgänge. Ein mit farblichen Markierungen ausgestattetes Mundraumwerkzeug, bspw. eine Zahnbürste, wird mit einer Anzeigeeinheit kombiniert, um dem Anwender umfassende Rückmeldungen zu seinem Reinigungsvorgang zu geben. Die Anzeigeeinheit ist mit einer Kamera ausgestattet, die dem Benutzer neben Korrekturvorschlägen seine Spiegelbildansicht anbietet und auf der Basis aufgenommener Bildfolgen die Position des Werkzeugs erkennt. Diese Information ist für den Benutzer wichtig zur Durchführung einer vollständigen Zahnreinigung. Mit der Vorrichtung lassen sich bereits ohne Verwendung einer mit Elektronik ausgestatteten Zahnbürste Überwachungs- und Hilfestellungsfunktionen implementieren, die Anwendern wichtige Rückmeldungen für ihre Zahnreinigungsvorgänge geben. Das erfindungsgemäße medizintechnische Gerät ist in der häuslichen und mobilen Mundraumhygiene einsetzbar.Although regular brushing has become common practice as the most important part of oral hygiene, there are significant implementation deficits in the population with regard to a complete tooth brushing procedure. The most frequent causes of faults in the cleaning of teeth lie in the omission of tooth surfaces or interdental spaces. Faulty teeth cleaning cause considerable costs, which occur later in a variety of forms. Dental cleanings are defective if it is not possible to remove dental plaque to a sufficient degree. Flawless tooth cleaning is a skill that is difficult to learn even through personal instruction. In particular, the analysis includes the analysis of faulty cleaning operations. An oral tool equipped with colored markers, for example a toothbrush, is combined with a display unit in order to give the user comprehensive feedback on his cleaning process. The display unit is equipped with a camera which offers the user, in addition to correction suggestions, its mirror image view and recognizes the position of the tool on the basis of recorded image sequences. This information is important to the user to perform a complete tooth cleaning. With the device, monitoring and assistance functions can already be implemented without the use of an electronic toothbrush, which gives users important feedback for their dental cleaning operations. The medical device according to the invention can be used in domestic and mobile oral hygiene.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung ist den Gebieten Medizintechnik sowie Zahn- und Mundhygiene zuzuordnen.The invention is assigned to the fields of medical technology and dental and oral hygiene.

Stand der TechnikState of the art

Zwar hat sich regelmäßiges Zähneputzen allgemein eingebürgert, jedoch bestehen gemäß der Studie [DeinzerR09] in der Bevölkerung erhebliche Wissensdefizite hinsichtlich geeigneter Mundhygienetechniken. Das gilt bspw. auch für Studierende, deren Fertigkeiten zur Zahnreinigung wenig ausgeprägt sind [Harnacke12]. Die häufigsten Fehlerursachen bei der Zahnreinigung liegen im Auslassen von Zahnflächen oder Zahnzwischenräumen. Fehlerhafte Zahnreinigungen verursachen erhebliche Kosten, die erst später in vielfältiger Form auftreten. Fehlerhaft sind Zahnreinigungen dann, wenn es in nicht ausreichendem Maße gelingt, Zahnbeläge zu entfernen. Fehlerfreie Zahnreinigung stellt eine Fähigkeit dar, die selbst durch persönliche Unterweisung nur schwer erlernt werden kann. Zum Erlernen gehört insbesondere die Analyse fehlerbehafteter Putzvorgänge. Auch Rückmeldungen in halbjährlich stattfindenden Prophylaxe-Behandlungen liefern keine exakten Fehleranalysen. Die Studie [Harnacke2012] zeigt jedoch, dass rechnerunterstütztes Training hier zu Verbesserungen führen kann, da es u. a. lehrt, die Zähne systematisch zu putzen.Although regular brushing has become common practice, there is a significant knowledge deficit in terms of appropriate oral hygiene techniques, according to the study [DeinzerR09]. This also applies, for example, to students whose dental cleaning skills are poorly developed [Harnacke12]. The most frequent causes of faults in the cleaning of teeth lie in the omission of tooth surfaces or interdental spaces. Faulty teeth cleaning cause considerable costs, which occur later in a variety of forms. Dental cleanings are defective if it is not possible to remove dental plaque to a sufficient degree. Flawless tooth cleaning is a skill that is difficult to learn even through personal instruction. In particular, the analysis includes the analysis of faulty cleaning operations. Even feedback in semi-annual prophylactic treatments do not provide accurate error analyzes. The study [Harnacke2012] shows, however, that computer-aided training can lead to improvements here, as it may lead to a. teaches to brush teeth systematically.

