MXPA06008073A - Transductor de posicion inalambrico con senalizacion digital. - Google Patents

Abstract

Un aparato para rastrear un objeto incluye un transductor de posicion, el cual esta adaptado para fijarse al objeto; el transductor de posicion incluye un microcontrolador digital, que incluye una pluralidad de pasadores de salida y que opera para generar una salida digital alternante en una frecuencia seleccionada en por lo menos uno de los pasadores de salida; por lo menos una antena de transmision se acopla directamente a por lo menos uno de los pasadores de salida, con el fin de que la por lo menos una antena transmita un campo magnetico en la frecuencia seleccionada como respuesta a la salida digital alternante; un sensor de campo detecta el campo magnetico y genera una senal como respuesta al mismo; un procesador recibe y procesa la senal para determinar las coordenadas del transductor de posicion.

Description

TRANSDUCTOR DE POSICIÓN INALÁMBRICO CON SEÑALIZACIÓN DIGITAL CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a sistemas de detección de posición, y específicamente a la operación de transductores de posición inalámbricos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Varios métodos y sistemas son conocidos en la técnica para rastrear las coordenadas de objetos implicados en procedimientos médicos. Algunos de estos sistemas se basan en la transmisión y recepción de campos magnéticos. En algunos casos, los campos se transmiten por medio de radiadores fuera del cuerpo y se reciben por sensores fijos a un objeto dentro del cuerpo; mientras que en otros casos, los radiadores en el objeto dentro del cuerpo transmiten campos a receptores externos al cuerpo. Las técnicas básicas para computar las coordenadas del objeto con base en los campos detectados son similares en cualquier caso. Por ejemplo, las patentes de E.U.A. 5,391,199 y 5,443,489 para Ben-Haim, cuyas descripciones se incorporan en la presente por referencia, describen sistemas en donde las coordenadas de una sonda intracorporal se determinan utilizando uno o más transductores de campo, tal como un dispositivo de efecto Hall, bobinas, u otras antenas. Dichos sistemas se utilizan para generar información de ubicación con respecto a una sonda médica o catéter. Un sensor, tal como una bobina, se coloca en la sonda y genera señales en respuesta a campos magnéticos externamente aplicados. Los campos magnéticos se generan mediante los transductores de campo magnético, tal como bobinas del radiador, fijos a una estructura de referencia externa en ubicaciones mutuamente separadas, conocidas. Alternativamente, una antena de transmisión en la sonda puede generar los campos magnéticos, que posteriormente se detectan por receptores externos al cuerpo. La publicación de patente PCT WO 96/05768, patente de E.U.A. 6,690,963, y publicación de solicitud de patente de E.U.A. 2002/0065455, todas para Ben-Haim et al., cuyas descripciones se incorporan en la presente por referencia, describe un sistema que genera una posición de seis dimensiones y una información de orientación con respecto a la punta de un catéter. Este sistema utiliza una pluralidad de bobinas del sensor adyacentes a un sitio ubicable en el catéter, por ejemplo cerca de su extremo distal, y una pluralidad d? bobinas del radiador fijas en una estructura de referencia externa. Las bobinas del sensor generan señales en respuesta a campos magnéticos generados por las bobinas del radiador, cuyas señales permiten el cómputo de seis coordenadas de ubicación y orientación.

