Roadmap de Desenvolvimento
O desenvolvimento do KokoroSim está organizado em grandes marcos arquiteturais e eletrofisiológicos.
🚀 KokoroSim v2.0 (Marco Eletrofisiológico e Hemodinâmico em Rust + WASM) ✅ CONCLUÍDO
Fase 1: Transição Arquitetural (Rust + WASM + Dioxus) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Migração de todo o motor matemático de equações diferenciais para Rust nativo.
- [x] Compilação do motor para WebAssembly (WASM) com otimizações de alto rendimento.
- [x] Reescrever a interface de usuário reativa utilizando Dioxus 0.6 e Signals.
- [x] Pipeline de execução em lote (
run_batch) com amostragem direta em memória compartilhada WASM. - [x] Ambiente de desenvolvimento local (
run_local.sh) com monitoramento de arquivos, livereload, debounce e compilação concorrente assíncrona.
Fase 2: Condução Fisiológica por Corrente e Fibras de Purkinje ✅ CONCLUÍDO
- [x] Eliminação da assincronia e marcapasso parasita ventricular (remoção do timer rígido de 1000 ms).
- [x] Substituição de grampeamentos de voltagem por injeção transitória de corrente despolarizante ($I_{stim}$).
- [x] Transposição do modelo biofísico de Stewart et al. (2009) para a célula de Purkinje humana (20 variáveis de estado, integração em ms, canais $I_f$, $I_{to}$, $I_{sus}$).
- [x] Acoplamento da cadeia completa: Nó SA $\to$ Átrio $\to$ Nó AV $\to$ Purkinje / His $\to$ Ventrículo.
- [x] Automatismo terciário de escape idioventricular (~30 BPM) em caso de bloqueio atrioventricular.
Fase 3: Heterogeneidade Transmural Ventricular e ECG Dipolar ✅ CONCLUÍDO
- [x] Implementação dos 3 subtipos ventriculares de ten Tusscher & Panfilov (2006):
- Endocárdio (Subendocárdio): $G_{to}$ baixo ($0.073$), platô arredondado, ativado primeiro via Purkinje.
- Célula M (Mid-miocárdio): $G_{Ks}$ reduzido ($0.098$), platô estendido, substrato para dispersão do QT.
- Epicárdio (Subepicárdico): $G_{to}$ robusto ($0.294$), entalhe proeminente na Fase 1, APD curto, repolariza primeiro.
- [x] Condução transmural intramiocárdica com velocidade finita (Endo $\to$ M-cell em ~6ms $\to$ Epicárdio em ~12ms).
- [x] Gênese biofísica do Eletrocardiograma (ECG) a partir do gradiente dipolar de campo distante: $$\text{ECG}(t) = 0.15 \cdot V_{atrio} + 0.55 \cdot (V_{endo} - V_{epi}) + 0.25 \cdot (V_M - V_{epi})$$ gerando organicamente a Onda P, o Complexo QRS escarpado e a Onda T POSITIVA e fisiológica.
Fase 4: Dromotropismo Dinâmico e Condução Decremental no Nó AV ✅ CONCLUÍDO
- [x] Eliminação de atrasos nodais estáticos.
- [x] Implementação da condução decremental frequência-dependente (aumento do retardo sob taquicardia devido à cinética de recuperação do $I_{Ca,L}$).
- [x] Modulação autonômica do atraso nodal: simpático encurta o PR (dromotropismo +); vagal alarga o PR (dromotropismo -).
- [x] Sensibilidade a bloqueadores de cálcio (Verapamil) e isquemia, induzindo Bloqueios AV de 1º, 2º e 3º grau com escape terciário de Purkinje.
Fase 5: Fibroblastos Cardíacos e Acoplamento Eletrotônico (MacCannell et al., 2007) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Implementação do modelo biofísico do Fibroblasto Cardíaco Humano (MacCannell et al., 2007) com $C_f = 6.3\text{ pF}$, canais $I_{Kv}$, $I_{K1}$, $I_b$ e bomba eletrogênica $I_{NaK}$.
- [x] Acoplamento eletrotônico miócito-fibroblasto via junções comunicantes ($I_{gap}$ bidirecional) com condutância $G_{gap} = \text{fibrose} \times 4.0\text{ nS}$.
- [x] Simulação de dreno capacitivo, despolarização parcial diastólica do miócito (inativação de $I_{Na}$ em repouso) e lentificação da condução intramiocárdica proporcional à fibrose.
