随着分子探针标记技术与光学成像技术的发展，在体生物光学成像已经越来越被广泛地应用于对生物组织的生理和病理过程的研究。对于荧光分子断层成像（Fluorescence Molecular Tomography, FMT）而言，荧光标记物受激发出的光子能量较低，通常在近红外量级。这样的光子在穿过组织被探测器接收的过程中，已在很大程度上被生物组织散射吸收了。另一方面，由于光子在生物组织中经过了非常多次的散射才被探测器接收，因而由探测到的数据重建得到组织内荧光物质分布的逆向问题是非常困难的。因此，深入研究生物组织中光子传输的正向过程，是开展在体生物光学成像研究的一个关键环节，而利用现代计算机编程技术，仿真光在生物组织中的传输，是这项课题的一个重要研究内容。　　基于蒙特卡洛的光子传输模型以其具有很高仿真精度的特点，是具有代表性的仿真算法。但是传统的基于CPU的蒙特卡洛算法十分耗时，限制了其在实际科研中的应用。同时，随着人们对高分辨率、实时图形处理的要求越来越高，图形处理硬件的运算能力得到了长足的发展，图形处理器(Graphic Processing Unit，GPU)已经越来越多地被应用在通用计算领域并取得了极大的成功。在这项工作里，我们实现了基于GPU并行计算的光子在多层介质中传输的蒙特卡洛算法，并针对NVIDIA GPU的硬件架构对算法进行优化。其运行速度比传统基于CPU的蒙特卡洛算法快两个数量级。在此基础之上，我们进一步实现了对FMT前向过程的蒙特卡洛仿真，并将仿真结果与MOSE仿真平台进行了对比，以确认仿真算法的有效性。以上这些结果为基于蒙特卡洛仿真的FMT重建算法打下了基础。