Moderne elektrische Zahnbürsten unterstützen mit einer Vielzahl von Funktionen gründliche Zahnreinigungen. Trotzdem werden die Anwender mit der Bürstenbenutzung allein gelassen. Bei Prophylaxe-Behandlungen lernen Patienten deshalb, pro Zahn 21...22...23 zu zählen und damit die Verweildauer zu bestimmen. Einige Geräte lassen ein Signal ertönen, um anzuzeigen, wenn von einem Kieferquadranten zum nächsten gewechselt werden soll, differenzieren aber nicht zwischen den unterschiedlichen Zahnflächen (Außen-, Innen-, Kauflächen), die von der Zahnbürste erreicht werden sollen.Modern electric toothbrushes support thorough tooth cleaning with a variety of functions. Nevertheless, users are left with the brush use alone. In prophylactic treatments, patients therefore learn to count 21 ... 22 ... 23 per tooth and thus determine the length of stay. Some devices will sound a signal to indicate when to move from one jaw quadrant to the next, but do not differentiate between the different tooth surfaces (outside, inside, chewing surfaces) that are to be reached by the toothbrush.

Wie die Studie [Micheelis06] belegt, gibt es offensichtlich noch keine ausreichende Rückmeldung über Reinigungsfortschritte. Sie stellt fest, dass die Prävalenz paradontaler Erkrankungen, die auch Folge mangelnder Mundhygiene sein können, im Vergleich zu früheren mundgesundheitsbezogenen Bestandsaufnahmen signifikant zugenommen hat. Es ist auch anzunehmen, dass selbst gute mundhygienische Fertigkeiten über die Jahre hinweg bei fehlender Rückmeldung degenerieren können.As the study [Micheelis06] shows, there is obviously still insufficient feedback on cleaning progress. It notes that the prevalence of paradontal diseases, which may also be the result of poor oral hygiene, has increased significantly compared to previous oral health assessments. It can also be assumed that even good oral hygiene skills can degenerate over the years in the absence of feedback.

Moderne Digitalkameras besitzen Algorithmen zur Erkennung von Gesichtern in Bilddaten und können darüber hinaus erkennen, ob die Personen lachen oder lächeln. Typischerweise wird eine Aufnahme dann ausgelöst, wenn die Mehrzahl der identifizierten Gesichter ein Lächeln zeigt. Ausgefeiltere Algorithmen der Gesichtserkennung sind in der Lage, Gesichter bekannten Personen zuzuordnen. Auch ist es möglich, Basisemotionen (Freude, Angst/Furcht, Ärger, Trauer) in Gesichtern zu identifizieren.Modern digital cameras have algorithms for detecting faces in image data and can also detect whether the people are laughing or smiling. Typically, a shot is fired when the majority of identified faces are smiling. More sophisticated facial recognition algorithms are able to assign faces to known persons. It is also possible to identify basic emotions (joy, fear / fear, anger, grief) in faces.

In [ DE 10 2014 006 453 ] werden einzelne Lichtpunkte auf dem Gehäuse der Zahnbürste eingesetzt, um Rückschlüsse auf Position und Orientierung einer Zahnbürste zu machen. Die Ergebnisse dienen zur Verfeinerung der Auswertungen von Sensordaten einer mit Beschleunigungssensoren ausgestatten Zahnbürste. Es fehlt allerdings die Erklärung, wie mit der optischen Auswertung allein Zuordnungen (Bürstort) zu einzelnen Kieferabschnitten und der dabei angewendeten Orientierungen der Zahnbürste getroffen werden sollen.In [ DE 10 2014 006 453 ] individual points of light are used on the housing of the toothbrush to draw conclusions about the position and orientation of a toothbrush. The results serve to refine the evaluations of sensor data of a toothbrush equipped with acceleration sensors. However, there is no explanation as to how the visual evaluation alone should make assignments (brush location) to individual jaw sections and the orientations of the toothbrush used in the process.

