Zdravljenje bolezni ustne votline predstavlja v povprečju približno 10 % vseh zdravstvenih izdatkov razvitih evropskih držav, ki pogosto presegajo izdatke povezane z zdravljenjem številnih drugih bolezni, med drugim tudi rakastih in srčnih obolenj. Med najpogostejšima boleznima ustne votline sta zobni karies in paradontalne bolezni. Zobni karies prizadene kar 60 do 90 % šolskih otrok in skorajda vse odrasle. Težje oblike paradotalnih bolezni prizadenejo med 15 in 20 % oseb srednjih let. Zobni karies in paradontalne bolezni skupaj tvorita glavna dva vzroka za izgubo zob. Učinkovito upravljanje in zdravljenje bolezni ustne votline bi lahko dosegli s sistemi za spremljanje zdravja ustne votline, ki bi bili primerni za uporabo tako v kliničnem, kot tudi v domačem okolju. Na ta način bi lahko vsak posameznik spremljaj in na nek način tudi upravljal zdravje svoje ustne votline. To bi bistveno znižalo posredne in neposredne stroške povezana z zdravljenjem ustne votline ter ozaveščalo ljudi o pomembnosti pravilne vsakodnevne ustne higiene. Vendar pa bo na poti do uresničitve ambiciozno zadanega cilja, potrebno rešiti številne zahtevne raziskovalne naloge, ki obsegajo več raziskovalnih področij. Prvič, sistem za spremljanje zdravja ustne votline mora temeljiti na popolnoma neinvazivnih diagnostičnih postopkih. Med najbolj obetavnimi sodobnimi neinvazivnimi optičnimi postopki za zaznavanje in kvantitativno vrednotenje bolezni trdnih zobnih tkiv, so laserska fluorescenca (LF) in difuzno reflektančna (DR) spektroskopija v bližnjem infrardečem (NIR) delu spektra. S pomočjo LF je mogoče pridobiti podatke o strukturi in vsebnosti mineralov ter prisotnosti bakterij v površinskih plasteh trdnih zobnih tkiv, NIR DR pa prodre mnogo globje v trdna zobna tkiva in na ta način dopolnjuje LF. Neinvazivno vrednotenje strukture in funkcije mehki tkiv ustne votline bi lahko dosegli z DR spektroskopijo v vidnem in deloma NIR spektralnem področju. Ker je za učinkovito spremljanje bolezenskih in drugih sprememb ustne votline potrebna tudi prostorska informacija, se kot idealna rešitev ponuja hiperspektralno slikanje (HS), ki učinkovito združuje spektralno s prostorsko slikovno informacijo. Ker pa med neštetimi spektroskopskimi tehnikami obstajajo številne pomembne razlike, se bo potrebno spopasti z več zahtevnimi nalogami, ki obsegajo prostorske omejitve vezane na anatomijo ustne votline, in še posebej obdelave zajetih večmodalnih hiperspektralnih slik (VHS). Za učinkovito slikanje celotne ustne votline bo verjetno potrebno zajeti več delno prekrivajočih se VHS, za učinkovito spremljanje časovnih sprememb pa slikanje periodično ponavljati. Na ta način zajete slike bo potrebno poravnati v skupni referenčni koordinatni sistem, kjer bo mogoče kvantitativno ovrednotiti zajeto večmodalno informacijo, ter opazovati časovne spremembe ustne votline, ki odražajo potek bolezni ali zdravljenja. V predlaganem projektu se bomo osredotočili na tri točke povezane s sistemom za spremljanje zdravja ustne votline: a) načrtovanje optičnih sistemov in osvetlitve za zajem visoko kakovostnih VHS, b) razvoj novih robustnih postopkov za obnovo in poravnavo večmodalnih, delno prekrivajočih se, hiperspektralnih slik v referenčni koordinatni sistem, kjer bo mogoče učinkovito ovrednotiti zajeto spektralno, prostorsko in časovno informacijo, in c) novih postopkov za zanesljivo odkrivanje in kvantitativno vrednotenje začetnih primarnih in sekundarnih karioznih lezij in njihove aktivnosti iz obnovljenih in poravnanih VHS iz vidnega in NIR dela spektra. S predlaganim projektom bomo naredili velik korak v smeri razvoja učinkovitih sistemov za spremljanje zdravja ustne votline, ki bodo temeljili na zanesljivih neinvazivnih diagnostičnih postopkih za zgodnje odkrivanje bolezenskih sprememb. S takimi sistemi bo mogoče bistveno izboljšali kakovost življenja starajočega se evropskega prebivalstva ter omejiti ali celo zmanjšati naraščajoče izdatke povezane z zdravljenjem bolezni ustne votline.
