Kwaadaardige neoplastische laesies afkomstig van epitheliaal weefsel, carcinomen, maken 80% tot 100% uit van alle menselijke kankers, waaronder enkele van de meest dodelijke ziekten zoals baarmoederhalskanker en niet-zleincellige longkanker. Veel van deze carcinomen komen voor op gemakkelijk toegankelijke epitheliale oppervlakken, hetgeen unieke mogelijkheden voor detectie biedt. Doeltreffende klinische behandeling van carcinomen is mogelijk door vroegtijdige opsporing, op een tijdstip waarop volledige chirurgische resectie mogelijk is en vóór invasie van aangrenzend weefsel of significante intravasie in bloedvaten die tot metastase leiden. Een goede prognose met ziektevrije overleving op lange termijn is waarschijnlijker na vroege opsporing wanneer de progressie beperkt is. Momenteel berust de opsporing van carcinomen aan epitheliale oppervlakken grotendeels op routine-inspectie met het blote oog (b.v. huid en orofarynx) of eenvoudige witlichtinstrumenten (b.v. baarmoederhals en colon). Opkomende optische instrumenten gebaseerd op differentiële breking, absorptie, reflectie, verstrooiing of fluorescentie van carcinomen ten opzichte van normale weefsels maken labelvrije visualisatie van neoplasie mogelijk. De verschillen in intrinsieke optische eigenschappen van normale en maligne weefsels kunnen echter subtiel zijn, en hierop vertrouwen kan leiden tot hoge missingspercentages. Het verbeterde optische contrast van moleculair gerichte middelen kan worden gebruikt om de vroegtijdige opsporing te verbeteren; en aangezien optische beeldvorming en detectie-instrumenten gemakkelijk kunnen worden gecombineerd, kunnen geïntegreerde systemen worden ontwikkeld die beelden op verschillende schaalniveaus afbeelden of meerdere parameters detecteren om de vroegtijdige opsporing te bevorderen. De diagnose wordt momenteel gesteld door histologisch onderzoek van weefselbiopsieën na identificatie van verdachte laesies. Recentelijk zijn miniatuur- en handmicroscopische beeldvormingsinstrumenten ontwikkeld en de integratie van deze instrumenten met optische bewakingsapparatuur met een groot gezichtsveld biedt zowel snelle detectie als bevestigend histologisch onderzoek op de plaats van de zorgverlening, dat als leidraad kan dienen voor biopsie en/of resectie. Een grote verscheidenheid van gerichte sonde strategieën zijn beschreven met aangetoond voordeel in preklinische modellen en in een beperkt aantal studies bij de mens. Hier presenteren we voorbeelden van geïntegreerde multimodaliteit optische beeldvorming en detectie instrumenten die gebruik maken van combinaties van intrinsiek en extrinsiek optisch contrast voor vroege detectie of marge afbakening voor carcinomen op epitheliale oppervlakken. We bespreken verschillende nieuwe technologieën die kunnen worden gebruikt bij het detecteren van de meest voorkomende carcinomen die afkomstig zijn van het epitheel van de huid, gastro-intestinale en urogenitale tractus, en bronchoalveoli.