Technische Probleme oder NachteileTechnical problems or disadvantages

Genaue Rückmeldungen über beim Putzen vergessene Zahnflächen und zu kurze Putzdauern pro Zahn sind mit den dem Stand der Technik entsprechenden Geräten nicht oder nur unzureichend möglich.Precise feedback on tooth surfaces forgotten during brushing and too short cleaning durations per tooth are not or only insufficiently possible with the devices corresponding to the state of the art.

Aufgabe ist es deshalb, aufgrund der oben genannten Schwachpunkte eine Vorrichtung und ein Verfahren zu entwickeln, das während des Zahnputzvorgangs erkennen kann, an welcher Stelle aktuell geputzt wird, und das bei Abweichungen von den Vorgaben eine entsprechende Rückmeldung liefern kann.Task is therefore, due to the above-mentioned weaknesses to develop a device and a method that can recognize during the Zahnputzvorgangs, at which point is currently being cleaned, and can provide appropriate feedback in case of deviations from the requirements.

Technische LösungTechnical solution

Die Vorrichtung besteht aus manueller Zahnbürste und Anzeige. Als Anzeigegerät kann ein Smartphone, Notebook-PC oder Tablet-PC mit eingebauter Kamera dienen. Mit dieser wird ein Spiegelbild des Putzenden auf dem Display des Anzeigegerätes erstellt. Die Darstellung in einer einfachen Version richtet sich nach der Standortbestimmung des Werkzeugs zur Mundraumhygiene in auflösbarer Granularität und zeigt den Kieferabschnitt sinnfällig in Quadrantenansicht (5), welche auf dem Ausgabebildschirm eingeblendet wird. In einer erweiterten Version steht auf dem Anzeigegerät eine Gesichtserkennung zur Verfügung, die den Benutzer korrekt identifiziert und seine persönlichen Daten (Zahnersatz, Lücken, usw.) automatisch in der Anzeige mit einbindet.The device consists of manual toothbrush and display. The display device can be a smartphone, notebook PC or tablet PC with a built-in camera. With this a mirror image of the cleaning person is created on the display of the display device. The presentation in a simple version depends on the positioning of the oral hygiene tool in resolvable granularity and clearly shows the jaw section in quadrant view ( 5 ), which is displayed on the output screen. In an enhanced version, a face recognition function is available on the display device, which correctly identifies the user and automatically includes his personal data (dentures, gaps, etc.) in the display.

Die Position des Putzwerkzeugs wird mittels der eingebauten Kamera erkannt, die beispielsweise den Zahnputzvorgang des Anwenders aufzeichnet, im Profilspeicher sichert und die Videoaufnahme in Spiegelsicht auf dem Bildschirm ausgibt, womit der Nutzer die Mundraumhygiene genau so erlebt wie in herkömmlicher Weise vor einem Spiegel. Die gereinigten Zahnflächen (5) können farblich markiert und die noch zu reinigenden Zahnflächen mit einer auffordernden Schraffur oder Farbe versehen werden.The position of the cleaning tool is detected by means of the built-in camera, which records, for example, the toothbrushing process of the user, saves in the profile memory and outputs the video recording in mirror view on the screen, whereby the Users experience oral hygiene just as they do in a conventional way in front of a mirror. The cleaned tooth surfaces ( 5 ) can be marked in color and the tooth surfaces still to be cleaned can be provided with a demanding hatching or color.

