ITBO20130693A1

ITBO20130693A1 - USE OF RECOGNITION OF GESTURES IN DENTISTRY

Info

Publication number: ITBO20130693A1
Application number: IT000693A
Authority: IT
Inventors: Francesco Girelli; Antonio Pasini; Davide Romani
Original assignee: Cefla Coop
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-20

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

di invenzione industriale avente per titolo: of industrial invention entitled:

USO DEL RICONOSCIMENTO DEI GESTI IN ODONTOIATRIA USE OF GESTURE RECOGNITION IN DENTISTRY

La presente invenzione si riferisce al campo tecnico dell’odontoiatria. Più in particolare, l’invenzione è relativa ad un sistema per impartire comandi a dispositivi medici senza contatto delle mani con il dispositivo medico stesso. The present invention refers to the technical field of dentistry. More specifically, the invention relates to a system for imparting commands to medical devices without hand contact with the medical device itself.

L’ambiente dello studio odontoiatrico presenta caratteristiche del tutto peculiari: da un lato può essere assimilato ad un ambiente chirurgico, in quanto alcuni tipi di operazioni eseguite dall’odontoiatra fanno breccia nella continuità delle mucose e quindi possono portare all’ingresso di patogeni (batteri, virus, funghi) nei tessuti del corpo in trattamento. D’altra parte, l’ambiente odontoiatrico è mediamente molto più sporco della maggior parte degli ambienti chirurgici. Questo è dovuto al particolare tipo di strumentazione normalmente utilizzata dall’odontoiatra, che prevede tipicamente l’uso di strumenti rotanti e non (ad esempio turbina, micromotore, ablatore a ultrasuoni per il tartaro, ecc.), i quali generano una nuvola di aerosol contenente i microrganismi di cui il cavo orale è particolarmente ricco. Indicativamente, in un millilitro di saliva ci sono 5 miliardi di microrganismi, alcuni dei quali possono essere patogeni oppure opportunisti. Dettagli sulla generazione dell’aerosol durante le normali operazioni odontoiatriche si possono trovare nel capitolo “Sterilization, Disinfection and Asepsis in Dentistry” contenuto in “Disinfection, Sterilization and Preservation”, Ed. Seymour Block, Fifth Edition, Lippincott, Williams & Wilkins 2001, e anche in Guidelines for Infection Control in Dental Health-Care Settings — 2003 Centers for Disease Control Morbidity and Mortality Weekly Report, 2003;52. The environment of the dental office has quite peculiar characteristics: on the one hand it can be assimilated to a surgical environment, as some types of operations performed by the dentist breach the continuity of the mucous membranes and therefore can lead to the entry of pathogens (bacteria , viruses, fungi) in the tissues of the body being treated. On the other hand, the dental environment is on average much dirtier than most surgical environments. This is due to the particular type of instrumentation normally used by the dentist, which typically involves the use of rotating and non-rotating instruments (for example turbine, micromotor, ultrasonic scaler for tartar, etc.), which generate a cloud of aerosols containing the microorganisms of which the oral cavity is particularly rich. Indicatively, in a milliliter of saliva there are 5 billion microorganisms, some of which can be pathogenic or opportunistic. Details on aerosol generation during normal dental operations can be found in the chapter "Sterilization, Disinfection and Asepsis in Dentistry" contained in "Disinfection, Sterilization and Preservation", Ed. Seymour Block, Fifth Edition, Lippincott, Williams & Wilkins 2001, and also in Guidelines for Infection Control in Dental Health-Care Settings - 2003 Centers for Disease Control Morbidity and Mortality Weekly Report, 2003; 52.

Questa peculiarità dell’ambiente odontoiatrico, nota fin dagli anni ’70 del secolo scorso, ha spinto i fabbricanti a fare in modo che fosse possibile impartire i comandi al riunito odontoiatrico senza fare uso delle mani. Un modo ormai classico consiste nell’impartire i comandi (ad esempio movimentazione della poltrona, aumento/diminuzione del numero di giri degli strumenti rotanti e inversione del senso di rotazione) tramite un comando a pedale collegato al riunito, noto fin dagli anni ‘60 del secolo scorso. Tuttavia, anche questo modo di impartire i comandi presenta delle limitazioni, legate sia alla minor finezza dei comandi che è possibile impartire tramite i piedi rispetto a quanto è possibile fare con le mani, sia al modo in cui i comandi sono impartiti tramite il comando a piede, che costringe l’odontoiatra a memorizzare sequenze complesse di comandi (tipicamente un comando a piede presenta un paio di pulsanti e un comando tipo leva o joy-stick). This peculiarity of the dental environment, known since the 70s of the last century, has prompted manufacturers to make it possible to give commands to the dental unit without using the hands. A now classic way is to give commands (for example, movement of the chair, increase / decrease of the number of revolutions of the rotating instruments and inversion of the direction of rotation) by means of a foot control connected to the dental unit, known since the 1960s. last century. However, even this way of giving commands has limitations, linked both to the lesser subtlety of the commands that can be given through the feet compared to what is possible to do with the hands, and to the way in which the commands are given through the command a foot, which forces the dentist to memorize complex sequences of commands (typically a foot control has a couple of buttons and a lever or joy-stick type command).

