分子影像技术的研究和应用在过去十年中取得了飞速的发展,已经广泛应用于基因表达、肿瘤检测和药物研发等小动物实验和和预临床试验。作为新兴的前沿技术,分子影像技术已经成为新世纪医学影像领域研究的热点和难点之一。在分子影像的成像技术中,光学分子影像是其中一个重要的分支。与其他成像技术相比较,光学分子影像具有高时间分辨率、高灵敏度、安全无创、低价格的优点,并且可用于反映体内分子生物学的细节过程。光学分子影像技术作为一种新的成像模态,要想得到广泛应用,除了在成像算法上进行不断改进和创新外,与之相关的可视化技术和平台的研发也是必不可少的。光学分子影像仿真平台(Molecular Optical Simulation Environment, MOSE)是我们研究小组研发的光学影像仿真平台,能够实现任意复杂形状生物组织及自由空间中光传输过程的仿真。MOSE平台采用Monte Carlo方法对光在生物组织内部传输的各种行为(吸收、散射及折射等)进行准确描述,采用漫射光的朗伯源理论描述光在自由空间的传输过程,保证了仿真结果的有效性和准确性。本文的主要工作在简要介绍了MOSE所涉及的算法后,重点放在了MOSE的结构研究和设计上。本文主要介绍了MOSE的结构设计与功能实现,首先,给出了MOSE的整体结构设计和主要模块,并阐述了其中每个模块的主要参数和基本功能。其次,介绍了MOSE交互界面的设计及其基本结构。然后,针对MOSE的主要功能进行了仿真实验的演示,并对几种主要的仿真结果做了展示。最后,对光学分子影像平台的发展做了总结和展望。