Die Position des Werkzeugs am Kiefer wird durch Detektion von Farbpunkten in einem Kamerabild (1) erkannt. Dafür werden die einzelnen Videoaufnahmen nach ausgewählten Farben gefiltert. Die Bürstortberechnung wird fortlaufend während des gesamten Putzvorgangs durchgeführt. Damit eine einwandfreie Erkennung gewährleistet werden kann, sollte sich die Zahnbürste farblich deutlich von den Farben abheben, die in der Umgebung oder im Gesicht des Putzenden auftreten. Beispielsweise ist die Farbe Rot ungeeignet, da diese in verschiedenen Abstufungen im Gesicht und in der Mundhöhle auftritt (Zunge, Lippen, ...). Eine verwendete Zahnbürste sollte kräftige, helle Farben wie Gelb oder ein intensives Türkis zur Erlangung guter Ergebnisse aufweisen.The position of the tool on the jaw is determined by detecting color dots in a camera image ( 1 ) detected. The individual video recordings are filtered by selected colors. The brush position calculation is carried out continuously during the entire brushing process. In order to ensure perfect recognition, the toothbrush should stand out clearly in terms of color from the colors that appear in the environment or on the face of the person who is cleaning. For example, the color red is unsuitable because it occurs in different degrees in the face and in the oral cavity (tongue, lips, ...). A toothbrush used should have bright, bright colors like yellow or intense turquoise for good results.

Die farbliche Markierung des Werkzeugs kann durch eine einheitliche Einfärbung in der entsprechenden Farbe realisiert werden. Eindeutigere Ergebnisse bei der Erkennung können durch farbliche Markierungen, etwa durch ein farbiges Klebeband erzielt werden, beispielsweise am Griffende einer Zahnbürste. Vorteil hierbei ist, dass diese Kennzeichnungen gezielt an bestimmten Stellen platziert werden können. Dies erhöht die Genauigkeit der Positionsbestimmung und bietet die Möglichkeit, durch unterschiedliche Farben Vorderseite und Rückseite zu unterscheiden.The color marking of the tool can be realized by a uniform coloring in the appropriate color. Clearer detection results can be achieved with colored markings such as colored tape, such as the handle end of a toothbrush. The advantage here is that these markings can be placed in specific places. This increases the accuracy of the position determination and offers the possibility to distinguish by different colors front and back.

Damit das Verfahren möglichst unabhängig von der Umgebung eingesetzt werden kann, muss die Farberkennung der Apparatur individuell anpassbar sein. Zwar kann eine bestimmte farbliche Markierung als Standard vorgegeben werden, die tatsächlichen Werte verändern sich aber abhängig von der Helligkeit der Umgebung.In order for the process to be as independent of the environment as possible, the color recognition of the apparatus must be individually adaptable. Although a certain color marking can be set as standard, the actual values change depending on the brightness of the environment.

2 zeigt die Veränderung der RGB-Werte bei verschiedenen Lichtquellen am Beispiel der Farbe Türkis. Die Werte verdeutlichen, dass die Umgebungshelligkeit eine entscheidende Rolle bei der Erkennung des Farbwertes spielt und konfigurierbar sein sollte. Um auch auf eine farbliche Veränderung während des Putzvorgangs (z. B. durch Schattenbildung) reagieren zu können, muss ausgehend von der initial definierten Farbe ein definierter Bereich angegeben werden, innerhalb dessen der Farbwert abweichen darf. 2 shows the change in the RGB values for different light sources using the example of the color turquoise. The values make clear that the ambient brightness plays a decisive role in the recognition of the color value and should be configurable. In order to be able to react to a change in color during the cleaning process (eg due to shadowing), a defined range must be specified based on the initially defined color, within which the color value may deviate.

Für die Ortsbestimmung ist neben der Farbe auch noch der Abstand des Werkzeugs zur Kamera zu beachten. Mit Verändern des Abstandes durch Bewegung des Kopfes, beispielsweise zum Anzeigebildschirm hin, erlangt die verwendete Zahnbürste auf der Aufnahme eine größere Farbfläche, was bei der Anwendung des Algorithmus zur Bürstortberechnung berücksichtigt werden muss. Deshalb wird mit der Größe des Gesichts auf dem Videobild und der Größe des Werkzeugs eine Abstandsberechnung durchgeführt und das Ergebnis der Positionsbestimmung zugeführt.In addition to the color, the distance between the tool and the camera must also be taken into account for the location. By changing the distance by movement of the head, for example towards the display screen, the toothbrush used acquires a larger color area on the image, which must be taken into account when using the algorithm for calculating the brush position. Therefore, with the size of the face on the video image and the size of the tool, a distance calculation is performed and the result of the position determination is fed.

