Zhoubné novotvary vycházející z epitelové tkáně, karcinomy, tvoří 80 až 100 % všech lidských nádorů včetně některých nejsmrtelnějších onemocnění, jako je rakovina děložního čípku a nemalobuněčná rakovina plic. Mnohé z těchto karcinomů se vyskytují na snadno přístupných epiteliálních površích, což nabízí jedinečné možnosti detekce. Účinnou klinickou léčbu karcinomů umožňuje jejich včasná detekce v době, kdy je možná úplná chirurgická resekce, a před invazí do přilehlé tkáně nebo významnou intravazací do cév vedoucí k metastazování. Dobrá prognóza s dlouhodobým přežitím bez onemocnění je pravděpodobnější po včasné detekci, kdy je progrese omezena. V současné době se detekce karcinomů na povrchu epitelu do značné míry opírá o rutinní prohlídku pouhým okem (např. kůže a orofarynx) nebo o jednoduché nástroje s bílým světlem (např. děložní čípek a tlusté střevo). Nové optické nástroje založené na diferenciálním lomu, absorpci, odrazu, rozptylu nebo fluorescenci karcinomů ve vztahu k normálním tkáním umožňují vizualizaci neoplazie bez označení. Rozdíly ve vnitřních optických vlastnostech normálních a maligních tkání však mohou být jemné a spoléhání se na ně může vést k vysoké míře přehlédnutí. Zvýšený optický kontrast, který nabízejí molekulárně cílené látky, lze využít ke zlepšení včasné detekce; a vzhledem k tomu, že optické zobrazovací a snímací nástroje lze snadno kombinovat, lze vyvinout integrované systémy, které zobrazují v různých měřítkách nebo detekují více parametrů a pomáhají tak při včasné detekci. V současné době se diagnóza provádí histologickým vyšetřením tkáňových biopsií po identifikaci podezřelých lézí. Nedávno byly vyvinuty miniaturní a ruční mikroskopické zobrazovací nástroje a integrace těchto nástrojů se zařízeními pro optický dohled v širokém poli nabízí jak rychlou detekci, tak potvrzující histologické vyšetření v místě péče, které může poskytnout vodítko pro biopsii a/nebo resekci. Byla popsána široká škála cílených sondových strategií s prokázaným přínosem v preklinických modelech a v omezeném počtu studií na lidech. Zde uvádíme příklady integrovaných multimodálních optických zobrazovacích a snímacích nástrojů, které využívají kombinace vnitřního a vnějšího optického kontrastu pro včasnou detekci nebo vymezení okrajů karcinomů na povrchu epitelu. Probereme několik nových technologií, které mají využití při detekci nejčastějších karcinomů, které vycházejí z epitelu kůže, gastrointestinálního a urogenitálního traktu a bronchoalveolů.