- [x] Visualização no osciloscópio de Potencial de Ação com canal lilás (
#a29bfe) e slider de controle de Fibrose Miocárdica (0% a 100%).
Fase 6: Acoplamento Eletromecânico, Hemodinâmica e Áudio (Wiggers) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Acoplamento Excitação-Contração via cinemática cooperativa de ligação de Cálcio na Troponina C.
- [x] Modelo de Elastância Ventricular Variável no Tempo ($E(t)$) de Suga & Sagawa para calcular a Pressão Ventricular Esquerda ($LVP$).
- [x] Acoplamento hidráulico com modelo arterial Windkessel de 3 elementos para calcular a Pressão Aórtica ($AoP$) com incisura dicrótica.
- [x] Dinâmica valvar das cúspides mitral e aórtica acionadas por gradientes pressóricos instantâneos.
- [x] Síntese de Áudio Biofísico via Web Audio API:
🔊 Bip de Monitor (UTI)acoplado à detecção de onda R (880 Hz).🩺 Ausculta de Bulhas (B1 / B2)acoplada ao fechamento das valvas mitral e aórtica.- [x] Compressão horizontal do traçado (janela de 2.5s com capacidade de 500 amostras, comportando > 3 ciclos completos).
Fase 7: Otimização Numérica Híbrida (Rush-Larsen) e Acessibilidade Universal (Mobile/Low-End) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Diagnóstico e resolução do gargalo de rigidez numérica (stiffness) dos canais rápidos de sódio ($m$).
- [x] Integração analítica exata Rush-Larsen para todos os portões de condutância iônica em Ventrículo (ten Tusscher 2006), Purkinje (Stewart 2009) e Átrio (Courtemanche 1998).
- [x] Elevação do passo de integração para $dt = 0.01\text{ ms}$ com 100% de estabilidade e redução de 10x no orçamento de cálculo (1.600 passos por quadro de 16 ms a 60 FPS).
- [x] Execução em 1x tempo real garantida com consumo de CPU mínimo (< 5-10%) em smartphones, tablets, Chromebooks e computadores de baixo custo.
- [x] Recalibração acústica das bulhas B1 e B2 com pitch sweeps (140 $\to$ 85 Hz e 240 $\to$ 160 Hz) e ganho otimizado para microtransdutores de celulares e laptops.
- [x] Formalização do requisito não-funcional de acessibilidade e computação inclusiva no
./arquitetura.html.
Fase 8: Modos de Exibição do Osciloscópio, Gatilho Biofísico e Onda Fantasma ✅ CONCLUÍDO
- [x] Implementação dos 5 modos de exibição temporal: Fita Deslizante (Padrão), Varredura Contínua (Monitor UTI com barra apagadora), Paginação Sincronizada (Triggered Paged), Gatilho Automático (Auto-Trigger por batimento) e Gatilho Único (Single-Shot congelado).
- [x] Detecção no motor e sincronização biofísica da varredura temporal pela Fase 0 do Nó Sinoatrial (marcapasso primário), preservando a sequência anatômica estrita (SA $\to$ P $\to$ PR $\to$ QRS $\to$ T).
- [x] Botão
⚡ DISPARAR / ARMAR PRÓXIMO CICLOpara captura e congelamento de 1 batimento no modo Single-Shot. - [x] Onda Fantasma Bio-Sincronizada (Ciclo Fechado $RR$ na Fase 0 do Nó SA): captura precisa de 1 batimento basal completo, suporte fisiológico a espaçamento (bradicardia com repouso em $V_{rest}$) e encurtamento (taquicardia com reinício imediato), re-ancoragem em tempo real na fita deslizante e renderização sólida esmaecida (1.2px,
rgba(..., 0.35)) anti-fadiga visual para neurodivergentes (zero marching ants). - [x] Higienização de Memória e Reset Limpo: inicialização e apagamento de buffers com sentinelas
NaNnos modos de varredura e gatilho automático, eliminando qualquer rastro residual de ciclos anteriores. - [x] Controle de Pausa / Congelamento da Simulação: botão
[ ⏸ CONGELAR ]/[ ▶ CONTINUAR ]no cabeçalho da barra lateral, permitindo suspender o cálculo biológico e o áudio instantaneamente para inspeção estática. - [x] Marcadores Visuais Acústicos Multicanal: linhas verticais correspondentes desenhadas simultaneamente em todos os 4 canais (amarelo tracejado para Onda R/UTI, verde para B1 e coral para B2).
