Plataforma Imersiva de Ensino Cirúrgico Baseada em IA
LearnFlow.M3D — um simulador inteligente e interativo sobre vídeos cirúrgicos reais (4K/60fps), com decomposição step-by-step, overlay anatômico dinâmico, trilhas adaptativas e gerenciamento ativo de complicações em neurocirurgia, ortopedia e instrumentação cirúrgica.
1.Apresentação e versionamento
Ficha técnica do módulo, escopo do documento e cobertura.
2.Visão geral e proposta de valor
O que o sistema entrega e a que pergunta clínica ele responde.
LearnFlow.M3D é um simulador inteligente e interativo baseado em dados reais e vídeos cirúrgicos de alta complexidade (como microcirurgias vasculares e tumorais em 4K/60fps). O sistema transcende a simples visualização de vídeos ao integrar:
- Decomposição cirúrgica estruturada (step-by-step) com adendos referenciais, instrumentais específicos, pitfalls e dicas de especialistas.
- Overlay anatômico dinâmico (in situ) com camadas visuais inteligentes alimentadas por Computer Vision/SAM-Med.
- Trilhas adaptativas guiadas por IA e Grafos de Conhecimento para simulação de desfechos e gerenciamento ativo de complicações.
2.1 Pilares da arquitetura pedagógica
A · Decomposição cirúrgica (step-by-step)
Os vídeos cirúrgicos reais são segmentados em micro-etapas em marcos críticos — dissecção, hemostasia, anastomose, fechamento ou craniotomia e abertura dural. Cada micro-etapa traz adendo referencial com instrumentais, pitfalls e dicas de especialistas.
B · Overlay anatômico dinâmico in situ
Sobreposições gráficas inteligentes destacam planos fasciais, marcos anatômicos de segurança e estruturas nobres (vasos, nervos, ductos) em seu contexto tridimensional real. A IA contextualiza os fenômenos físicos e biológicos envolvidos (tração tecidual, eletrocoagulação, tensão em suturas e hemodinâmica).
C · Trilha adaptativa de complexidade
O aluno interage questionando variações de técnica ou cenários anatômicos atípicos. A IA ajusta dinamicamente o nível de complexidade, introduzindo variantes desafiadoras ou restrições de tempo de execução.
D · Módulo de complicações e protocolos de resgate
Banco de eventos adversos vinculado a cada etapa crítica, com trechos de vídeo que exemplificam complicações reais e protocolos de resgate imediato passo a passo — transformando o imprevisto em aprendizado ativo sob pressão.
3.Tela inicial — autenticação e seleção de usuário
Três caminhos para entrar no sistema, todos fixados à mesma conta local.
A primeira superfície que o usuário encontra após o boot é a tela de autenticação, organizada em três abas internas. A escolha é flexível: o mesmo conjunto de credenciais funciona em qualquer um dos três caminhos, e os pontos/XP/créditos ficam vinculados à conta autenticada em todos eles.
3.1 Os três caminhos de entrada
Usuário e senha
Aba clássica com login + senha. Confirma hash didático + salt em localStorage. Persistência de sessão opcional ("manter conectado").
Criar conta
Wizard gamificado que pede nome completo, usuário, senha, avatar (12 disponíveis) e especialidade (6 disponíveis). Gera automaticamente uma chave de acesso de 7 caracteres.
aba: ktCreateEntrar com chave
Lista como chips (avatar + nome + prefixo da chave) todas as contas previamente cadastradas neste navegador. Um clique preenche a chave automaticamente.
aba: ktEnterdemo@m3d.pro · learnflow e admin · m3d2026. O botão "🔐 Sair (logout) · trocar de conta" no topo direito encerra a sessão e retorna direto à aba Entrar com chave para escolher outro usuário/avatar sem digitar tudo de novo.Campos do objeto de conta
4.Os 7 módulos funcionais do app
Construído como uma SPA em pt-BR com 7 abas, navegação por mouse, teclado, atalhos e tour on-demand.