Inoltre, a partire dagli anni ’90 del secolo scorso, le telecamere endorali hanno avuto una grande diffusione sia come strumenti che migliorano la comunicazione odontoiatrapaziente, sia per documentare le diverse fasi della terapia per ragioni medico-legali. Anche qui, date le piccole dimensioni del manipolo telecamera che spesso presenta un solo tasto, diventa problematico impartire comandi di navigazione fra le immagini o le sequenze video acquisite. Spesso anche il comando a pedale si rivela complicato da utilizzare. Furthermore, since the 90s of the last century, intraoral cameras have had a great diffusion both as tools that improve dentistry-patient communication and to document the different phases of therapy for medico-legal reasons. Here too, given the small size of the camera handpiece which often has only one button, it becomes problematic to issue navigation commands between the images or video sequences acquired. The foot control is also often complicated to use.

Infine, sempre a partire dagli anni ’90 nell’odontoiatria ha cominciato a diffondersi l’imaging digitale, prima a partire dai sensori endorali, poi anche con sensori di maggiori dimensioni che sono utilizzati su panoramici e TAC dedicate all’acquisizione del distretto cefalico. La consultazione delle radiografie nel corso dell’intervento odontoiatrico può essere fondamentale, come avviene nel caso, ad esempio, dell’endodonzia oppure del posizionamento di impianti metallici nelle ossa mascellari e mandibolari. Finally, also starting from the 90s in dentistry digital imaging began to spread, first starting from intraoral sensors, then also with larger sensors that are used on panoramic and CT scans dedicated to the acquisition of the cephalic district. Consultation of radiographs during dental surgery can be essential, as is the case, for example, in endodontics or the placement of metal implants in the maxillary and mandibular bones.

Tutto questo rende molto interessante la possibilità di impartire comandi senza contatto con le mani al riunito odontoiatrico, ma anche a dispositivi di imaging, in quanto le mani dell’odontoiatra durante gli atti terapeutici sono tipicamente contaminate, nel migliore dei casi con saliva, e nel peggiore anche con sangue del paziente. All this makes it very interesting the possibility of giving commands without contact with the hands to the dental unit, but also to imaging devices, as the dentist's hands during the therapeutic acts are typically contaminated, in the best cases with saliva, and in the even worse with the patient's blood.

Uno sviluppo abbastanza recente della tecnologia consiste nell’utilizzo di metodologie per il riconoscimento dei gesti (gesture control technology). Questo tipo di tecnologia viene utilizzata in oggetti di largo consumo come console da gioco (Microsoft Kinect) e televisori; le prestazioni offerte dagli attuali dispositivi di riconoscimento dei gesti ne consentono l’utilizzo anche all’interno dei dispositivi medici. A fairly recent development in technology consists in the use of methodologies for the recognition of gestures (gesture control technology). This type of technology is used in consumer products such as game consoles (Microsoft Kinect) and televisions; the performance offered by current gesture recognition devices allow their use also within medical devices.

Date le peculiarità dell’ambiente odontoiatrico, risultano più semplici da usare le tecnologie che permettano il riconoscimento diretto dei gesti senza l’aggiunta di componenti dedicati esterni quali telecomandi, anelli o bracciali (ad esempio, remote controller Wiimote nel caso della console Wii). Given the peculiarities of the dental environment, technologies that allow direct recognition of gestures are easier to use without adding dedicated external components such as remote controls, rings or bracelets (for example, Wiimote remote controllers in the case of the Wii console).

Tuttavia, va tenuto presente che in un ambiente di dimensioni ridotte come quello di un ambulatorio odontoiatrico sono generalmente presenti almeno un odontoiatra, almeno un assistente alla poltrona (opzionale) e almeno un paziente non sedato, che quindi può compiere dei gesti che, se interpretati dall’algoritmo di computer vision, potrebbero condurre a interazioni indesiderate col riunito odontoiatrico. Inoltre eventi esterni come rumori, sbalzi di luce, movimenti degli eventuali accompagnatori del paziente (in caso di bambini o disabili) potrebbero essere erroneamente interpretati dal sistema come gesti di comando. However, it should be borne in mind that in a small environment such as that of a dental clinic there are generally at least one dentist, at least one chair assistant (optional) and at least one non-sedated patient, who can therefore perform gestures that, if interpreted by the computer vision algorithm, they could lead to unwanted interactions with the dental unit. Furthermore, external events such as noises, sudden changes of light, movements of any accompanying patients (in the case of children or the disabled) could be erroneously interpreted by the system as command gestures.

Appare quindi evidente come l’utilizzo della tecnologia di riconoscimento dei gesti subisca delle limitazioni peculiari all’ambiente odontoiatrico, legate alla sicurezza di operatori odontoiatrici e pazienti. Infatti, un movimento indesiderato, ad esempio della poltrona, mentre l’odontoiatra sta utilizzando uno strumento rotante sul paziente potrebbe portare a rischi importanti per l’incolumità di quest’ultimo. It is therefore clear that the use of gesture recognition technology suffers from limitations peculiar to the dental environment, related to the safety of dental operators and patients. In fact, an unwanted movement, for example of the chair, while the dentist is using a rotating instrument on the patient could lead to important risks for the patient's safety.

Di conseguenza, il riconoscimento dei gesti deve essere accompagnato da accorgimenti che permettano di preservare l’incolumità di operatori e paziente. Consequently, the recognition of gestures must be accompanied by measures that allow the safety of operators and patient to be preserved.

Scopo della presente invenzione è l’utilizzo di nuove tecnologie basate su metodi di riconoscimento dei gesti per impartire, senza contatto con le mani degli operatori, i comandi a riuniti odontoiatrici o a dispositivi di imaging utilizzati all’interno dello studio odontoiatrico (sensori e radiografici endorali, panoramici, cone-beam CT, ecc.), facendo uso di accorgimenti in grado di preservare la sicurezza di operatori odontoiatrici e paziente. The purpose of the present invention is the use of new technologies based on gesture recognition methods to impart, without contact with the hands of the operators, commands to dental units or imaging devices used in the dental office (intraoral sensors and radiographs , panoramic, cone-beam CT, etc.), making use of devices capable of preserving the safety of dental operators and patients.

