Leziunile neoplazice maligne derivate din țesutul epitelial, carcinoamele, reprezintă 80% până la 100% din toate cancerele umane, inclusiv unele dintre cele mai letale boli, cum ar fi cancerul de col uterin și cancerul pulmonar fără celule mici. Multe dintre aceste carcinoame se prezintă la suprafețe epiteliale ușor accesibile, oferind oportunități unice de detectare. Gestionarea clinică eficientă a carcinoamelor este facilitată de detectarea timpurie, într-un moment în care este posibilă rezecția chirurgicală completă și înainte de invazia țesutului adiacent sau de pătrunderea semnificativă în vasele de sânge, ceea ce duce la metastaze. Un prognostic bun, cu o supraviețuire fără boală pe termen lung, este mai probabil după detectarea precoce, atunci când progresia este limitată. În prezent, detectarea carcinoamelor la nivelul suprafețelor epiteliale se bazează în mare măsură pe inspecția de rutină cu ochiul liber (de exemplu, piele și orofaringe) sau pe instrumente simple cu lumină albă (de exemplu, col uterin și colon). Instrumentele optice emergente bazate pe refracția diferențială, absorbția, reflexia, împrăștierea sau fluorescența carcinoamelor în raport cu țesuturile normale permit vizualizarea neoplaziei fără etichete. Cu toate acestea, diferențele dintre proprietățile optice intrinseci ale țesuturilor normale și maligne pot fi subtile, iar faptul de a se baza pe acestea poate duce la rate ridicate de ratare. Contrastul optic sporit oferit de agenții cu țintă moleculară poate fi utilizat pentru a îmbunătăți detecția timpurie; și, având în vedere că instrumentele de imagistică optică și de detecție pot fi ușor combinate, pot fi dezvoltate sisteme integrate care să genereze imagini pe o gamă de scări sau să detecteze mai mulți parametri, pentru a contribui la detecția timpurie. În prezent, diagnosticul se face prin examinarea histologică a biopsiilor de țesut după identificarea leziunilor suspecte. Recent, au fost dezvoltate instrumente de imagistică microscopică miniaturale și portabile, iar integrarea acestor instrumente cu dispozitive de supraveghere optică cu câmp larg oferă atât o detecție rapidă, cât și o examinare histologică de confirmare la punctul de îngrijire, care poate oferi îndrumare pentru biopsie și/sau rezecție. A fost descrisă o mare varietate de strategii de sondare țintită, cu beneficii demonstrate în modelele preclinice și într-un număr limitat de studii la om. Aici, prezentăm exemple de instrumente integrate de imagistică optică multimodală și de detecție care utilizează combinații de contraste optice intrinseci și extrinseci pentru detectarea timpurie sau delimitarea marginilor pentru carcinoame la suprafețele epiteliale. Vom discuta mai multe tehnologii noi care au utilitate în detectarea celor mai frecvente carcinoame care derivă din epiteliul pielii, al tractului gastrointestinal și urogenital și al bronhoalveolelor.