La patente de E.U.A. 6,239,724 para Doron et al., cuya descripción se incorpora en la presente por referencia, describe un sistema de telemetría inalámbrico para proporcionar coordenadas de un objeto intracorporal. El sistema incluye una unidad de telemetría implantable que tiene (a) un primer transductor, para convertir una señal de potencia recibida desde el exterior del cuerpo en potencia eléctrica para energizar la unidad de telemetría; (b) un segundo transductor, para recibir una señal de campo de colocación que se recibe desde la parte externa del cuerpo; y (c) un tercer transductor, para transmitir una señal de ubicación a un sitio externo al cuerpo, en respuesta a la señal de campo de colocación. La publicación de la solicitud de patente de E.U.A. 2003/0120150, para Govari, cuya descripción se incorpora en la presente por referencia, describe un sistema en donde un transpondedor inalámbrico se fija a un objeto. El transpondedor incluye por lo menos una bobina del sensor, en donde una corriente de señal fluye en respuesta a campos electromagnéticos generados por radiadores fijos, y una bobina de potencia, que recibe un campo de accionamiento por radiofrecuencia (RF) y transporta la energía eléctrica desde el campo de accionamiento para energizar el transpondedor. La bobina de potencia también transmite una señal de salida en respuesta a la corriente de señal a un receptor de señal, que procesa la señal para determinar coordenadas del objeto. La patente de E.U.A. 5,099,845 para Besz et al., cuya descripción se incorpora en la presente por referencia, describe un dispositivo de determinación de ubicación del instrumento médico, que tiene un elemento de radiación que forma parte del instrumento a ser insertado en un objeto (tal como un cuerpo humano). El elemento irradia una señal, que es detectada por al menos un elemento de recepción. El nivel de energía de señal recibido se utiliza para medir la distancia del elemento de radicación desde el elemento de recepción, que posteriormente se indica a un operador del instrumento de manera que pueda localizar el instrumento dentro del objeto. La patente de E.U.A. 5,762,064, para Polvani, cuya descripción se incorpora en la presente por referencia, describe un sistema de colocación magnético médico y un método para determinar la posición de una sonda magnética dentro del cuerpo. Por lo menos dos magnetómetros separados se sujetan a un área en una porción externa del cuerpo próxima a la ubicación deseada de la sonda dentro del cuerpo. El campo magnético tridimensional de la sonda se detecta en los magnetómetros, y la ubicación de la sonda se determina de conformidad con la ubicación del campo tridimensional detectado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En las modalidades de la presente invención que se describen en la presente a continuación, un transductor de posición inalámbrico en miniatura se fija a un objeto que se inserta en el cuerpo de un paciente. El transductor puede contenerse en un implante, por ejemplo, o fijarse a una herramienta que se utiliza para realizar un procedimiento quirúrgico en el paciente. El transductor de posición genera un campo magnético, que se detecta por receptores en ubicaciones fijas, típicamente (aunque no necesariamente) fuera del cuerpo del paciente. En respuesta al campo detectado, las señales de posición de salida de receptores, que se analizan con el fin de determinar las coordenadas del transductor, y en consecuencia del objeto dentro del cuerpo. En algunas modalidades de la presente invención, el transductor de posición comprende un microcontrolador digital, que controla la operación del transductor. El microcontrolador se acopla para accionar una o más antenas de transmisión, tal como antenas de bobina, para generar el campo magnético. Con el fin de hacer al transductor lo más pequeño y simple como sea posible, las antenas se acoplan directamente a los pasadores de salida del microcontrolador, es decir, sin un amplificador análogo adicional interviniendo entre el microcontrolador y las bobinas. El microcontrolador se programa para emitir una salida digital alternante, tal como una onda cuadrada, entre estos pasadores en la frecuencia de accionamiento deseada. Como resultado, las antenas generan campos magnéticos en la frecuencia de accionamiento, y los receptores pueden sintonizarse para detectar los campos en esta frecuencia. En una modalidad, tres bobinas, enrolladas en diferentes direcciones, se accionan mediante diferentes pasadores del microcontrolador con el fin de transmitir tres campos diferentes que se pueden distinguir.