🔬 Próximos Passos (KokoroSim v2.1+)
Fase 9: Modernização de Infraestrutura e Qualidade de Software (Rust 2024 & Dioxus 0.7)
- [ ] Migração para Rust Edition 2024: Adoção das novas convenções de compilação, closures assíncronas otimizadas e lifetimes estritos para WebAssembly.
- [ ] Atualização para Dioxus 0.7: Transição para o novo reconciliador de Virtual DOM e reatividade avançada de Signals, reduzindo o overhead de renderização do osciloscópio.
- [x] Harness de Testes Automatizados E2E e Wasm:
- [x] Testes unitários do motor numérico em Rust nativo e Wasm (validação de invariantes matemáticas, estabilidade de $V_m$, ausência de
NaN, resiliência e não-congelamento sob espectro extremo de parâmetros). - [x] Suíte de testes de interface end-to-end com Playwright em modo headless e worker único: validação de inicialização WASM, 4 canais de osciloscópio, congelamento/pausa, captura da Onda Fantasma bio-sincronizada, disparo Single-Shot, reset de parâmetros, 3 camadas padrão ativas e legendas humanizadas.
- [x] Testes de regressão biofísica e roteiro prático universitário: verificação programática dos 4 experimentos clínicos (Nernst e hipercalemia, dromotropismo e BAVT com Verapamil, modulação simpático/vagal com Wiggers, e acoplamento heterocelular com fibroblastos).
Fase 10: Osciloscópio Modular, Calibração Eletrocardiográfica (Padrão Livro-Texto) e Grade Isotrópica
- [ ] Canais Modulares com Dropdown Dupla em Cascata:
- Implementação de seletor duplo no cabeçalho de cada um dos 4 osciloscópios (
CH-01aCH-04), tornando todos os canais 100% dinâmicos e intercambiáveis. - 1ª Dropdown (Domínio Fisiológico):
Potenciais de Ação,Eletrocardiograma (ECG),Cinética Iônica e Transportadores,Hemodinâmica (Wiggers & Alça PxV),Espirometria e Mecânica Respiratória. - 2ª Dropdown (Visão ou Derivação Contextual): Ajusta-se dinamicamente conforme o domínio selecionado na primeira.
- [ ] Recalibração do ECG (Morfologia Clássica de Livro-Texto):
- Resolução da distorção do traçado da v2 (onde a diferença direta $V_{endo} - V_{epi}$ produzia ruído e ausência de morfologia escarpada realista).
- Reintrodução da síntese biofísica espaço-temporal calibrada (como no modelo consagrado da v1):
- Onda P: Deflexão atrial suave, arredondada e com duração fisiológica (~80 ms).
- Complexo QRS: Deflexão ventricular afiada, escarpada e bifásica/trifásica (ondas Q, R e S nítidas com largura < 120 ms modulada por bloqueadores de sódio).
- Onda T ("Morrinho"): Repolarização suave, positiva e assimétrica modulada por potássio e bloqueadores de $I_K$.
- [ ] Grade Biomédica Proporcional do ECG (Isotrópica 40 ms × 0.1 mV):
- Mapeamento matemático em pixels preservando a proporção 1:1 rigorosa do papel milimetrado de ECG:
- Quadradinhos pequenos: $40\text{ ms}$ (horizontal) $\times$ $0.1\text{ mV}$ (vertical).
- Quadradões grandes: $200\text{ ms}$ ($5\text{ quadradinhos}$) $\times$ $0.5\text{ mV}$ ($5\text{ quadradinhos}$).
- Garantia de que 1 quadradinho no Canvas seja visualmente um quadrado perfeito, permitindo diagnóstico imediato por contagem visual de quadradinhos (PR em 3–5 quadradinhos, QRS < 3 quadradinhos, R com 10 quadradinhos de altura).
- Toggle de ganho rápido: padrão $1N$ ($10\text{ mm/mV}$) e $2N$ ($20\text{ mm/mV}$).
- [ ] ECG de 12 Derivações Clínicas:
- Projeção tridimensional do dipolo cardíaco nas derivações periféricas de Einthoven/Goldberger (DI, DII, DIII, aVR, aVL, aVF) e precordiais horizontais (V1 a V6).
- Modo Vetorcardiograma 2D ($DI \times aVF$) traçando o loop elétrico frontal instantâneo e o cálculo do Eixo Elétrico Cardíaco em graus.
