A hámszövetből származó rosszindulatú daganatos elváltozások, a karcinómák, az összes emberi rák 80-100%-át teszik ki, beleértve a leghalálosabb betegségeket, mint a méhnyakrák és a nem kissejtes tüdőrák. E karcinómák közül sok a könnyen hozzáférhető hámfelszíneken jelentkezik, ami egyedülálló kimutatási lehetőségeket kínál. A karcinómák hatékony klinikai kezelését a korai felismerés teszi lehetővé, amikor még lehetséges a teljes sebészi eltávolítás, és mielőtt a szomszédos szövetek inváziója vagy a vérerekbe való jelentős behatolás áttétképződéshez vezetne. A jó prognózis és a hosszú távú betegségmentes túlélés valószínűbb a korai felismerés után, amikor a progresszió korlátozott. Jelenleg a hámfelszíni karcinómák felismerése nagyrészt a szabad szemmel történő rutinellenőrzésre (pl. bőr és oropharynx) vagy egyszerű fehérfényes eszközökre (pl. méhnyak és vastagbél) támaszkodik. A karcinómáknak a normális szövetekhez viszonyított eltérő fénytörésén, abszorpcióján, reflexióján, szórásán vagy fluoreszcenciáján alapuló új optikai eszközök lehetővé teszik a daganatok jelölésmentes megjelenítését. A normális és a rosszindulatú szövetek saját optikai tulajdonságai közötti különbségek azonban finomak lehetnek, és az ezekre való támaszkodás magas hibaarányt eredményezhet. A molekulárisan célzott szerek által kínált fokozott optikai kontraszt felhasználható a korai felismerés javítására; és mivel az optikai képalkotó és érzékelő eszközök könnyen kombinálhatók, a korai felismerés elősegítésére olyan integrált rendszereket lehet kifejleszteni, amelyek több skálán is képet készítenek, vagy több paramétert detektálnak. A diagnózis jelenleg a gyanús elváltozások azonosítása után a szöveti biopsziák szövettani vizsgálatával történik. A közelmúltban kifejlesztettek miniatűr és kézi mikroszkópos képalkotó eszközöket, és ezeknek az eszközöknek a széles látómezejű optikai megfigyelő eszközökkel való integrációja gyors felismerést és megerősítő szövettani vizsgálatot kínál az ellátás helyén, amely iránymutatást adhat a biopsziához és/vagy a rezekcióhoz. A célzott szondastratégiák széles skáláját írták le, amelyek előnyeit preklinikai modellekben és korlátozott számú humán vizsgálatban bizonyították. Itt olyan integrált multimodális optikai képalkotó és érzékelő eszközökre mutatunk be példákat, amelyek az intrinsic és extrinsic optikai kontraszt kombinációit használják a hámfelszíni karcinómák korai felismerésére vagy határvonal-meghatározására. Számos új technológiát tárgyalunk, amelyek a bőr, a gyomor-bélrendszeri és urogenitális traktus, valamint a bronchoalveolusok hámjából származó leggyakoribb karcinómák kimutatására alkalmasak.