En algunas modalidades de la presente invención, el microcontrolador se configura para recibir datos digitales por medio del enlace descendente inalámbrico, para permitir control externo y reprogramar mientras el transductor se encuentra dentro del cuerpo. Para este propósito, un portador de radiofrecuencia (RF) se transmite hacia el transductor desde una antena fuera el cuerpo. El portador es modulado en amplitud con el fin de transportar datos al sensor. El portador es recibido por una antena, tal como una bobina en un circuito resonante, que se conecta a través de un rectificador directamente a un pasador de entrada del microcontrolador. Ni un amplificador ni un convertidor análogo/digital (A/D) se requiere en este circuito de recepción. Preferiblemente, el microcontrolador simplemente detecta el nivel del envolvente como se proporciona por el rectificador. En una modalidad, el enlace descendente inalámbrico se utiliza para transmitir una señal de sincronización de frecuencia al transductor de posición, al modular la señal portadora de alta frecuencia en la frecuencia de accionamiento deseada del campo magnético a ser generado por el transductor. El microcontrolador acciona la antena de transmisión en sincronía precisa con la señal portadora modulada. Los receptores fuera del cuerpo se sintonizan a la frecuencia (y posiblemente la fase) de la señal de sincronización; y de esta manera pueden detectar de manera confiable los campos débiles transmitidos por el transductor de posición, incluso en presencia de ruido de fondo sustancial. El transductor digitalmente controlado de esta manera logra una frecuencia precisa y un control de fase con sistema de circuitos adicional mínimo y sin la necesidad de componentes de control de frecuencia costosos en el transductor. En algunas modalidades de la presente invención, la potencia para el microcontrolador digital se suministra de manera inductiva desde un radiador de radiofrecuencia (RF) fuera del cuerpo. La potencia RF provoca que la corriente fluya en una o más bobinas de potencia en la unidad del transductor. La corriente se rectifica, y la corriente rectificada se introduce al regulador, que suministra el voltaje DC apropiado al microcontrolador. En una modalidad, el microcontrolador comprende una memoria no volátil, programable, tal como una memoria flash. Con el fin de reprogramar la memoria mientras el transductor está dentro del cuerpo del paciente, el nivel de voltaje de entrada al microcontrolador se conmuta desde un voltaje de operación normal a un nivel de voltaje superior requerido para programación. La conmutación del nivel de voltaje puede lograrse utilizando un regulador de emisión fija, simple, que se conecta a un pasador de entrada conmutable del microcontrolador. El microcontrolador conmuta internamente este pasador de entrada de manera que el pasador de salida puesto a tierra del regulador puede ponerse a tierra alternativamente o puede flotar por arriba de la tierra mediante un voltaje seleccionado. La flotación del pasador puesto a tierra del regulador incrementa el nivel de entrada de voltaje al microcontrolador, permitiendo así que la memoria sea reprogramada con los datos digitales transmitidos por el enlace descendente inalámbrico al transductor. Una técnica similar puede utilizarse para programación remota cuando el transductor comprende una batería, como su fuente de potencia, más que la potencia RF inducida. Por lo tanto se proporciona, de conformidad con una modalidad de la presente invención, un aparato para rastrear un objeto, que incluye: un transductor de posición, que se adapta para fijarse al objeto, y que incluye: un microcontrolador digital, incluyendo una pluralidad de pasadores de salida, y que sea operativo para generar una salida digital alternante a una frecuencia seleccionada en por lo menos uno de los pasadores de salida, y por lo menos una antena de transmisión acoplada directamente por lo menos uno de los pasadores de salida, de manera que al menos una antena transmita un campo magnético a la frecuencia seleccionada en respuesta a la salida digital alternante; un sensor de campo, que se adapte para detectar el campo magnético y para generar una señal en respuesta al mismo; y un procesador, que se acopla para recibir y procesar la señal con el fin de determinar coordenadas del transductor de posición. En modalidades descritas, por lo menos una antena de transmisión incluye una bovina, que tiene una frecuencia resonante en la cercanía de la frecuencia seleccionada. Típicamente, la pluralidad de pasadores de salida del microcontrolador digital incluye por lo menos primeros y segundos pasadores de salida, y la bobina se acopla directamente entre el primer y segundo pasadores de salida. El microcontrolador digital puede ser operativo para generar primeras y segundas salidas digitales alternantes de las fases opuestas a la frecuencia seleccionada en el primero y segundo pasadores de salida, respectivamente. En una modalidad descrita, la salida digital alternante incluye una onda cuadrada. En algunas modalidades, la pluralidad de pasadores de salida incluye al menos primeros y segundos pasadores de salida, y al menos una antena de transmisión incluye por lo menos primeras y segundas bobinas de antena, que se acoplan respectivamente en