- [ ] Escalas Metrológicas Dinâmicas em Todos os Gráficos:
- Indicação numérica visual contínua dos eixos em cada canal: Topo (Valor Máximo $Y_{max}$), Centro (Valor Médio / Zero $Y_{mid}$) e Base (Valor Mínimo $Y_{min}$) acompanhados das respectivas unidades de engenharia biomédica ($mV$, $mmHg$, $L$, $L/s$, $\mu M$).
Fase 11: Transparência Iônica Celular e Reestruturação das Sanfonas
- [ ] Origem e Identificação da Célula na Cinética Iônica:
- Discriminação explícita de qual célula está sendo inspecionada dentre os 7 subtipos simulados (Nó SA, Músculo Atrial, Nó AV, Fibras de Purkinje, Endocárdio, Célula M, Epicárdio ou Fibroblasto).
- Seletor de célula e correntes na 2ª dropdown do canal iônico (ex: inspecionar o influxo de cálcio no Nó SA via canais T e L vs. Epicárdio Ventricular via RyR e SERCA).
- [ ] Desacoplamento e Reestruturação das Sanfonas do Menu Esquerdo:
- Sanfona 0: Dedicada exclusivamente aos modos de osciloscópio (rolling, sweep, paged, single-shot) e às ferramentas de captura da Onda Fantasma.
- Nova Sanfona (Células & Camadas Ativas): Controle independente de quais subtipos celulares estão ativos no CH-01 de potenciais de ação.
- Nova Sanfona (Canais Iônicos & Cinética): Checkboxes coloridos para habilitar correntes individuais ($I_{Na}$, $I_{Ca,L}$, $I_f$, $I_{Kr}$, $I_{Ks}$, $I_{K1}$, $[Ca^{2+}]_{SR}$).
- Nova Sanfona (Mecânica Respiratória & Espirometria): Controles ventilatórios e disparos de manobras pulmonares.
Fase 12: Mecânica Respiratória, Espirometria e Acoplamento Cardiorrespiratório (Pulmo Lab) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Modelagem Matemática de Volumes e Capacidades Pulmonares Estáticos e Dinâmicos:
- Volume Corrente ($V_T$ ~500 mL): Volume ventilado na respiração tranquila de repouso.
- Volume de Reserva Inspiratório ($VRI$ ~3.000 mL): Volume máximo adicional inspirado pós-eupneia.
- Volume de Reserva Expiratório ($VRE$ ~1.100 mL): Volume máximo expelido pós-expiração normal.
- Volume Residual ($VR$ ~1.200 mL — o ar que fica): Volume de gás que permanece obrigatoriamente retido nos alvéolos mesmo após expiração forçada máxima, impedindo o colapso pulmonar.
- Cálculo contínuo das capacidades:
- Capacidade Vital Forçada ($CVF = V_T + VRI + VRE$ ~4.600 mL)
- Capacidade Residual Funcional ($CRF = VRE + VR$ ~2.300 mL — repouso elástico torácico)
- Capacidade Pulmonar Total ($CPT = CVF + VR$ ~5.800 mL)
- [x] Manobra de Espirometria Forçada e Gráficos Respiratórios:
- Botão de disparo animado
[ 💨 INICIAR MANOBRA DE ESPIROMETRIA ]no menu lateral do Pulmo Lab. - Espirograma Dinâmico ($V \times t$): Curva contínua de volume no tempo com mensuração automática de $VEF_1$ (Volume Expiratório Forçado no 1º segundo) e do Índice de Tiffeneau ($VEF_1 / CVF$, ~82.6% fisiológico).
- Fluxo Aéreo Instantâneo ($\dot{V} \times t$): Traçado com identificação do Pico de Fluxo Expiratório (PEF) e padrão diagnóstico morfológico de distúrbios obstrutivos (asma/DPOC com concavidade expiratória) e restritivos.
- Laudo Funcional Automatizado: Diagnóstico em tempo real diferenciando padrões normais, obstrutivos e suspeita de restritivos.
- [x] Acoplamento Cardiorrespiratório e Pressão Pleural:
- Dinâmica da Pressão Intrapleural ($P_{pl}$) oscilando entre $-8\text{ cmH}_2\text{O}$ e $-5\text{ cmH}_2\text{O}$ em repouso e até $+30\text{ cmH}_2\text{O}$ na manobra forçada.