Questo scopo è ottenuto con un metodo ed un’apparecchiatura che hanno le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti. Forme realizzative vantaggiose e affinamenti sono specificati nelle rivendicazioni dipendenti da queste. This object is achieved with a method and an apparatus that have the characteristics of the independent claims. Advantageous embodiments and refinements are specified in the claims dependent thereon.

I vantaggi consistono essenzialmente nella possibilità di impartire i comandi ai dispositivi medici senza contaminare gli strumenti e le mani degli operatori, e di permettere di impartire i detti comandi in modo molto più semplice, efficace ed intuitivo di quanto non avvenga oggi tramite comando a piede. Inoltre, diversamente dalle tecnologie precedentemente in commercio, in alcune forme realizzative i comandi possono essere impartiti con le sole mani, senza la necessità avere su di esse un riferimento o dover tenere in mano un dispositivo dedicato. The advantages essentially consist in the possibility of imparting the commands to the medical devices without contaminating the instruments and hands of the operators, and of allowing the commands to be given in a much simpler, more effective and intuitive way than is the case today by foot command. Furthermore, unlike the technologies previously on the market, in some embodiments the commands can be given with the hands alone, without the need to have a reference on them or to hold a dedicated device in the hand.

Per quanto sopra esposto, appare evidente che il riunito odontoiatrico rappresenta la forma realizzativa preferita della presente invenzione. Tuttavia l’uomo dell’arte può applicare i medesimi concetti ad altri tipi di apparecchiature presenti nello studio odontoiatrico o, più in generale, in uno studio medico. From the foregoing, it is clear that the dental unit represents the preferred embodiment of the present invention. However, the skilled man can apply the same concepts to other types of equipment present in the dental office or, more generally, in a doctor's office.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento al disegno annesso, che illustra un esempio di attuazione non limitativo: The present invention will now be described with reference to the attached drawing, which illustrates a non-limiting example of embodiment:

Figura 1 Riunito odontoiatrico; Figure 1 Dental unit;

Figura 2 Uno schema a blocchi di una prima forma esecutiva di un sistema per l’attuazione del metodo secondo la presente invenzione; Figure 2 A block diagram of a first embodiment of a system for implementing the method according to the present invention;

Figura 3 Uno schema a blocchi di una variante esecutiva del sistema secondo la figura 2. Figure 3 A block diagram of an executive variant of the system according to Figure 2.

La Figura 1 mostra un riunito odontoiatrico, indicato con 1 nel suo complesso, in cui sono riconoscibili alcune unità operative che tipicamente lo compongono. Nella Figura 1 si possono riconoscere la poltrona 2, il gruppo idrico 3, la tavoletta strumenti 4 dell’odontoiatra, la tavoletta strumenti 5 dell’assistente, lo schermo 6 che può essere o meno collegato ad un PC esterno (non mostrato), un radiografico endorale 7 portato su un braccio attaccato all’idrico 3. Il riunito odontoiatrico 1 comprende inoltre tipicamente una lampada scialitica 10 e un comando a piede 9. Figure 1 shows a dental unit, indicated with 1 as a whole, in which some operating units that typically compose it are recognizable. Figure 1 shows the chair 2, the water unit 3, the dentist's instrument tablet 4, the assistant's instrument tablet 5, the screen 6 which may or may not be connected to an external PC (not shown), a intraoral X-ray unit 7 carried on an arm attached to the hydro unit 3. The dental unit 1 also typically comprises a surgical light 10 and a foot control 9.

Sulla tavoletta odontoiatra 4 sono riconoscibili i tipici strumenti utilizzati durante le terapie odontoiatriche: siringa odontoiatrica aria/acqua, lampada polimerizzante, ablatore ad ultrasuoni per il tartaro, micromotore con contrangolo, turbina. Sulla tavoletta assistente 5 è montata una telecamera le cui immagini possono essere visualizzate in tempo reale sullo schermo 6. Nel caso in cui il riunito 1 sia collegato ad un PC esterno (non mostrato), è possibile richiamare la cartella digitale del paziente e visualizzare sullo schermo 6 tutte le informazioni relative al paziente come dati anagrafici, piano della terapia, terapie già eseguite, immagini fotografiche e/o radiografiche precedentemente acquisite. Sulla tavoletta medico 4 è inoltre tipicamente presente una consolle di comando 8 del riunito, che permette di modificare i parametri di funzionamento del riunito 1. La consolle 8 è tipicamente provvista di un piccolo schermo per la visualizzazione delle informazioni. Nelle varianti più evolute sulla consolle di comando 8 possono essere visualizzati numerosi tipi di informazioni, tra cui informazioni relative al paziente, agli interventi svolti o relative immagini radiografiche da consultare. The typical instruments used during dental therapies are recognizable on the dentist's board 4: air / water dental syringe, curing lamp, ultrasonic scaler for tartar, micromotor with contra-angle, turbine. A camera is mounted on the assistant's board 5, the images of which can be displayed in real time on the screen 6. If the unit 1 is connected to an external PC (not shown), it is possible to call up the patient's digital file and view it on the screen 6 all information relating to the patient such as personal data, therapy plan, therapies already performed, photographic and / or radiographic images previously acquired. On the dentist's board 4 there is also typically a control console 8 of the unit, which allows the operating parameters of the unit 1 to be modified. The console 8 is typically provided with a small screen for displaying information. In the more advanced variants, numerous types of information can be displayed on the control console 8, including information relating to the patient, the operations performed or relative radiographic images to be consulted.