Vor Beginn des Putzvorgangs ist es erforderlich, dass die Position des Kopfes bzw. des Putzwerkzeugs kalibriert wird, damit anhand dieses Referenzwertes im Nachgang die Position abgeleitet werden kann. Damit erfolgen erste Positionszuweisungen wie Rechts-Oben (RO, 6) oder Links-Unten (LU, 6), die nach weiteren Kalibrierungsanweisungen noch verfeinert werden können. Die Ergebnisse bilden die Basis für nachfolgende Ortsbestimmungen und werden im Profilspeicher des Anwenders hinterlegt. Verfeinert werden sie durch Beobachtung von Farbpunktänderungen und durch Rückmeldungen des Benutzers bzgl. Positions- und Bewegungskorrektur.Before the beginning of the cleaning process, it is necessary to calibrate the position of the head or the cleaning tool so that the position can be deduced afterwards from this reference value. Thus, first position assignments such as right-up (RO, 6 ) or left-down (LU, 6 ), which can be refined after further calibration instructions. The results form the basis for subsequent location determinations and are stored in the profile memory of the user. They are refined by observing color point changes and feedback from the user regarding position and motion correction.

1 zeigt schematisch die Kopfform innerhalb des erfassbaren Bereichs der Kamera. Die Position der Zahnbürste kann dann für die verschiedenen Putzpositionen kalibriert werden (6). Auch hierbei muss wieder eine bestimmte Abweichung vom Startwert berücksichtigt werden, da sich der Anwender schon durch die Putzbewegungen immer wieder in verschiedene Richtungen bewegen wird. Dabei ist eine Bewegung in horizontaler und vertikaler Richtung tolerierbar, da ein Veränderungsbereich anhand von Koordinaten vorgegeben werden kann. Einen höheren Berechnungsaufwand bedeutet es hingegen, wenn sich der Benutzer der Kamera nähert bzw. sich davon entfernt. In diesem Falle ändert sich die komplette Größenordnung. 1 schematically shows the head shape within the detectable range of the camera. The position of the toothbrush can then be calibrated for the different cleaning positions ( 6 ). Again, a certain deviation from the starting value must be taken into account again, since the user will move in different directions again and again by the cleaning movements. In this case, a movement in the horizontal and vertical direction is tolerable, since a range of change can be specified by means of coordinates. On the other hand, a higher computation effort means that the user approaches or moves away from the camera. In this case, the full scale changes.

In einer fortgeschrittenen Version werden die Gesichtsposition und dazu die relative Position der Zahnbürste ständig dynamisch ermittelt. Dies kann mit Hilfe von Algorithmen zur Gesichtserkennung implementiert werden, wie sie mittlerweile auch schon in Standard-Digitalkameras zum Einsatz kommen. Diese können nicht nur Gesichter erkennen und dann im Display darstellen, sondern sind darüber hinaus auch in der Lage festzustellen, ob eine Person lächelt, d. h. die Zähne zeigt. Das hat zunächst den Vorteil, dass eine Kalibrierung entfallen kann. Für die beschriebene Erfindung leitet sich der Vorteil ab, dass die Positionsbestimmung auch dann korrekt funktioniert, wenn sich der Anwender von der anfangs eingestellten Position wegbewegt.In an advanced version, the face position and the relative position of the toothbrush are constantly determined dynamically. This can be implemented with the help of facial recognition algorithms, which are already used in standard digital cameras. In addition to being able to recognize faces and then display them, they are also able to determine if a person is smiling, ie. H. the teeth are showing. This initially has the advantage that a calibration can be omitted. For the described invention derives the advantage that the position determination also works correctly when the user moves away from the initially set position.

Nach Kalibrierung der Apparatur wird ein Farbfilter über die Videoaufnahme gelegt, damit nur noch die gewünschte Farbe (und eine definierbare Abweichung davon) für die Positionsbestimmung herangezogen wird.After calibration of the apparatus, a color filter is placed over the video recording, so that only the desired color (and a definable deviation thereof) is used for the position determination.