O módulo principal da aplicação é organizado em sete abas, todas acessíveis a partir do cabeçalho (#tabs) e refletidas da URL/âncora para deep-linking e compartilhamento.
1. Trilhas
Hero com cards das fases cirúrgicas. Cada card mostra nível (Básico/Intermediário/Avançado/Crítico), número de steps, complicações e progresso do usuário. Clique abre resumo detalhado com contexto, teoria, anatomia, itens e validação de complexidade antes de ingressar.
data-tab="tracks"2. Mapa cirúrgico
SVG navegável com protocolo, fases, steps e complicações/desfechos/resoluções. Zoom (0.18×–2.4×), pan por drag, "Expandir tudo/Colapsar" e clique em qualquer nó abre modal com metadados completos. Cada step tem overlay de registro que adiciona/remove o step do progresso e gera XP.
data-tab="flow"3. Imersivo
Player com índice lateral (escolha de step), painel central com o vídeo do step e árvore de complicações → desfechos → resoluções. Em casos com recursividade, aparece o ícone ↻ para re-entrada no mesmo contexto clínico. Botões "Iniciar trilha" e "Reiniciar" controlam o início.
data-tab="imm"4. Dashboard
KPIs, linha temporal de XP (events ao longo do tempo), tempo de uso por dia, progresso por fase e o gráfico principal de amostragem do ranking. Painel inclui cards de "Desempenho recente" e "Mapa de conhecimento rápido" (Anatomia → Risco → Resgate).
data-tab="dash"5. Ranking
Ranking detalhado com amostragem da coorte e confronto direto em gráfico radar entre o usuário corrente e os outros perfis cadastrados. Eixos: tempo de uso, XP, precisão, completude por fase, recursividades.
data-tab="ranking"6. Gestão
Painel administrativo (role gating) para edição de fases, steps, complicações/desfechos/resoluções, níveis de dificuldade e regras de XP. Permite ajustar o currículo sem perder progresso dos usuários.
data-tab="gestao"7. Usuários
Lista de todas as contas (próprias e dos pares) com avatar, especialidade, último acesso, XP, nível e botão de troca rápida. Toggle "esconder outros usuários" para foco individual.
data-tab="users"4.1 Trilhas — curadoria e complexidade progressiva
A aba Trilhas serve como ponto de entrada na jornada. O hero apresenta os cards das 8 fases do procedimento indexado (spine-fusion-l4l5-l5s1), cada um colorido pela borda esquerda com a cor da dificuldade. Cada card lista, em pílulas informativas: o label do nível (🟢/🟡/🟠/🔴), a quantidade de steps, a quantidade de complicações mapeadas e o progresso atual (X/Y steps e %). Clicar abre um modal com cinco blocos — Contexto clínico, Teoria e princípios, Anatomia, Itens & instrumentais, Validação de complexidade — antes de o aluno se comprometer com a trilha.
4.2 Mapa cirúrgico — grafo navegável do procedimento
Construído como um grafo em SVG/WebGL com nós representando protocolo, fases, steps, complicações, desfechos e resoluções. Arestas codificam hierarquia (fase → step) e contingência (complicação → desfecho → resolução). Recursos: zoom (0.18×–2.4×), pan por drag, dois botões de massa ("Expandir tudo" e "Colapsar para protocolo") e clique em qualquer nó abre um painel lateral com o detalhe clicado. Em cada nó/step há um botão toggle que registra/desfaz o step, creditando ou removendo XP em tempo real.
4.3 Imersivo — estrutura dual-panel
O modo imersivo é o coração didático. Três regiões: à esquerda o índice de steps (com % por step), ao centro o player do step corrente com overlay de marcadores, à direita a árvore de complicações → desfechos → resoluções do step atual. Quando o step atual tem recursividade, o ícone ↻ aparece para reentrada no mesmo caso clínico. Controles: iniciar, reiniciar, próximo/anterior.
4.4 Dashboard — KPIs e linha temporal
O dashboard agrega tudo em uma única superfície: cards de KPI (XP, minutos, engajamento, %), linha temporal dos eventos de XP, histograma de tempo de uso por dia, gráfico de progresso por fase e o gráfico de amostragem do ranking (coorte de pares). Tudo é plotado com Chart.js v4.4.1 embutido offline.