È evidente che tutti gli strumenti per poter essere utilizzati necessitano di comandi, a partire dalla regolazione della poltrona 2 su cui è accomodato il paziente. Oggigiorno la maggior parte dei comandi sono impartiti tramite il comando a pedale 9, con combinazioni più o meno complesse di comandi in sequenza. Spesso, per rendere il riunito più user-friendly l’estrazione di uno strumento dalla tavoletta stessa 4 fa visualizzare sulla consolle 8 il menu relativo alla regolazione dello strumento estratto in quel momento. It is evident that all the instruments in order to be used require commands, starting from the adjustment of the chair 2 on which the patient is seated. Nowadays most of the commands are given via the pedal control 9, with more or less complex combinations of commands in sequence. Often, to make the unit more user-friendly, the extraction of an instrument from the tablet itself 4 displays on the console 8 the menu relating to the adjustment of the instrument extracted at that moment.

L’uso della tecnologia di riconoscimento dei gesti con una sufficiente precisione rende possibile impartire i comandi necessari per ciascuna delle unità operative presenti sul riunito 1 (elenco esemplificativo e non limitativo): The use of gesture recognition technology with sufficient precision makes it possible to issue the necessary commands for each of the operating units on the unit 1 (exemplary and non-limiting list):

a) regolazione della poltrona (altezza della seduta e inclinazione dello schienale); b) regolazione degli strumenti, rotanti e non, presenti sulla tavoletta odontoiatra 4 (ad esempio numero di giri e senso di rotazione per gli strumenti rotanti); c) controllo di apparecchiature per radiologia dentale; a) chair adjustment (seat height and backrest inclination); b) adjustment of the instruments, rotating or not, present on the dentist's board 4 (for example number of revolutions and direction of rotation for rotating instruments); c) control of dental radiology equipment;

d) acquisizione delle immagini provenienti dalla telecamera; d) acquisition of images from the camera;

e) visualizzazione di contenuti multimediali da parte del dentista, tra cui navigazione nell’archivio di immagini da telecamera o radiografie già acquisite e informazioni contenute nella cartella del paziente visualizzate sullo schermo 6; f) visualizzazione di contenuti multimediali sullo schermo 6 da parte del paziente; g) accensione, spegnimento, regolazione dei parametri di emissione della luce da parte della lampada scialitica; e) viewing of multimedia content by the dentist, including browsing the archive of images from the camera or radiographs already acquired and information contained in the patient's folder displayed on screen 6; f) visualization of multimedia contents on the screen 6 by the patient; g) switching on, switching off, adjusting the parameters of light emission by the operating light;

h) replica dei comandi delle tastiere e/o consolle; h) replication of keyboard and / or console commands;

i) manutenzione riunito; i) unit maintenance;

j) controllo degli accessori del riunito: bicchiere, aspirazione; j) control of the accessories of the unit: cup, suction;

k) controllo di apparecchiature esterne al riunito e collegate con questo (es. k) control of equipment external to the unit and connected to it (eg.

citofono); intercom);

l) riconoscimento/autenticazione dell’operatore. l) recognition / authentication of the operator.

Un problema legato alla sicurezza potrebbe essere connesso all’esecuzione di gesti involontari che vengono erroneamente riconosciuti come comandi dal riunito. Per ovviare a questo rischio, si fa precedere il comando per il controllo di una funzione da una azione di consenso che fa capire alla macchina che si intende proprio impartire un comando. Fra le possibili soluzioni per il consenso si possono citare: A safety problem could be related to the execution of involuntary gestures that are incorrectly recognized as commands by the unit. To obviate this risk, the command for controlling a function is preceded by a consent action that makes the machine understand that it is intended to issue a command. Among the possible solutions for consent we can mention:

a) Subordinare il riconoscimento del gesto di comando al riconoscimento di un gesto di consenso a) Make the recognition of the gesture of command subject to the recognition of a gesture of consent

b) Subordinare il riconoscimento del gesto ad un comando vocale b) Subject recognition of the gesture to a voice command

c) Subordinare il riconoscimento del gesto alla pressione di un pulsante sul pedale d) Riconoscere il gesto in un’area normalmente non occupata: il fatto stesso di agire in quell’area implica che si vuole impartire un comando tramite gesto. c) Make recognition of the gesture subordinate to pressing a button on the pedal d) Recognize the gesture in an area that is not normally occupied: the very fact of acting in that area implies that you want to give a command by gesture.

Un modo ulteriore per aumentare la sicurezza e l’ergonomia del sistema consiste nello sfruttare i dispositivi di output a bordo del riunito (es. schermo 6, console 8, beep sonori) per generare un feed-back diretto all’operatore del fatto che il suo gesto di consenso è stato recepito ed eventualmente per visualizzare una guida che lo aiuti nell’eseguire i gesti successivi. Ad esempio, quando il dentista fa il gesto di consenso, sullo schermo 6 compare un menu che elenca tutti i comandi disponibili ed eventualmente come eseguirli. In caso di comando di consenso erroneamente riconosciuto o involontario, il dentista, informato dal feed-back, può decidere di annullare il consenso. A further way to increase the safety and ergonomics of the system is to take advantage of the output devices on board the unit (e.g. screen 6, console 8, audible beeps) to generate a direct feedback to the operator of the fact that the his gesture of consent has been received and possibly to display a guide that helps him in carrying out the subsequent gestures. For example, when the dentist makes the consent gesture, a menu appears on screen 6 listing all the available commands and, if necessary, how to execute them. In the event of an erroneously recognized or involuntary consent command, the dentist, informed by the feed-back, can decide to cancel the consent.