In der Ausgabe der Videoaufzeichnung auf dem Ausgabebildschirm der Anzeigeeinheit werden Angaben zur Positionskorrektur eingeblendet, womit das System laufend die Kalibrierung zur Ortsbestimmung anpassen kann.In the output of the video recording on the output screen of the display unit, position correction information is displayed, allowing the system to continuously adjust the calibration for location.

Wurde von dem optischen Erkennungsalgorithmus ein Reinigungspositionsbereich ermittelt und bleibt dieser für einen bestimmten Zeitraum bestehen, so werden die Änderungen der Farbpunkte, die auf die Benutzung des Reinigungsgerätes schließen lassen, gespeichert und ausgewertet, um daraus Rückschlüsse für die Bewegungsführung zu berechnen. Das Ergebnis dieser Auswertung wird als Rückmeldung an den Benutzer verwendet (4) oder dient als Korrekturanweisung für eine bessere Bewegungsführung beispielsweise der Zahnbürste.If a cleaning position range has been determined by the optical detection algorithm and this remains for a certain period of time, the changes in the color points that indicate the use of the cleaning device are stored and evaluated in order to calculate conclusions for the motion control. The result of this evaluation is used as feedback to the user ( 4 ) or serves as a correction instruction for a better movement guidance, for example the toothbrush.

Alternativ können am hinteren Ende des Griffstücks mehrere farblich unterschiedliche Ringe und der letzte Ring in Form einer Kappe angebracht werden, die ihrerseits halbiert sind und deren Hälften sich untereinander auch farblich unterscheiden. Damit lassen sich innerhalb eines zuvor identifizierten Kieferquadranten Lage und Orientierung des Werkzeugs relativ zum Kiefer genauer berechnen. Dies wird durch Vermessen der Größe der Farbflächen bzw. durch den Effekt der gegenseitigen Auslöschung unterschiedlicher Farbflächen auf den einzelnen Aufnahmen erreicht. Durch Beobachtung der Veränderung der Farbpunkte innerhalb eines kleinen Zeitraums können Rückschlüsse auf die momentane Geschwindigkeit des Werkzeugs und seine Bewegungsrichtung sowie Orientierung abgeleitet und somit Aussagen über die angewendete Bewegungsform gemacht werden.Alternatively, a plurality of differently colored rings and the last ring in the form of a cap can be attached to the rear end of the handle, which in turn are halved and their halves also differ in color. This makes it possible to more accurately calculate the position and orientation of the tool relative to the jaw within a previously identified jaw quadrant. This is achieved by measuring the size of the color areas or by the effect of the mutual extinction of different color areas on the individual images. By observing the change in the color dots within a small period of time conclusions about the current speed of the tool and its direction of motion and orientation can be derived and thus statements about the applied motion form can be made.

Ebenfalls durch Auswertung der einzelnen Bildrahmen werden markante Punkte des Gesichtes vermessen und mit gespeicherten Merkmalen verglichen. Aufgrund eines erfolgreichen Vergleichs können die Identität eines Nutzers automatisch bestimmt und alle folgenden Messwerte dem richtigen Profilspeicher zugeordnet werden.Also, by evaluating the individual image frames distinctive points of the face are measured and compared with stored features. Due to a successful comparison, the identity of a user can be determined automatically and all subsequent measurements can be assigned to the correct profile memory.

Weiterhin wird auf demselben Wege die Mimik der identifizierten Person erkannt und über eine Emotionseinstufung kann die Wort- und Bildsprache der Kommunikation mit dem Nutzer angepasst werden. So ist es beispielsweise möglich, bei einem angespannten Gesichtsausdruck mehr Lob in die Kommunikation einzubringen. Sollte der Anwender entspannt sein, so kann über freundliche Aufmunterung die Qualität der Bürstbewegungen verbessert werden.Furthermore, the facial expressions of the identified person are identified in the same way, and the word and picture language of the communication with the user can be adapted via an emotion classification. So it is possible, for example, to bring in a tense facial expression more praise in the communication. Should the user be relaxed, the quality of the brushing movements can be improved by friendly lift.

