Maligna neoplastiska lesioner som härrör från epitelvävnad, karcinom, står för 80-100 % av all mänsklig cancer, inklusive några av de dödligaste sjukdomarna som livmoderhalscancer och lungcancer utan små celler. Många av dessa karcinom förekommer på lättillgängliga epitelytor, vilket ger unika möjligheter till upptäckt. Effektiv klinisk behandling av karcinom möjliggörs genom tidig upptäckt, vid en tidpunkt då fullständig kirurgisk resektion är möjlig och innan invasion av angränsande vävnad eller betydande intravasering i blodkärl som leder till metastasering. En god prognos med långsiktig sjukdomsfri överlevnad är mer sannolik efter tidig upptäckt när progressionen är begränsad. För närvarande är upptäckten av karcinom på epitelytor till stor del beroende av rutinmässig inspektion med blotta ögat (t.ex. hud och orofarynx) eller enkla vitljusverktyg (t.ex. livmoderhals och tjocktarm). Nya optiska verktyg som bygger på differentiell brytning, absorption, reflektion, spridning eller fluorescens av karcinom i förhållande till normala vävnader möjliggör märkningsfri visualisering av neoplasier. Skillnaderna i de inneboende optiska egenskaperna hos normala och maligna vävnader kan dock vara subtila, och att förlita sig på dessa kan leda till höga missar. Förbättrad optisk kontrast som erbjuds av molekylärt riktade medel kan användas för att förbättra tidig upptäckt, och eftersom optisk avbildning och sensoriska verktyg lätt kan kombineras, kan integrerade system som avbildar i olika skalor eller upptäcker flera parametrar utvecklas för att underlätta tidig upptäckt. Diagnosen ställs för närvarande genom histologisk undersökning av vävnadsbiopsier efter identifiering av misstänkta lesioner. Miniatyrverktyg och handhållna mikroskopiska avbildningsverktyg har nyligen utvecklats, och integrering av dessa verktyg med optiska övervakningsanordningar med brett fält ger både snabb upptäckt och bekräftande histologisk undersökning vid vårdtillfället, vilket kan ge vägledning för biopsi och/eller resektion. En mängd olika riktade sonderingsstrategier har beskrivits med påvisade fördelar i prekliniska modeller och i ett begränsat antal studier på människor. Här presenterar vi exempel på integrerade multimodala optiska avbildnings- och sensorverktyg som använder kombinationer av intrinsisk och extrinsisk optisk kontrast för tidig upptäckt eller marginalavgränsning av karcinom på epitelytor. Vi kommer att diskutera flera nya tekniker som kan användas för att upptäcka de vanligaste karcinomerna som härrör från epitelet i huden, gastrointestinala och urogenitala trakter och bronchoalveoli.