Per i già citati problemi legati alla sicurezza, potrebbe rendersi necessario discriminare gli attori che girano intorno al riunito (odontoiatra, assistente alla poltrona, paziente). Per l’incolumità del paziente, i comandi dovrebbero infatti essere impartiti solo dagli operatori professionali, quindi un accorgimento che si potrebbe usare è fare in modo che il dispositivo di riconoscimento dei gesti sia in grado di discriminare chi sta eseguendo un certo gesto, ignorando il comando nel caso sia impartito da un attore non autorizzato (ad esempio il paziente). La discriminazione degli attori si può ottenere in diversi modi, ad esempio: For the aforementioned problems related to safety, it may be necessary to discriminate the actors who go around the dental unit (dentist, chair assistant, patient). For the patient's safety, the commands should in fact be given only by professional operators, so a trick that could be used is to make sure that the gesture recognition device is able to discriminate who is performing a certain gesture, ignoring the command in case it is given by an unauthorized actor (for example the patient). Discrimination of actors can be achieved in several ways, for example:

a) Limitando nello spazio il riconoscimento del gesto ad una zona accessibile dal solo attore abilitato a impartire il comando. a) Limiting the recognition of the gesture in space to an area accessible only by the actor authorized to issue the command.

b) Riconoscendo l’attore sulla base del riconoscimento del colore del guanto che indossa (ad es. l’odontoiatra potrebbe indossare un guanto verde, l’assistente un guanto arancione, mentre tipicamente il paziente non indossa guanti). b) Recognizing the actor based on the recognition of the color of the glove he is wearing (eg. the dentist could wear a green glove, the assistant an orange glove, while typically the patient does not wear gloves).

c) Riconoscendo l’attore sulla base dello strumento che impugna. Ad es. la regolazione della turbina è possibile solo con la mano che impugna la turbina stessa. c) Recognizing the plaintiff on the basis of the instrument he is holding. Eg. the adjustment of the turbine is possible only with the hand that holds the turbine itself.

d) Orientando il sistema di rilevamento dei gesti in modo da inquadrare il solo attore abilitato, ad esempio rendendo il sistema di rilevazione solidale con il monitor: se il monitor è orientato verso il paziente, visualizza contenuti multimediali (filmati, siti web etc.) e riconosce gesti per il comando per la navigazione in detti contenuti multimediali; se il sistema è orientato verso l’odontoiatra, visualizza immagini live della telecamera o una galleria di immagini e riconosce anche gesti per il controllo del riunito. d) By orienting the gesture detection system so as to frame only the enabled actor, for example by making the detection system integral with the monitor: if the monitor is oriented towards the patient, it displays multimedia contents (videos, websites, etc.) and recognizes gestures for the command for navigation in said multimedia contents; if the system is oriented towards the dentist, it displays live images from the camera or an image gallery and also recognizes gestures for controlling the unit.

e) Fornendo al dispositivo medico modi distinti per fornire il consenso, ad esempio due distinti pedali, uno per il dentista e uno per l’assistente. e) Providing the medical device with distinct ways to provide consent, for example two separate pedals, one for the dentist and one for the assistant.

Un ulteriore modo per aumentare la sicurezza del sistema è rilevare la presenza o meno degli operatori professionali, in particolare dell’odontoiatra. Ad esempio, l’esecuzione di alcuni gesti può essere effettuata solo in presenza dell’odontoiatra. In quest’ottica si potrebbe disabilitare il riconoscimento dei gesti quando l’odontoiatra è assente. Another way to increase the security of the system is to detect the presence or absence of professional operators, in particular the dentist. For example, the execution of some gestures can only be carried out in the presence of the dentist. With this in mind, gesture recognition could be disabled when the dentist is absent.

Sono possibili vari modi per rilevare la presenza dell’odontoiatra. Ad esempio: There are various ways to detect the presence of the dentist. For example:

a) Sistemi basati sulla computer vision a) Systems based on computer vision

In una forma realizzativa, l’odontoiatra può indossare un indumento (cuffia, camice, mascherina, occhiali) che viene inquadrato e quindi riconosciuto dal sistema. Quando l’odontoiatra esce dal campo di rilevamento, il riunito smette di funzionare, totalmente o in parte. In one embodiment, the dentist can wear a garment (cap, gown, mask, glasses) which is framed and then recognized by the system. When the dentist leaves the detection field, the unit stops working, totally or partially.

b) Sistemi basati sul rilevamento di un dispositivo elettronico indossato dall’odontoiatra In una forma realizzativa l’odontoiatra indossa un dispositivo RFID e nel riunito odontoiatrico esiste un dispositivo in grado di rilevarne la presenza. b) Systems based on the detection of an electronic device worn by the dentist In one embodiment, the dentist wears an RFID device and in the dental unit there is a device capable of detecting its presence.

In un’altra forma realizzativa l’odontoiatra indossa un dispositivo NFC, oppure un dispositivo Bluetooth oppure uno Smartphone, che permettono tutti uno scambio bidirezionale di dati tra dispositivo indossato e riunito odontoiatrico. In another embodiment, the dentist wears an NFC device, or a Bluetooth device or a Smartphone, all of which allow a bidirectional exchange of data between the worn device and the dental unit.

La presenza di un dispositivo per ciascuno dei diversi dentisti che utilizzano lo stesso riunito odontoiatrico potrebbe servire anche a configurare il riunito stesso con i settaggi tipici di quello specifico odontoiatra. The presence of a device for each of the different dentists who use the same dental unit could also be used to configure the unit itself with the typical settings of that specific dentist.

c) Sistemi basati sull’utilizzo dello sgabello per l’odontoiatra. c) Systems based on the use of the stool for the dentist.

