研究目的:足球运动时世界上最受欢迎的运动项目之一,参与人数多,具有较强的竞争性和对抗性,比赛现场双方球员的竞争激烈,损伤率较高,且损伤程度较严重。大腿是最容易发生肌肉拉伤的部位,其中腘绳肌的损伤在足球运动中更为常见。Opensim是一款可以应用于肌肉模型开放、模拟仿真与分析神经肌肉系统的开源软件。通过Opensim软件的模拟仿真和计算可较为准确的得出在运动周期过程中肌肉长度和肌力之间的关系并进行运动生物力学分析,进一步讨论腘绳肌可能的拉伤风险,为预防踢球动作中的腘绳肌拉伤提供可靠的理论依据。研究方法:数据的采集:受试者身高168cm,体重68kg;利用8镜头红外高速运动捕捉系统（Motion Analysis Raptor-4,USA,200Hz）测试踢球过程中运动学数据,测试前受试者穿着短裤充分热身,受试者身上共贴33个反光点;通过Kister测力板采集受试者踢球过程中地面对足底反作用力的数据。不同类型的测试数据之间应实时同步。数据的处理:运用Motion Analysis自带数据处理软件Cortex2.1.1103对标志点进行识别,对所有运动学数据用Butterworth低通滤波法进行平滑,截断频率为13.3Hz,对测力台数据进行50Hz低通滤波处理。通过红外摄像捕捉得到的标记点（marker）坐标数据保存为.trc格式,运动学数据保存为.mot格式,地面反作用力数据通过Visual 3D建模导出可以导入到Open Sim中的数据文件grf.mot格式。Open Sim的仿真模拟:对通用模型3DGaitModel2392-scaled,按照受试者身高、体重进行缩放得到受试者个人的肌肉特征数据个性化模型。模型缩放以实验室测试标记点数据为依据,根据实验数据与通用模型中人体环节点之间的比例,对各环节的长度和质量进行缩放（Scaling）、逆向运动学（IK）、剩余残差计算（RRA）、肌肉计算控制（CMC）导出含有肌肉长度、肌力相关的.sto文件、整理、绘图并比较分析踢球腿腘绳肌3块肌肉的肌肉长度和肌力之间的关系。研究结果:将足球踢球过程定义为踢球腿（本文受试者为右腿）足尖离地、髋关节伸角最大、膝关节屈角最大、足-球接触、髋关节屈角最大5个特征时刻;分为主动后摆、大腿前摆、小腿前摆和触球后随摆阶段4个阶段。（1）踢球动作中,受试者腘绳肌3块肌肉（半腱肌、半膜肌、股二头肌）的肌肉长度和肌肉力总体的趋势都是先减小后增大。在整个动作阶段,半腱肌和半膜肌先进行向心收缩,在动作阶段33%处开始离心收缩,最后在77%处再进行向心收缩;股二头肌在动作阶段30%先开始向心收缩,出现两次离心收缩,分别在动作阶段57%处和动作阶段的79%时刻。（2）半腱肌、半膜肌在动作阶段31%主动后摆末期半腱、半膜肌肌肉长度达到动作阶段肌肉长度的最小值0.297m、0.247m;与此同时半腱肌肌力达到动作阶段最小值253N,半膜肌肌力在动作阶段的13%-45%主动后摆末期及大腿前摆前期肌肉力并没有发力为0N。进入到动作阶段77%大腿前摆末期及小腿前摆过程中,半腱肌、半膜肌做离心收缩肌肉长度达到最大值分别为0.452m、0.384m;半腱肌肌力峰值出现时刻要早于半腱肌肌肉长度达到最大时刻,在动作阶段55%时半腱肌肌力峰值为425N,半膜肌肌力在此动作过程中在动作阶段62%先达到一个极值1277N,在半膜肌长度达到峰值的时刻（动作阶段的77%）半膜肌的肌力达到另一个极值1292N,在触球随摆时刻达到半膜肌肌力达到动作阶段峰值1343N。股二头肌动作阶段30%主动后摆中末期,股二头肌长度和肌力达到动作阶段最小值分别为0.273m和185N;在动作阶段57%大腿前摆前期股二头肌肌力先达到一个极值901N;随着小腿前摆在动作阶段的79%股二头肌肌肉长度和肌力达到动作阶段最大值1033N。（3）半腱肌长度最大值较最小值增加了55.1%,肌力最大值较最小值增加了68.0%;半膜肌长度最大值较最小值增加了52.3%,肌力由0N增长到1343N;股二头肌长度最大值较最小值增加了47.7%,肌力增加了458.6%。研究结论:（1）踢球动作阶段,腘绳肌的肌肉长度和肌肉力所达到的最大值最小值阶段基本一致,可以推测在肌肉长度和肌力达到最大值时刻（即大腿后摆、小腿后摆及触球后随摆末期）,腘绳肌发生离心收缩时更易发生股后肌群的拉伤。（2）尽管腘绳肌肌肉力值和肌肉长度变化趋势基本一致,但我们不难发现,当肌肉长度和肌力不同时达到最大值时的情况,一般都是肌肉最大值或产生极值的时刻较肌肉长度最大值时刻稍前,这样提示我们由于肌肉所具有的粘弹性特性,即力过大导致受伤时,受伤的程度视其张力的速率和拉伸的长度大小而定,那么在运动阶段过程中肌肉力值变化率较长度变化率大时刻也是可能易发生股后肌群拉伤的时刻。