forma directa al primer y segundo pasadores de salida, y el microcontrolador digital es operativo para generar la salida digital alternante en el primer y segundo pasadores de salida para accionar la primera y segunda bobina de antena en alternación. En una modalidad, la pluralidad de pasadores de salida incluye un pasador de salida adicional, y la primera y segunda bobinas de antena se acoplan directamente entre el pasador de salida adicional y el primer y segundo pasadores de salida, respectivamente. Típicamente, al menos la primera y segunda bobinas de antena se enrollan en ejes mutuamente ortogonales. En algunas modalidades, el aparato incluye un transmisor de referencia, que es operativo para transmitir una señal de radiofrecuencia (RF), que se modula para transportar datos binarios al transductor de posición, en donde el transductor de posición incluye una antena de recepción, que se adapta para recibir la señal, y un circuito de desmodulación, que se acopla a la antena de recepción para desmodular y pasar los datos binarios al microcontrolador digital, y en donde el microcontrolador digital se adapta para generar la salida digital alternante en respuesta a los datos binarios. En una modalidad descrita, la señal RF es modulada en amplitud en respuesta a los datos binarios a una velocidad de datos predeterminada, y el microcontrolador digital incluye un pasador de entrada digital, y el circuito de desmodulación incluye un rectificador, que se conecta directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal RF y para acoplar la señal RF rectificada al pasador de entrada digital. Típicamente, los datos binarios incluyen una señal de sincronización. En algunas modalidades, el aparato incluye un transmisor de potencia, que es operativo para transmitir energía de radiofrecuencia (RF) al transductor de posición, en donde el transductor de posición incluye por lo menos una antena de recepción, que se adapta para recibir la energía de RF transmitida, y un rectificador, que se acopla para rectificar la energía de RF para proporcionar una entrada de corriente directa (DC) al microcontrolador digital. En una modalidad descrita, el transductor de posición es un dispositivo inalámbrico, que se encapsula para inserción en un cuerpo del sujeto. Opcionalmente, el transductor de posición incluye por lo menos un sensor adicional para detectar un parámetro fisiológico en el cuerpo, y por lo menos un sensor de adición se conecta al microcontrolador para transmisión de las lecturas del sensor por medio de por lo menos una antena de transmisión. También se proporciona, de conformidad con una modalidad de la presente invención, un aparato para rastrear un objeto, incluyendo: un transmisor de referencia, que es operativo para transmitir una señal de radiofrecuencia (RF), que se modula a una frecuencia de referencia; un transductor de posición, que se adapta para fijarse al objeto, y que incluye: por lo menos una antena, para recibir la señal de RF y para transmitir un campo magnético; y un microcontrolador digital, que se acopla a por lo menos una antena para recibir la frecuencia de referencia desde la señal de RF, y para accionar al menos una antena para generar el campo magnético en la frecuencia de referencia; un sensor de campo, que se modula para detectar el campo magnético a la frecuencia de referencia y se adapta para generar una señal en respuesta a la misma; y un procesador, que se acopla para recibir y procesar la señal con en el fin de determinar las coordenadas del transductor de posición. En una modalidad descrita, el microcontrolador digital incluye un pasador de entrada digital, y el transductor de posición incluye un rectificador, que se conecta directamente entre por lo menos una antena y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal de RF y para acoplar la señal de RF rectificada al pasador de entrada digital. Adicional o alternativamente, el microcontrolador digital es operativo para accionar al menos una antena para generar el campo magnético en una relación de fase predeterminada con la señal de RF modulada, y el sensor de campo se adapta para detectar el campo magnético en respuesta a la relación de fase. En una modalidad descrita, el microcontrolador digital incluye pasadores de entrada y salida, y en donde por lo menos una antena incluye una antena de recepción, que se acopla a por lo menos uno de los pasadores de entrada, y una antena de transmisión, que se acopla a por lo menos uno de los pasadores de salida. Típicamente, el microcontrolador digital es operativo para accionar la antena de transmisión al generar una onda cuadrada en la frecuencia de referencia en por lo menos uno de los pasadores de salida. También se proporciona adicionalmente, de conformidad con una modalidad de la presente invención, un dispositivo inalámbrico, que incluye: un microcontrolador digital, que incluye un pasador de entrada digital que se adapta para recibir datos binarios; una antena de recepción, que se adapta para recibir una señal de radiofrecuencia (RF), que es modulada en amplitud a una velocidad de modulación predeterminada para transportar datos binarios al dispositivo inalámbrico; y un rectificador, que se conecta directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal de RF y para acoplar la señal