- Arritmia Sinusal Respiratória (RSA): Modulação autonômica do Nó Sinoatrial (Severi) pela respiração (taquicardia transitória na inspiração por inibição vagal; bradicardia na expiração por eferência parassimpática).
- Recalibração Fisiológica de Longo Prazo da RSA: Atenuação do ganho vagal excessivo e balanceamento simpático-vagal ($\Delta FC \approx \pm 3\text{--}5\text{ BPM}$), eliminando a bradicardia progressiva e o colapso pressórico aórtico em repouso prolongado.
- Harness de Validação e Baseline de Longo Prazo (300s): Teste automatizado sob demanda (
long_baseline_300s.rs) certificando 5 minutos ininterruptos de estabilidade hemodinâmica eutrófica (PA 122/71 mmHg, 412 batimentos, FE 51–58%, sem colapso por bradicardia). - Controle Didático no Cardio Lab: Inclusão de toggle independente de RSA na sanfona de monitorização do Cardio Lab para comparação direta imediata.
- Monitor Cardíaco no Pulmo Lab: Telemetria contínua de Frequência Cardíaca ($FC$) e Débito Cardíaco ($DC$) no HUD do Pulmo Lab para feedback cardiovascular durante manobras ventilatórias.
- [x] Arquitetura de Abas Especializadas (
.lab-tabs): - Divisão da interface em dois grandes espaços de trabalho (
💓 CARDIO LABe🫁 PULMO LAB) sem perda de continuidade do motor biofísico em segundo plano a 60 FPS.
Fase 13: Hemodinâmica Avançada, Ciclo de Wiggers e Alça Pressão-Volume ($P \times V$) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Diagrama de Wiggers Completo e Alça Pressão-Volume ($P \times V$):
- [x] Cálculo contínuo de volumes ventriculares: Volume Diastólico Final (VDF), Volume Sistólico Final (VSF), Volume Sistólico e Fração de Ejeção ($FE = VS / VDF$).
- [x] Novo traçado bidimensional em plano de fase exibindo a alça $P \times V$ dinâmica em tempo real (resposta direta à contratilidade via ESPVR, complacência via EDPVR, pré-carga e pós-carga).
- [x] Refinamento da rotulagem clínica do osciloscópio 2D para
CH-PV [ 圧力-容積ループ // ALÇA PRESSÃO-VOLUME DO VE ]com discriminação visual de eixos ($mmHg \times mL$) e fases do ciclo. - [x] Mecânica e Pressão Atrial: Ondas a (contração atrial ativa pós-onda P), c (abaulamento isovolumétrico da mitral) e v com descenso y (enchimento sistólico passivo e esvaziamento diastólico).
- [x] Patologias Valvares e Desafios Hemodinâmicos:
- Modelagem de Estenose Aórtica (gradiente transvalvar sistólico patológico > 40 mmHg e sobrecarga pressórica com efeito Anrep).
- Insuficiência Aórtica (regurgitação diastólica com colapso de pressão aórtica diastólica < 50 mmHg e sobrecarga volumétrica).
- Estenose Mitral (hipertensão atrial esquerda > 18 mmHg por retardo de esvaziamento diastólico).
- Insuficiência Mitral (regurgitação sistólica ventrículo-atrial gerando onda v patológica gigante > 25 mmHg).
- [x] Controles Clínicos e Telemetria Sistólica na Interface:
- Nova sanfona no Cardio Lab (
8. 弁膜症 // Valvopatias & Dinâmica Valvar) com sliders contínuos de Estenose Aórtica, Insuficiência Aórtica, Estenose Mitral e Insuficiência Mitral. - Telemetria no HUD com Fração de Ejeção ($FE$), Volume Sistólico ($VS$) e Débito Cardíaco ($DC$) atualizados ciclo a ciclo.
- [x] Validação e Suíte de Testes E2E (Playwright):
- 10 cenários automatizados cobrindo Wiggers, alça $P \times V$, estabilidade hemodinâmica sob valvopatias e persistência em segundo plano.
Fase 13.1: Acoplamento Sistêmico de Guyton, Retorno Venoso e Resposta à Ortostase (MED-7002 / Issue #2) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Modelo de Retorno Venoso de Arthur Guyton:
- Equação fundamental de acoplamento sistêmico: $RV = (PMES - PVC) / R_{rv}$.
- Dinâmica contínua de conservação de massa para a Pressão Venosa Central: $\frac{d(PVC)}{dt} = \frac{RV - DC}{C_{venous}}$, estabelecendo convergência estável no ponto de equilíbrio $RV = DC$.
