Epiteelikudoksesta peräisin olevat pahanlaatuiset kasvainvauriot, karsinoomat, muodostavat 80-100 prosenttia kaikista ihmisen syövistä, mukaan lukien eräät kaikkein tappavimmista sairauksista, kuten kohdunkaulan ja ei-pienisoluisen keuhkosyövän. Monet näistä karsinoomista esiintyvät helposti saatavilla olevilla epiteelipinnoilla, jotka tarjoavat ainutlaatuisia havaintomahdollisuuksia. Syöpäkasvainten tehokas kliininen hoito on mahdollista, jos ne havaitaan varhaisessa vaiheessa, jolloin täydellinen kirurginen poisto on mahdollista ja ennen kuin ne tunkeutuvat viereiseen kudokseen tai siirtyvät merkittävästi verisuoniin, mikä johtaa etäpesäkkeisiin. Hyvä ennuste ja pitkäaikainen taudista vapaa elossaolo ovat todennäköisempiä varhaisen toteamisen jälkeen, kun taudin eteneminen on rajoitettua. Tällä hetkellä epiteelipintojen karsinoomien havaitseminen perustuu suurelta osin paljain silmin tehtävään rutiinitarkastukseen (esim. iho ja nielu) tai yksinkertaisiin valkean valon välineisiin (esim. kohdunkaula ja paksusuoli). Kehitteillä olevat optiset välineet, jotka perustuvat karsinoomien erilaiseen taittumiseen, absorptioon, heijastumiseen, sirontaan tai fluoresenssiin suhteessa normaaleihin kudoksiin, mahdollistavat neoplasian merkitsemättömän visualisoinnin. Normaalien ja pahanlaatuisten kudosten luontaisten optisten ominaisuuksien erot voivat kuitenkin olla hienovaraisia, ja niihin tukeutuminen voi johtaa suuriin virheprosentteihin. Koska optisia kuvantamis- ja havaintovälineitä voidaan helposti yhdistää, voidaan kehittää integroituja järjestelmiä, jotka kuvaavat eri mittakaavoissa tai havaitsevat useita parametreja ja jotka auttavat varhaisessa havaitsemisessa. Diagnoosi tehdään tällä hetkellä kudoskoepalojen histologisella tutkimuksella epäilyttävien vaurioiden tunnistamisen jälkeen. Viime aikoina on kehitetty pienikokoisia ja kädessä pidettäviä mikroskooppisia kuvantamisvälineitä, ja näiden välineiden yhdistäminen laajakenttäisiin optisiin seurantalaitteisiin mahdollistaa sekä nopean havaitsemisen että histologisen varmistustutkimuksen hoitopisteessä, mikä voi ohjata biopsian ja/tai resektion tekemistä. On kuvattu monenlaisia kohdennettuja koestusstrategioita, joiden hyöty on osoitettu prekliinisissä malleissa ja muutamissa ihmistutkimuksissa. Tässä esitellään esimerkkejä integroiduista multimodaalisista optisista kuvantamis- ja havaintovälineistä, joissa käytetään sisäisen ja ulkoisen optisen kontrastin yhdistelmiä karsinoomien varhaiseen havaitsemiseen tai marginaalin rajaamiseen epiteelipinnoilla. Keskustelemme useista uusista tekniikoista, joita voidaan käyttää havaittaessa yleisimpiä karsinoomia, jotka ovat peräisin ihon, ruoansulatuskanavan ja urogenitaalikanavien sekä keuhkoputkien epiteelistä.