OCT作为光学相干层析成像技术在生物组织中的典型应用,自上世纪90年代发展至今,已成功运用于眼科的临床检查,并在皮肤诊断、牙科诊断、血管检测等领域得到越来越多的关注。相比于传统成像方式,OCT的最大优势是可以在无创方式下达到很高的成像分辨率。虽然OCT应用前景广阔,但其在皮肤等高散射组织中的诊断成像尚未得到临床普及,OCT在高散射组织中成像的主要问题是成像深度太浅,这与外差探测特性和光的传播特性有关。为给OCT在高散射组织中的成像改善提供理论指导,本文提出了一个基于蒙特卡罗的OCT仿真模型,并主要以皮肤模型为探测对象,研究了OCT在高散射组织中的成像性能。该仿真模型主要由聚焦高斯光束模型、模拟光在高散射组织中传播的蒙特卡罗模型以及探头模型三大部分组成,其中聚焦高斯模型部分介绍了圆锥和双曲面两种常见的高斯光模型,对比了两种模型的优劣、并从高斯特性、焦点光斑扩散和焦点深度偏移的角度对双曲面模型的有效性进行了验证。在蒙特卡罗模型部分,通过模拟大量光子在组织中的随机散射、吸收、反射和透射事件来反映光传播的一般规律。在蒙特卡罗模型中,本文结合皮肤的瑞利散射和Mie散射特性,提出了适用于皮肤的相散函数,据此随机采样光子的散射角,利用光程概率密度分布随机采样光子的散射步长,并结合Fresnel法则确定光子在组织内边界的反射和透射过程。在探头模型部分,结合OCT的共焦扫描系统特性,本文建立了相应的光收集机制,并提出了新的类型I和类型II光子分类规则。为提升蒙特卡罗模型仿真效率,本文结合已有的两种重要性采样技术,使得结合后的重要性采样技术适用于多层高散射皮肤模型,从而加快蒙特卡罗模型收敛速度。在此仿真模型基础上,同时结合OCT的Extended Huygens-Fresnel解析模型,本文对皮肤和牙齿的光学特性参数进行了拟合,利用拟合的参数构建组织光学模型,进而对两者的OCT图像进行了仿真,并对仿真图像进行了衰减补偿,分析了类型I和类型II光子在OCT成像中的作用。除此之外,本文还利用仿真模型对单次散射和多次散射现象进行了研究,分析了光源参数,包括中心波长、相干长度,透镜参数,包括聚焦方式、数值孔径等对OCT信噪比、最大探测深度等多个系统关键参数的影响。实验结果表明,本文的仿真系统较好的模拟了OCT在皮肤等多层高散射组织中的成像过程,可以为改善OCT在高散射组织中的成像作初步理论指导。