de RF rectificada al pasador de entrada digital. En una modalidad descrita, el rectificador incluye un diodo individual, conectado en serie entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital. Típicamente, la señal de RF tiene una frecuencia portadora, y en donde la antena de recepción incluye una bobina, que tiene una resonancia en una cercanía de la frecuencia portadora. En una modalidad, el microcontrolador digital se configura de manera que la apariencia de la señal de RF rectificada en el pasador de entrada digital desencadena una interrupción en el microcontrolador digital. En algunas modalidades, el dispositivo incluye una antena de transmisión, en donde el microcontrolador digital incluye un pasador de salida digital, que se acopla para accionar la antena de transmisión para transmitir un campo magnético en respuesta a los datos binarios. Típicamente, el microcontrolador digital se adapta para generar una onda cuadrada en el pasador de salida digital en sincronía con la velocidad de modulación de los datos binarios. Además se proporciona, de conformidad con una modalidad de la presente invención, un dispositivo inalámbrico, que incluye: una fuente de potencia, que se adapta para generar un voltaje de corriente directa (DC); un regulador, que incluye una entrada de potencia conectada a la fuente de potencia, una salida de potencia, y una salida puesta a tierra, y que es operativa para generar un primer voltaje entre la potencia y las salidas puestas a tierra en respuesta al voltaje de DC; un diodo, que incluye una primera terminal conectada a la salida puesta a tierra del regulador y que incluye una segunda terminal; un microcontrolador digital, que incluye: una memoria no volátil, que es accesible en un modo de sólo lectura cuando se opera en el primer voltaje, y que se programa cuando se opera en un segundo voltaje, superior al primer voltaje; una entrada de potencia, que se conecta a la salida de potencia del regulador; un pasador puesto a tierra, que se conecta a la segunda terminal de diodo; un pasador de entrada, el cual es conmutable a través del microcontrolador entre una primera configuración en la cual el pasador de entrada está conectado al pasador a tierra y una segunda configuración en la cual el pasador de entrada flota; y una entrada de datos, la cual está acoplada para recibir una señal de datos transmitida en el aire, la señal de datos incluye un comando de programación y datos, en donde el microcontrolador está adaptado, en respuesta al comando de programación, para conmutar el pasador de entrada de la primera a la segunda configuración, ocasionando así que el voltaje entre la entrada de potencia y el pasador a tierra incremente al segundo voltaje, y para escribir los datos a \a memoria no volátil mientras el pasador de entrada está en la segunda configuración. En una modalidad descrita, el microcontrolador digital está adaptado, en respuesta a los datos, para transmitir una señal para uso en determinar coordenadas del dispositivo inalámbrico. En una modalidad, la memoria no volátil incluye una memoria flash. Por lo regular, la señal de datos incluye una señal de radiofrecuencia (RF), la cual está modulada para transportar datos binarios al dispositivo, y el dispositivo incluye una antena de recepción, la cual está adaptada para recibir la señal de RF, y un circuito de desmodulación, el cual está acoplado a la antena de recepción para desmodular y pasar los datos binarios a la entrada de datos del microcontrolador digital. En una modalidad descrita, la señal de RF incluye un portador de RF, el cual está modulado por amplitud en respuesta a los datos binarios, y el circuito de desmodulación incluye un rectificador, el cual está conectado directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal de RF. Además, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, se provee un método para rastrear un objeto, que incluye: fijar un transductor de posición al objeto, el transductor de posición incluye un microcontrolador digital, el cual incluye una pluralidad de pasadores de salida; acoplar por lo menos una antena de transmisión directamente a por lo menos uno de los pasadores de salida; generar una salida digital alternante a una frecuencia seleccionada en el al menos uno de los pasadores de salida del microcontrolador digital, para ocasionar que la al menos una antena transmita un campo magnético a la segunda frecuencia; detectar el campo magnético con el fin de determinar coordenadas del transductor de posición. Además, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, se provee un método para rastrear un objeto, que incluye: transmitir una señal de radiofrecuencia (RF) la cual está modulada a una frecuencia de referencia, desde un transmisor de referencia; fijar un transductor de posición al objeto, el transductor de posición incluye al menos una antena, para recibir una señal de RF y para transmitir un campo magnético, y un microcontrolador digital, el cual está acoplado a la al menos una antena para recibir la frecuencia de referencia de la señal de RF, y para accionar la al menos una antena para generar el campo magnético a la frecuencia de referencia; detectar el campo magnético a la frecuencia de referencia con el fin de determinar coordenadas del transductor de posición.