- Acoplamento biofísico de pré-carga atrial esquerda ($p_{la_base}$) derivado de $PVC$ e volume circulante efetivo.
- [x] Desafio Postural e Resposta à Ortostase (Tilt):
- Represamento venoso gravitacional esplâncnico e de membros inferiores (~$32\%$ de redução de $PMES$ e aumento de resistência ao retorno venoso $R_{rv}$).
- Gradiente de coluna hidrostática carotídea ($\Delta P \approx 18\text{ mmHg}$) descarregando imediatamente os barorreceptores do seio carotídeo antes da queda aórtica.
- Resposta compensatória fisiológica de malha fechada via barorreflexo (taquicardia reflexa, vasoconstrição venosa e arteriolar via $\alpha_1$, manutenção de $PAM$).
- [x] Diagrama de Guyton Bidimensional (Frank-Starling vs. Retorno Venoso):
- Novo traçador
GuytonPlotterrenderizando o clássico plano cartesiano $Fluxo \times PVC$ ($0\text{ a }12\text{ L/min} \times -2\text{ a }14\text{ mmHg}$). - Curva de Função Cardíaca (Frank-Starling em ciano
#00f2fe) com sensibilidade inotrópica $\beta_1$ e platô de ejeção máxima. - Curva Vascular de Retorno Venoso (em âmbar
#fdcb6e) com declive $-1/R_{rv}$, intercepto no eixo X em $PVC = PMES$ e platô de colapso venoso em $PVC < 0\text{ mmHg}$ (Guyton waterfall). - Traçado fantasma de referência basal ($PMES = 7.5\text{ mmHg}$, $R_{rv} = 0.85$, $inotropy = 1.0$) desenhado em tracejado sutil quando há intervenções ativas.
- Ponto de Equilíbrio Operacional dinâmico (marcador verde luminoso pulsante
#2ecc71) com coordenadas instantâneas $(\text{PVC}, \text{DC})$. - [x] Controles Clínicos e Comutação 2D no Simulador Web:
- Nova sanfona no Cardio Lab (
9. 循環平衡 // Retorno Venoso & Guyton) com checkbox🚶 Ortostase (Em Pé / Tilt), slider contínuo de volemiaVolemia (PMES)($1.0$ a $15.0\text{ mmHg}$) e botão de atalho rápido para exibição do Diagrama de Guyton. - Seletor de modo no canal 2D inferior direito (
CH-2D): alternância instantânea entre圧力-容積 // Alça P×V (VE)e循環平衡 // Guyton (DC × RV). - Novos pods de telemetria no HUD do Cardio Lab: Pressão Venosa Central (
PVC) e Pressão Média de Enchimento Sistêmico (PMES). - [x] Harness de Testes Automatizados:
- 4 testes de integração em Rust (
guyton_and_orthostasis.rs): equilíbrio normovolêmico, desafio ortostático com taquicardia reflexa, choque hipovolêmico/hemorragia e expansão volêmica. - Suíte Playwright E2E expandida para 12 testes, validando controles de sanfona, telemetria no HUD, comutação bidimensional entre Alça PxV e Diagrama de Guyton e persistência.
Fase 13.2: Dinâmica Capilar, Equilíbrio de Starling Microvascular e Gênese de Edema (MED-7002 / Issue #2 - Bloco C) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Equação de Starling e Dinâmica Transendotelial:
- Filtração capilar líquida: $J_v = K_f \cdot [(P_c - P_i) - \sigma (\pi_c - \pi_i)]$.
- Calibração fisiológica de Pressão Coloidosmótica de Landis-Pappenheimer para Albumina sérica humana: $\pi_c = 4.0 \cdot Alb + 0.60 \cdot Alb^2 + 0.03 \cdot Alb^3$ ($Alb=4.0\text{ g/dL} \implies \pi_c=27.5\text{ mmHg}$).
- Filtro e Capacidade de Compensação Linfática (Lymphatic Safety Factor): drenagem adaptativa que impede acúmulo intersticial enquanto a taxa de filtração permanecer abaixo do limiar de segurança linfática.
- [x] Microcirculação Pulmonar e Edema Cardiogênico vs. Permeabilidade (SDRA / ARDS):
- Acoplamento hemodinâmico direto da Pressão Capilar Pulmonar à Pressão Atrial Esquerda: $P_{cp} = 0.85 \cdot P_{la} + 3.0\text{ mmHg}$.