Nello stesso modo in cui il sedile dell’automobile rileva la presenza del guidatore, lo sgabello dell’odontoiatra può rilevare la presenza di un odontoiatra seduto, e provvedere a fornire il consenso per il riconoscimento dei gesti. In the same way that the car seat detects the presence of the driver, the dentist's stool can detect the presence of a seated dentist, and provide consent for the recognition of gestures.

Un altro modo per aumentare la sicurezza potrebbe essere quello di aumentare la riconoscibilità dei gesti, ad esempio: Another way to increase security could be to increase the recognizability of gestures, for example:

– usando un numero limitato di gesti, la cui interpretazione dipende dal contesto. - using a limited number of gestures, the interpretation of which depends on the context.

Ad es. facendo il numero 3 con la mano a turbina estratta, si regola la velocità di rotazione al valore presettato 3, mentre se lo stesso gesto viene eseguito con la galleria multimediale visibile, viene selezionata la terza immagine; Eg. by making the number 3 with the hand with the turbine extracted, the rotation speed is adjusted to the preset value 3, while if the same gesture is performed with the multimedia gallery visible, the third image is selected;

– scegliendo adeguatamente lo strumento di rilevazione del gesto in funzione della sua precisione. Ad es. Leap Motion permette di implementare controlli con un’elevata precisione, mentre Flutter (webcam software riconoscimento gesti) no. Nella forma realizzativa preferita, per aumentare la sicurezza del sistema i gesti che servono ad impartire un comando sono preceduti dalla pressione del piede sul pedale, gesto che tipicamente può essere eseguito solo dall’odontoiatra. - by adequately choosing the gesture detection tool according to its accuracy. Eg. Leap Motion allows you to implement controls with high precision, while Flutter (webcam gesture recognition software) does not. In the preferred embodiment, to increase the safety of the system, the gestures used to give a command are preceded by pressing the foot on the pedal, a gesture that can typically only be performed by the dentist.

Con riferimento alla Figura 2, questa illustra un primo esempio esecutivo, non limitativo, della struttura di un sistema hardware/software per l’esecuzione del metodo secondo la presente invenzione. With reference to Figure 2, this illustrates a first non-limiting executive example of the structure of a hardware / software system for carrying out the method according to the present invention.

Si noti che sebbene l’implementazione hardware/software sia quella preferita secondo lo standard tecnologico attuale, altre forme alternative possono essere utilizzate. Ad esempio, le funzionalità operative possono essere integrate in modo stabile e non modificabile in un hardware logico come ad esempio un circuito operante secondo logiche e con componenti booleani, oppure un circuito analogico. Note that although the hardware / software implementation is the preferred one according to the current technological standard, other alternative forms can be used. For example, the operating functions can be integrated in a stable and non-modifiable way in a logic hardware such as a circuit operating according to logic and with Boolean components, or an analog circuit.

Nel primo esempio esecutivo, la casella 100 indica una qualsivoglia o più qualsivoglia delle unità operative che sono previste nel riunito di cui alla precedente descrizione della Figura 1, ed inoltre eventuali ulteriori unità operative addizionali che nell’esempio della Figura 1 non sono presenti o che in futuro verranno previste nei riuniti di nuova generazione. In the first executive example, box 100 indicates any or more any of the operating units that are provided in the unit referred to in the previous description of Figure 1, and also any further additional operating units that are not present in the example of Figure 1 or that in the future they will be foreseen in new generation dental units.

Benché l’esempio sia illustrato con riferimento al riunito odontoiatrico, esso è generalizzato poiché la presente invenzione si applica anche ad altri tipi di dispositivi diagnostici o terapeutici, in special modo nel campo odontoiatrico. Although the example is illustrated with reference to the dental unit, it is generalized since the present invention also applies to other types of diagnostic or therapeutic devices, especially in the dental field.

Con 101 si indica una unità logica di controllo che può presentare qualsiasi forma come ad esempio un microprocessore, un PLC, un computer tipo PC, tablet, o simili. 101 indicates a logic control unit which can have any shape such as for example a microprocessor, a PLC, a PC-type computer, tablet, or the like.

L’unità logica di controllo è capace di caricare un programma logico di controllo e di eseguirlo. Il programma comanda la detta unità logica di controllo 101 in modo da gestire le varie sezioni operative indicate con i numeri di riferimento da 102 a 110 nelle figure in modo tale da far operare le stesse concordemente ai passi del metodo secondo la presente invenzione. The control logic unit is capable of loading a control logic program and executing it. The program controls said logic control unit 101 so as to manage the various operating sections indicated with reference numbers from 102 to 110 in the figures in such a way as to make them operate in accordance with the steps of the method according to the present invention.

Una sezione di lettura dei gesti 102 fornisce segnali che vengono trasmessi ad una unità di interpretazione dei gesti 103. Questa riconosce i gesti identificandoli univocamente utilizzando le informazioni contenute in un database dei gesti 104. Una volta identificati i gesti, l’unità logica di controllo 100 provvede a identificare i comandi che sono univocamente associati al gesto riconosciuto, grazie ad una sezione di ricerca ed identificazione del comando indicata con 107 che utilizza le informazioni contenute in un database dei comandi 105 ed in una tabella di correlazione univoca indicata dalla casella 106 fra i comandi del database 105 ed i gesti del database 104. A gesture reading section 102 provides signals that are transmitted to a gesture interpretation unit 103. This recognizes the gestures by uniquely identifying them using the information contained in a gesture database 104. Once the gestures have been identified, the logical control unit 100 identifies the commands that are uniquely associated with the recognized gesture, thanks to a search and identification section of the command indicated with 107 which uses the information contained in a database of commands 105 and in a unique correlation table indicated by box 106 between database commands 105 and database gestures 104.

