膝骨性关节炎是一种常见的慢性关节疾病，早期检测膝骨性关节炎，力求在疾病的初期做出诊断是亟待解决的重要课题。近红外光谱技术因其对样本具有无损性、分析速度快等优点被广泛运用于生物医学领域，因此可将近红外光谱技术应用于早期膝骨性关节炎的研究。作为该领域的基础研究，光在膝关节组织中的传输特性和光与组织相互作用的机制越来越引起大家的兴趣。　　本论文运用三维体素模型模拟膝关节组织，应用蒙特卡洛方法模拟近红外光子在膝关节组织中的传输，研究不同衰减系数和光源入射位置的情况下膝关节表面光强分布，为近红外光谱技术用于早期膝关节炎的临床诊断奠定一定的理论基础。研究内容主要包括以下几个方面:　　一、将蒙特卡洛方法应用于早期膝骨性关节炎的诊断中。主要内容包括:根据膝关节组织病理特征及光学特性，提出近红外光谱技术检测早期膝骨性关节炎的原理;利用蒙特卡洛方法仿真近红外光子在膝关节中的传输，分析膝关节内部光子运动轨迹，得到碰撞骨组织后迁移出膝关节组织的信号光子和未碰撞骨组织直接迁移出膝关节组织的噪音光子;分析信号光子与噪音光子在膝关节表面的分布，光源从不同位置入射时膝关节表面信号光子的数目，以及信号光子数目随膝关节组织约化衰减系数变化的规律。　　二、通过实验验证蒙特卡洛仿真结果的正确性。主要内容包括:根据膝关节光学参数制备膝关节组织模型，验证光源从不同位置入射时膝关节表面光强分布;改变膝关节组织的约化衰减系数，得到健康关节与病变关节的表面光强分布，验证仿真结果的正确性。