4.5 Ranking & radar
O ranking mostra a posição do usuário corrente em relação à amostragem completa de contas cadastradas neste navegador. O confronto direto é feito em gráfico radar com eixos como tempo de uso, XP total, validações, recursividades e completude por nível de dificuldade.
4.6 Gestão
Painel administrativo. O acesso é feito com role gating (role="admin") na autenticação; usuários comuns não enxergam a aba. Permite editar as 8 fases do protocolo, os steps de cada fase, as complicações mapeadas, os desfechos e as resoluções. Alterações são imediatas e afetam todos os usuários a partir do próximo refresh.
4.7 Usuários
Catálogo de todas as contas conhecidas (locais). Mostra avatar, nome, especialidade, último acesso, XP acumulado, nível e link de troca rápida. Toggle "mostrar apenas meu usuário" para foco individual.
5.Gamificação — XP, badges e marcos
Tabela de XP por status do evento, multiplicador por tempo e três famílias de conquistas.
5.1 Sistema de pontos (XP)
| Status do evento | XP | Racional pedagógico |
|---|---|---|
| validado | 10 pts | Step concluído corretamente — creditado por toggle explícito do usuário no mapa ou no painel do step. |
| pendente | 5 pts | Em revisão — creditado parcialmente; virar "validado" ou "rejeitado" depois que o usuário revisa. |
| rejeitado | 0 pts | Marcado como erro; remoção completa do XP e da marcação de progresso. |
| Engajamento por tempo | 2 pts/min | Somado ao XP bruto: xpOf(u) + minutesOf(u) × 2. Recompensa consistência de prática. |
300 + 240 × 2 = 780 pts de engajamento. Essa métrica é o que alimenta o radar de ranking.5.2 Três famílias de conquistas (badges)
A · Badges por nível de dificuldade
B · Badges por fase
Para cada uma das 8 fases, badge dedicada ao concluir 100% dos steps daquela fase. Exemplo: $[Fase 1 concluída · 🛏️ para a fase de posicionamento.
C · Marcos de engajamento
🌱 Primeiro avanço
Registrou o primeiro step da trilha. Marco inicial da jornada gamificada.
🧠 Trilha integral
100% dos steps do procedimento indexado (spine-fusion-l4l5-l5s1). Faixa máxima do currículo.
⏱️ Consistência
7 dias consecutivos com pelo menos 30 minutos de uso registrado.
↻ Resiliência
Resolveu pelo menos 3 casos com complicação usando uma resolução recursiva (↻).
6.Modelo de dados e governança clínica
Schema local, chaves de armazenamento e ciclo de vida dos eventos.
6.1 Modelo de dados do usuário
id · username · name · avatar · spec · role · procevents[] — cada evento tem id · f · s · kind · label · at · status · loopdays{} — map com chave ISO YYYY-MM-DD e valor em minutos do diasessions[] — at · min · result (exitosa|insucesso) · f · s · stepscredits — 50 iniciais; debitados em ações pesadascreated — timestamp ISO para a curva de aprendizado6.2 Camada de dados do procedimento
Constante LF indexa o protocolo e suas 8 fases com schema:
n · ic · diff · t · ctx · theory · anatomy · it[] · tec[] · steps[]n · t · ctx · it[] · pitfall · dica · c[] (complicações)severity (high|medium|low) · o[] (desfechos)n · t · o[] (resoluções; podem ser recursivas ↻)6.3 Identificadores únicos
O sistema gera identificadores à prova de colisão no boot: uid() ⇒ 'u' + Date.now().toString(36) + uidc.toString(36). As fases usam 'f' + n + '-s' + step como chave composta para steps concluídos. Isso permite diffs incrementais entre cargas sem serializar objetos inteiros.
7.Pipeline pedagógico (extraído do texto anexo)
Da captura física ao conhecimento recuperável: cinco etapas assíncronas com RAG restrito.