- Edema cardiogênico induzido por Estenose Mitral ou falência de VE ($P_{la} > 18\text{ mmHg} \implies P_{cp} > 18-20\text{ mmHg}$).
- Edema inflamatório por lesão endotelial e colapso do coeficiente de reflexão de Staverman ($\sigma \to 0.45$, $K_f \uparrow$ em sepse/SDRA).
- Consequência mecânica ventilatória: rigidez tecidual pulmonar proporcional ao líquido alveolar com decaimento da complacência efetiva ($C_{rs}$ efetiva reduzida até $5\times$), redução de volumes estáticos ($V_T, VRI, VRE, CPT$) e queda na saturação de oxigênio ($SpO_2$).
- Diagnóstico espirométrico interativo com alerta de Distúrbio Ventilatório Restritivo por Edema Pulmonar.
- [x] Microcirculação Sistêmica e Gênese de Anasarca / Cacifo (Godet):
- Pressão hidrostática capilar sistêmica acoplada à Pressão Venosa Central: $P_{c,sist} = 0.75 \cdot PVC + 10.0\text{ mmHg}$.
- Hipoalbuminemia severa (< 2.5 g/dL por desnutrição, cirrose ou síndrome nefrótica) colapsando $\pi_c$ (< 10 mmHg) e induzindo edema periférico/anasarca.
- Escala clínica contínua do Sinal de Cacifo / Grau de Godet ($0$ a $4+$) com telemetria instantânea.
- [x] Integração na Interface do kokor心sim:
- Integração de sliders contínuos de Albumina Sérica ($1.0$ a $6.0\text{ g/dL}$) e Permeabilidade Capilar ($0$ a $100\%$) na sanfona de Condições Patológicas (mantendo rigorosamente a estrutura canônica de 10 sanfonas).
- Telemetria no HUD do Cardio Lab: Pressão Capilar Pulmonar (
Pcp), Pressão Coloidosmótica (πc) e Edema Sistêmico (Godet). - Telemetria no HUD do Pulmo Lab: Volume de Edema Pulmonar (
Edema) e Saturação Periférica de Oxigênio (SpO₂). - [x] Suíte de Testes Automatizados:
- 4 testes de integração em Rust (
microvascular_starling.rs): equilíbrio normoalbuminêmico, anasarca por hipoalbuminemia, edema cardiogênico por estenose mitral e lesão de permeabilidade (sepse/SDRA). - 13º teste de integração E2E Playwright validando manipulação de albumina/permeabilidade, colapso oncótico, escala de Godet e telemetria cardiorrespiratória.
Fase 13.3: Fisiologia Renal, Hemodinâmica Glomerular, Natriurese de Pressão de Guyton e Nefro Lab (MED-7002 / Issue #2 - Bloco D) ✅ CONCLUÍDO
- [x] Autoregulação da Hemodinâmica Glomerular (Mecanismo Miogênico & Feedback Tubuloglomerular):
- Equilíbrio hidrostático capilar glomerular ($P_{gc}$) a partir da pressão arterial sistêmica renal ($PAM_{renal}$), controlada por estenose aterosclerótica (modelo 2-rim 1-clipe de Goldblatt) e tônus simpático aferente ($R_a$).
- Autoregulação eficaz de TFG ($120\text{ mL/min}$) e Fluxo Plasmático Renal ($600\text{ mL/min}$) na faixa fisiológica de 75 a 160 mmHg.
- Colapso pré-renal severo (oligúria/anúria) por queda da Pressão Líquida de Ultrafiltração ($NFP$) abaixo de $55\text{ mmHg}$.
- [x] Mecanismo Renal-Líquidos Corporais de Guyton e Balanço Hidrossalino:
- Curva de natriurese e diurese de pressão de Guyton: $\dot{V}u = \dot{V} \cdot (1 + 0.045\Delta PAM + 0.0006\Delta PAM^2)$.
- Conservação de massa contínua no Volume de Líquido Extracelular: $\frac{d(VLEC)}{dt} = \kappa \cdot (\text{Ingesta} - \dot{V}_u - \text{Perdas})$.
- Acoplamento hemodinâmico de malha fechada sobre a Pressão Média de Enchimento Sistêmico de Guyton: $\Delta PMES = 1.5 \cdot (VLEC - 15.0)\text{ mmHg/L}$, fechando o loop de feedback a longo prazo sobre o Débito Cardíaco e Pressão Arterial.