La tabella può includere anche gli attori come oggetto di correlazione, attingendo le informazioni necessarie dal database degli attori 114. In questo modo si aggiunge la possibilità di personalizzare il riconoscimento dei gesti, ad esempio consentendo l’esecuzione dello stesso comando con gesti differenti in funzione dell’attore che lo ha eseguito, e di incrementare il livello di sicurezza, ad esempio prevedendo un set di comandi specifico per ogni attore. The table can also include the actors as a correlation object, drawing the necessary information from the database of the actors 114. This adds the possibility to customize the recognition of gestures, for example allowing the execution of the same command with different gestures depending on the of the actor who performed it, and to increase the security level, for example by providing a specific set of commands for each actor.

Il riconoscimento dell’attore è eseguito dall’apposita unità 113 che interpreta i segnali trasmessi dall’unità 112. In alternativa, la stessa unità di input dei gesti 102 potrebbe fornire segnali con contenuto informativo sufficiente per essere utilizzato dall’unità 113 per il riconoscimento dell’attore, facendo cadere la necessità di dotare il sistema dell’unità di input dedicata 112. The recognition of the actor is performed by the appropriate unit 113 which interprets the signals transmitted by the unit 112. Alternatively, the same gesture input unit 102 could provide signals with sufficient information content to be used by the unit 113 for recognition. of the actor, eliminating the need to equip the system with the dedicated input unit 112.

L’unità logica di controllo 101 gestisce in questo modo la generazione del comando corrispondente al gesto eseguito dal personale/paziente e lo trasmette ad una sezione vitale di consenso 111 che può avere una qualsiasi costruzione, ad esempio può essere semplicemente sotto forma di componente AND, il cui segnale di output viene utilizzato per attivare e disattivare un driver di comando 108 della corrispondente unità operativa La sezione vitale di consenso 108, quindi, attiva o disattiva il driver di comando 108 in modo tale per cui anche se il segnale di comando determinato dal gesto raggiunge il detto driver, questo non potrà attivare l’unità operativa nel senso indicato dal comando, mantenendola quindi nello stato inattivo od attivo più consono ad una situazione di scurezza del paziente e/o del personale. In this way, the logic control unit 101 manages the generation of the command corresponding to the gesture performed by the staff / patient and transmits it to a vital consensus section 111 which can have any construction, for example it can simply be in the form of an AND component , whose output signal is used to activate and deactivate a control driver 108 of the corresponding operating unit The consent vital section 108, therefore, activates or deactivates the control driver 108 in such a way that even if the determined control signal from the gesture it reaches said driver, this will not be able to activate the operating unit in the sense indicated by the command, thus keeping it in the inactive or active state most suited to a situation of safety of the patient and / or staff.

Una sezione di input di segnali di consenso 109 rileva la trasmissione da parte del personale umano che questo ha potuto generare grazie ai mezzi di generazione ed immissione di segnali di consenso, descritti con riferimento alla Figura 1 ed alla precedente descrizione. Il segnale di consenso viene trasmesso all’unità logica di controllo 101 che attiva una sezione di interpretazione del segnale di consenso 110, operante anch’essa in base ad un database di segnali di consenso e ad una eventuale tabella di correlazione degli stessi (non illustrati separatamente nelle Figure 2 e 3) con i comandi previsti nel database dei comandi 105. An input section of consent signals 109 detects the transmission by human personnel that this has been able to generate thanks to the means of generation and input of consent signals, described with reference to Figure 1 and to the previous description. The consent signal is transmitted to the logic control unit 101 which activates an interpretation section of the consent signal 110, also operating on the basis of a database of consent signals and a possible correlation table of the same (not illustrated separately in Figures 2 and 3) with the commands provided in the command database 105.

A seguito del riconoscimento del segnale di consenso da parte della sezione di interpretazione 110, alla sezione di consenso vitale 111 viene inviato un segnale di abilitazione che abilita la stessa all’attivazione del driver di comando 110 solo se all’ingresso della detta sezione di consenso vitale 111 è presente il segnale di comando. Grazie al fatto che il segnale di abilitazione è generato, considerando anche una univoca relazione fra segnale di consenso immesso dall’utente e segnale di comando generato dal riconoscimento del gesto, la sezione di consenso vitale può non solo verificare la presenza contestuale di due segnali, ma può consentire l’abilitazione all’attivazione del driver di comando 110 anche solo quando i due segnali in ingresso sono compatibili, nel senso che il segnale di abilitazione è quello univocamente correlato al segnale di comando in ingresso. Following the recognition of the consent signal by the interpretation section 110, an enabling signal is sent to the vital consent section 111 which enables it to activate the control driver 110 only if at the input of said consent section vital 111 the control signal is present. Thanks to the fact that the enabling signal is generated, also considering a unique relationship between the consent signal entered by the user and the command signal generated by the recognition of the gesture, the vital consent section can not only verify the contextual presence of two signals, but it can allow enabling the activation of the control driver 110 even only when the two input signals are compatible, in the sense that the enabling signal is the one uniquely correlated to the input control signal.