Captura física
Procedimento ou aula registrado com consentimento; checklist de privacidade nasce aqui (não no pós).
Ingestão & integridade
Upload a object storage com hash de integridade, classificação de sensibilidade, jurisdição de armazenamento.
Índice temporal
Transcodificação HLS, transcrição Whisper fine-tuned, segmentação com sobreposição → linha do tempo única.
Camada de conversa
Comentários, notas aclaratórias, referências, alertas de complicação — fixados a segmentos e revisitáveis.
RAG restrito
Resposta da IA só com segmentos recuperados; sem extrapolação; citação de timestamp obrigatória.
Tabela comparativa por camada
| Camada | Tecnologia proposta | Função pedagógica |
|---|---|---|
| Ingestão & áudio | OpenAI Whisper fine-tuned em PT/Latim neurocirúrgico | Transcrição sincronizada e extração de marcos verbais. |
| Visão computacional in situ | SAM-Med 2D/3D adaptado | Segmentação de planos fasciais, vascularização, parênquima e interações de instrumentais; máscaras convertidas em coordenadas vetoriais (SVG/WebGL). |
| Ontologia cirúrgica | GraphRAG + Neo4j | Micro-etapas, estruturas anatômicas, riscos e protocolos de resgate interconectados por arestas de contingência. |
| Frontend | HTML5 / CSS3 / WebGL / JS | Renderização fluida do player, overlays gráficos e dashboards interativos. |
8.Mapa de fases e níveis de dificuldade
As 8 fases do protocolo spine-fusion-l4l5-l5s1 com seus níveis.
| # | Ícone | Fase | Nível | Tendência de progresso (típica) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 🛏️ | Posicionamento & abordagem inicial | 🟢 Básico | |
| 2 | 🔪 | Incisão & exposição | 🟢 Básico | |
| 3 | 🪚 | Preparo do leito receptor | 🟡 Intermediário | |
| 4 | 🧷 | Instrumentação pedicular | 🟡 Intermediário | |
| 5 | 🧪 | Preparo do enxerto / cage | 🟠 Avançado | |
| 6 | 🧊 | Compressão & ajuste de lordose | 🟠 Avançado | |
| 7 | 🔩 | Fixação definitiva | 🔴 Crítico | |
| 8 | 🩹 | Fechamento & curativo | 🟡 Intermediário |
9.Segurança, persistência e ethics
O que o protótipo faz e o que não faz — explicitamente.
9.1 Persistência local
localStorage['lfm3d.immersive.v1'] · DBKEYlocalStorage['lfm3d.accounts'] · ACCTKEYlocalStorage['lfm3d.session.key'] · SESSKEYCREDSESS — lfm3d.session.cred · sessionStorage ou localStorage (se "manter conectado")localStorage['lfm3d.exp'] · Array de IDs de nós abertos9.2 Limitação explícita (relevante para uso clínico)
9.3 Interoperabilidade futura
| Subdomínio do ecossistema | O que o LearnFlow.M3D consome | O que devolve |
|---|---|---|
| m3d.pro | Tokens visuais, governança de marca | Identidade visual em todas as superfícies educacionais |
| tele.m3d.pro | Gravações de teleconsulta consentidas, contexto FHIR R4 | Trechos clínicos endereçáveis para estudo de caso |
| interligas.m3d.pro | Curadoria por especialidade, validação de transcrição, trilhas de ensino | Índice federado por Especialidade e selo de revisão clínica |
| pod.m3d.pro | Episódios, capítulos, convidados | Reuso de transcrição e busca do mesmo pipeline |
| cypher.m3d.pro | Políticas de RBAC, retenção, residência de dados, auditoria | Telemetria de acesso e trilha de auditoria auditável |
10.Acesso à versão corrente
O link de produção e os dados de versão estão em uma única URL.
URL oficial
https://learnflow.m3d.pro/version
A página acima entrega o executável mais recente do módulo (com Chart.js v4.4.1 embutido offline), aplicação de patches de segurança, keymap de contas pré-carregadas e ajustes gamificados posteriores ao documento.