Ausführungsbeispieleembodiments

In der häuslichen Zahnpflege lässt sich die Vorrichtung in einem Modus betreiben, in dem für verschiedene Hygieneanforderungen des Mundraums die Bürstpositionen auf dem Spiegelbild des Anwenders eingeblendet werden.In domestic dental care, the device can be operated in a mode in which the brushing positions are superimposed on the mirror image of the user for various hygiene requirements of the oral cavity.

Erreichte VorteileAchieved benefits

Mit der Vorrichtung besitzt der Anwender Kontrolle über seine Durchführung der grundlegenden Zahnbürstenführung und wird selbst bei fast korrekter Anwendung darüber informiert, wie die Qualität der Zahnreinigung noch verbessert werden kann. Damit lässt sich allmähliches Degenerieren der Putzsystematik verhindern und die Mundraumhygiene wird aus dieser Perspektive erheblich unterstützt.With the device, the user has control over his implementation of the basic toothbrush guidance and is informed even with almost correct application about how the quality of the teeth cleaning can be improved. This can prevent gradual degeneration of the plaster system and oral hygiene is greatly supported from this perspective.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014006453 [0006]

Claims

Device and method for determining the location of a tool for oral hygiene, wherein a display unit with built-in camera continuously records the mirror image of the toothbrush, outputs on the screen and the individual images to flat marks of the tool filters, for their colors to better distinguish them from the environment by high contrast preferably bright strong tones are selected, wherein the unit identifies the tool used on the basis of the arrangement of the color areas, continuously calculates its position in the oral cavity and inserts it as feedback for the user into its mirror image, wherein the user identifies himself by means of face recognition algorithms and recognizes his emotions, feedback texts and instructions are emotionally dependent adapted, movements of his head registered and subsequent evaluations are linked to his stored profile and results from the face recognition such as positions of eyes, Nose, mouth and ears serve as relative reference coordinates for the calculated positions of the tool.

The apparatus and method of claim 1, wherein before the tooth brushing operation the tool is held in defined positions relative to distinctive features of the head such as eyes, nose and mouth to calculate from the location of at least two reference points the individual oral cavity positions such as tooth surfaces within a hidden jaw section; which are compared to the calculated positions of the tool.

Apparatus and method according to claim 1 and 2, wherein an annular color marking can be used at the rear end of the handle of the tool, for example in the form of a toothbrush as an alternative to uniform coloring of the toothbrush for more efficient cleaning location determination.

The apparatus and method of claims 1 to 3, wherein the markers may have different colors to facilitate calculation of the position and orientation of the tool.

Apparatus and method according to claim 1 to 4, wherein in the detection of the selected color of markings or a uniform coloring, a tolerance range is used to compensate for different ambient light conditions.

Apparatus and method according to claim 1 to 5, wherein on the basis of the characteristics of the head on the video recording, the distance of the toothbrush to the camera is calculated, and the results obtained flow into the position determination.

The apparatus and method of claims 1 to 6, wherein during oral hygiene the position of the head is continuously monitored to update the position of the oral cavity relative to the head.

The apparatus and method of claims 1 to 7, wherein the user has interaction capabilities with the display device to communicate corrections to the displayed position of the tool or the determined motion shape to promote the system's learning behavior and to secure the results in the profile memory of the user, to make them available for future cleaning operations.

Apparatus and method according to claim 1 to 8, wherein after the determination of the cleaning location and the residence of the user at this position, the changes of the color areas are observed and evaluated and used to draw conclusions about the applied motion form.

Apparatus and method according to claim 1 to 9, wherein in one embodiment at the rear end of the handle a plurality of different color rings and the last ring can be mounted in the form of a cap, which in turn are halved and the halves differ in color from each other to within Calculate the position and orientation of the tool relative to the jaw in more detail by observing the change of the color areas within a small period of time to the location of touch of the tool in the oral cavity, determine its instantaneous speed and its orientation and over Comparison with stored pattern movement forms to make statements about the applied motion form.