In sostanza, come appare evidente i driver di comando 108, e quindi l’unità operativa viene attivata solo se un comando è stato immesso tramite un gesto e solo se contestualmente è stato riconosciuto il consenso, ed eventualmente chi ha inviato il comando. Mancando uno dei due segnali in ingresso alla sezione di consenso 111, il driver è inattivo ed al comando non viene dato seguito o l’unità operativa corrispondente viene automaticamente messa in una condizione operativa di sicurezza per il paziente ed il personale. Basically, as is evident, the command drivers 108, and therefore the operating unit is activated only if a command has been entered through a gesture and only if the consent has been recognized at the same time, and possibly who sent the command. In the absence of one of the two input signals to the consent section 111, the driver is inactive and the command is not followed up or the corresponding operating unit is automatically placed in a safe operating condition for the patient and staff.

La variante della Figura 2 prevede una sorta di struttura del tipo 2oo2, in cui due unità logiche 101 sono previste in parallelo, ciascuna delle quali gestisce indipendentemente dall’altra rispettivamente il flusso di dati relativo al riconoscimento dei gesti ed alla univoca correlazione dei gesti ai comandi, ed il flusso dei dati relativo ai segnali di consenso ed alla generazione del segnale di abilitazione da fornire alla sezione di consenso vitale 111. The variant of Figure 2 provides a sort of structure of the 2oo2 type, in which two logical units 101 are provided in parallel, each of which independently manages the data flow relating to the recognition of gestures and the univocal correlation of the gestures to the commands, and the flow of data relating to the consent signals and the generation of the enabling signal to be supplied to the vital consent section 111.

Il segnale di abilitazione ed il segnale di comando vengono così elaborati indipendentemente fra loro e vengono forniti parallelamente alla sezione di consenso vitale 111 evitando che possano sorgere falsi consensi in caso di malfunzionamento della unità logica di controllo. The enabling signal and the command signal are thus processed independently of each other and are supplied parallel to the vital consent section 111 avoiding that false consent may arise in the event of malfunction of the logic control unit.

Per il resto il funzionamento della forma realizzativa della Figura 3 è sostanzialmente identico a quello del precedente esempio. For the rest, the operation of the embodiment of Figure 3 is substantially identical to that of the previous example.

Una ulteriore variante non illustrata prevede che fra le due unità logiche di controllo vengano scambiati segnali di controllo che indicano all’altra unità logica di controllo delle dette due la condizione di corretto funzionamento, mentre ambedue le unità logiche di controllo operano parallelamente come se fosse una sola, cioè secondo la Figura 2, venendo poi trasmesso alla sezione di consenso vitale 111 il segnale di comando e il segnale di abilitazione solo da rispettivamente una delle due unità logiche di controllo 101. In questo caso le due unità operano come riserva calda l’una dell’altra ed in caso di guasto possono sostituire l’altra unità consentendo al riunito di operare ugualmente anche se in condizione di ridotta sicurezza rispetto all’operatività due su due. A further variant, not illustrated, provides that control signals are exchanged between the two control logic units which indicate to the other control logic unit of said two the condition of correct operation, while both control logic units operate in parallel as if it were one. only, that is according to Figure 2, the command signal and the enabling signal being transmitted to the vital consent section 111 only from respectively one of the two logic control units 101. In this case the two units operate as hot reserve the one of the other and in case of failure they can replace the other unit allowing the dental unit to operate equally even if in conditions of reduced safety compared to two-out-of-two operation.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Method for issuing commands to dental medical devices using gesture recognition technology without contact between the operator's hands and the device, in which a repertoire of gestures is stored that are recognized by the medical device in order to issue a command, characterized by the fact that the actual execution of the command following recognition of the gesture is subject to a preventive action / evaluation by the medical device itself.

2 Method for giving commands to dental medical devices according to claim 1, in which the preventive action consists of an unlocking action taken from the group consisting of: a) a specific gesture of consent b) a voice command c) pressing a button on the pedal.

3 Method for giving commands to dental medical devices according to claim 1, in which the presence / absence of the operator is detected within a field adjacent to the medical device itself.

4 Method for giving commands to dental medical devices according to claim 3, in which the technique for detecting the presence / absence of the operator is based on the interaction with an active or passive device worn by the actor.

5 Method for imparting commands to dental medical devices according to claim 1, in which it is possible to discriminate the different operators who give the command.

6 Method for giving commands to dental medical devices according to claim 5, wherein the ways to discriminate the different operators are taken from the group consisting of: - Limiting the recognition of the gesture in space to an area accessible only by the actor authorized to issue the command; - Recognizing the actor based on the recognition of the color of a garment he wears; - Recognizing the actor on the basis of the instrument he is holding. - By orienting the gesture detection system so as to frame only the enabled actor 7) Method for imparting commands to dental medical devices according to one of the preceding claims, in which the devices are selected from the group consisting of dental units, panoramic units, equipment for cone-beam CT, hybrid panoramic / CBCT, radiographic and intraoral sensors. 8 Dental unit (1) comprising one or more operating units, consisting of at least one or more of the following units, including a chair (2) for the patient, a water unit (3), an instrument board (4) for the dentist complete with console (8), optionally an assistant's instrument tablet (5), a screen (6), optionally a surgical light (10), optionally an intraoral X-ray (7) characterized by the fact of comprise at least one gesture reading unit, at least a memory in which one or more different gestures and one or more different actuation commands are stored, each of which is uniquely associated with one of said gestures, at least one unit for generating and sending command signals corresponding to said one or more commands of one or more of said operating units, at least one unit for entering parallel consent signals and at least one logic control unit in which a control program of said reading units is loaded and of said memory of said unit for inputting consent signals and of said unit for generating and sending commands, which logic control unit executes a control program to operate said units so as to carry out the method of claims 1 -7. 9 Dental unit (1) according to claim 8, further comprising a foot control (9).