- Infusão de bolus intravenoso rápido (500 mL de cristalóide) com expansão volêmica e natriurese compensatória.
- [x] Farmacologia Tubular e Bloqueio Neuro-Humoral:
- Diuréticos de alça (Furosemida): bloqueio do cotransportador NKCC2 na alça ascendente espessa de Henle, multiplicando a taxa de excreção urinária em até $5\times$.
- Diuréticos tiazídicos (Hidroclorotiazida): inibição do cotransportador NCC no túbulo contorcido distal, multiplicando a excreção em até $2.5\times$.
- Bloqueio do Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (IECA / BRA): vasodilatação da arteríola eferente, redução de $P_{gc}$ e alívio de sobrecarga glomerular com diminuição da fração de filtração.
- [x] Criação do 3º Laboratório Especializado:
🫘 NEFRO LAB: - Nova aba no cabeçalho com identidade visual em Âmbar/Ouro (
#f39c12/#fdcb6e). - 4 novos canais de osciloscópio dedicados a 60 FPS:
- CH-01:
[ 糸球体濾過量 // TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG x Tempo em mL/min) ] - CH-02:
[ 時間尿量 // DÉBITO URINÁRIO INSTANTÂNEO (DU x Tempo em mL/h) ] - CH-03:
[ 腎血流動態 // FLUXO PLASMÁTICO RENAL (FPR x Tempo em mL/min) ] - CH-04:
[ 体液平衡 // VOLUME DE LÍQUIDO EXTRACELULAR (VLEC x Tempo em Litros) ]
- CH-01:
- 3 sanfonas específicas do Nefro Lab:
1. 糸球体動態 // Hemodinâmica & Autoregulação(Estenose, Tônus Aferente, Bloqueio SRAA)2. 尿細管薬理 // Farmacologia Tubular & Diuréticos(Furosemida, Tiazídico)3. 水塩出納 // Balanço Hidrossalino & Volemia(Ingesta hídrica, Botão de Bolus IV de 500 mL)
- Telemetria de alta fidelidade no HUD (10 Hz): $TFG$, $DU$, $FPR$, $FF$, $VLEC$, $PAM_{renal}$, $Na_{exc}$.
- [x] Suíte de Testes Automatizados:
- 4 testes de integração em Rust (
nefro_guyton_closed_loop.rs): autoregulação normotensa, curva de natriurese de pressão sob hipertensão aguda, oligúria pré-renal em choque hipotensivo e expansão por bolus vs. depleção por Furosemida. -
14º teste de integração E2E Playwright validando comutação para o Nefro Lab, renderização dos 4 canais, telemetria do HUD, resposta túbulo-farmacológica à Furosemida e infusão de bolus IV.
-
[ ] Substituição do modelo 0D acoplado por malha bidimensional de diferenças finitas (matriz de 100x100 a 200x200 miócitos).
- [ ] Difusão tecidual contínua com tensor de condutividade anisotrópica.
- [ ] Visualização topográfica de frentes de onda, espirais arritmogênicas (rotor waves), fibrilação ventricular e despolarizações fracionadas.
Fase 15: Modelação Farmacológica Avançada e Novos Protocolos Clínicos
- [ ] Implementação de novos fármacos e toxinas (ex.: digitalina, bloqueadores específicos de $I_{Kr}$, agentes parassimpaticomiméticos).
- [ ] Painel interativo de casos clínicos e cenários patológicos pré-configurados para auxílio diagnóstico e ensino médico.
Fase 16: Arquitetura de Interface Mobile-First e Responsividade Nativa
- [ ] Layout Responsivo Adaptativo para Smartphones (Modo Retrato / Mobile UI):
- Divisão vertical da tela (Split-Screen Mobile): osciloscópio multicanal dinâmico no topo (40–45% da altura de visualização).
- Gaveta de controles inferior colapsável (Bottom Sheet Drawer) operável por gestos de deslize (swipe up/down).
- Sistema de abas horizontais de acesso rápido por domínio de controle.
- Otimização ergonômica de sliders, seletores e botões para zonas de alcance do polegar (hit targets >= 48px).
🏛️ KokoroSim v1.0 (Protótipo Legado em TypeScript/Vite) ✅ CONCLUÍDO
- Marco inicial com simulação zero-dimensional em Web Worker JavaScript, interface estática e modelos celulares iniciais (disponível online em kokorosim.github.io/v1).