Además, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, se provee un método para operar un dispositivo inalámbrico que incluye un microcontrolador digital, el método incluye: transmitir una señal de radiofrecuencia (RF), la cual está modulada por amplitud a una velocidad de modulación predeterminada para transportar datos binarios al dispositivo inalámbrico; acoplar una antena de recepción al microcontrolador digital al conectar un rectificador directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal de RF y acoplar la señal de RF rectificada al pasador de entrada digital. La presente invención se entenderá de manera más completa a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades de la misma, tomada junto con los dibujos en los cuales: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una ilustración esquemática gráfica de un sistema para detección de posición, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 2 es una ilustración esquemática gráfica que muestra detalles de un transductor de posición, de acuerdo con modalidades de la presente invención; la figura 3 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente elementos funcionales de un sistema de detección de posición, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 4 es una gráfica que muestra esquemáticamente señales de accionamiento generadas por un microtrolador en un transductor de posición, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 5 es una gráfica que muestra esquemáticamente una señal de enlace descendente modulada por amplitud transmitida a un transductor de posición, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 6 es un diagrama de circuito eléctrico que ilustra esquemáticamente un circuito desmodulador acoplado a un microcontrolador, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y la figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente circuitos de control de programación y entrada de potencia en un transductor de posición, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES PREFERIDAS La figura 1 es una ilustración esquemática gráfica de un sistema de rastreo magnético 20 utilizado en cirugía, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Un cirujano 22 realiza un procedimiento médico en un paciente 23 utilizando un herramienta 24. Los implantes 26 son introducidos en el cuerpo del paciente en un sitio quirúrgico, el cual se localiza en este ejemplo en una pierna 30 del paciente. El sistema de rastreo guía al cirujano para realizar el procedimiento, en este ejemplo una operación de articulación de rodilla, al medir y presentar las posiciones de los implantes 26 y herramienta 24. El sistema mide las coordenadas de ubicación y orientación en todo el volumen de trabajo que comprende el sitio quirúrgico. Los implantes 26 y herramienta 24 contienen transductores de posición inalámbricos en miniatura los cuales se describen más adelante a detalle. Cada transductor de posición comprende una o más antenas de transmisión, por lo regular, bobinas, las cuales son accionadas para generar campos magnéticos. Las coordenadas de la herramienta 24 e implantes 26 se determinan con respecto a sensores de campo, tales como almohadillas de ubicación 34, las cuales están fijas al cuerpo del paciente y detectan los campos magnéticos generados por los transductores de posición. En el ejemplo mostrado en la figura 1 , las almohadillas están colocadas en la pantorrilla y muslo del paciente, en proximidad a los implantes 26. Las almohadillas de ubicación comprenden antenas de detección, tales como bobinas, como se muestra más adelante en la figura 2. De manera alternativa o adicional, los sensores de campo se pueden fijar a la mesa de operaciones o en otra estructura en proximidad al paciente 23. Los campos magnéticos generados por los transductores de posición en la herramienta 24 e implantes 26 inducen corrientes en las almohadillas de ubicación 34, las cuales indican la ubicación y orientación de los transductores de posición con respecto a las antenas de detección. En respuesta a las corrientes inducidas (o voltajes correspondientes), las almohadillas de ubicación transmiten señales de posición a una consola de procesamiento de señales 38. La consola procesa las señales recibidas con el fin de calcular las coordenadas de ubicación y orientación de la herramienta 24 e implantes 26. Una computadora 41 (la cual también puede realizar las funciones de la consola 38) presenta gráficamente la información de posición al cirujano en un despliegue 42. Por ejemplo, el despliegue puede mostrar la ubicación y orientación de la herramienta 24 con respecto a los implantes 26 a medida que el cirujano 22 manipula la herramienta durante el procedimiento quirúrgico. Aunque se muestra el uso del sistema 20, para efectos de ilustración, en el contexto de cirugía ortopédica, los principios de la presente invención se pueden aplicar igualmente en otros sistemas y aplicaciones inalámbricos de detección de posición. Por ejemplo, los transductores de posición inalámbricos del tipo aquí descrito se pueden incorporar en otros tipos de implantes y herramientas médicos, tales como catéteres para aplicaciones cardiovasculares, e igualmente pueden ser utilizados en aplicaciones no médicas. La figura 2 es una ilustración esquemática gráfica de un transductor de posición 50 que está encapsulado en el implante 26, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Alternativamente, el transductor 50 puede estar contenido o de otra manera unido a otros tipos de implantes, herramientas y otros dispositivos invasivos. El transductor 50 en esta modalidad ejemplar comprende una o más bobinas de transmisión 52, las cuales por lo regular comprenden cables de bobina devanados sobre un núcleo magnético. El transductor 50 comprende además una o más bobinas de potencia 62 y una bobina de comunicación inalámbrica 60. Las bobinas están montadas en un substrato adecuado 56, tal como una tarjeta de circuito impreso flexible (PCB), y están acopladas a un microcontrolador 58 y elementos de circuito periféricos 59, que igualmente están montados en el substrato. El microcontrolador 58 puede comprender, por ejemplo, uno de la familia MSP430 de procesadores de señal mezclada RISC de 16 bits de potencia ultrabaja, producidos por Texas Instruments (Dallas, Texas). El transductor 50 por lo regular está encapsulado dentro del implante para evitar el contacto entre los elementos del transductor y tejidos y fluidos corporales del paciente. El microcontrolador 58 acciona las bobinas de transmisión 52 para generar los campos magnéticos que son detectados por almohadillas de ubicación 34, como se describe más adelante. El microcontrolador es activado por energía de radiofrecuencia (RF) recibida por las bobinas de potencia 62, y es controlado utilizando señales de control recibidas por la bobina de comunicación 60. Típicamente, la energía de RF y las señales de control son transmitidas por las almohadillas de ubicación 34, además del papel de las almohadillas de ubicación para detectar los campos magnéticos generados por las bobinas de transmisión 52. De manera alternativa o adicional, la potencia de RF y las señales de comunicación pueden ser transmitidas al transductor 50 desde otra fuente. Además, de manera alternativa o adicional, el transductor 50 puede comprender una batería (no mostrada) para activar el microcontrolador. Como otra opción, el microcontrolador puede operar de manera independiente, con base en microcódigos almacenados en una memoria en el transductor, sin entrada de comunicación. Para efectos de simplicidad, la figura 2 muestra solamente una bobina individual en cada uno de los ensambles de transmisor y bobina de potencia, en la práctica cada ensamble por lo regular comprende bobinas múltiples, tales como tres bobinas de transmisión y tres bobinas de potencia. Las bobinas de transmisión pueden estar devanadas juntas, en direcciones mutuamente ortogonales sobre un núcleo, mientras que las bobinas de potencia están devanadas juntas, en direcciones mutuamente ortogonales, sobre otro núcleo. Alternativamente, las bobinas de transmisión y potencia pueden estar traslapadas en el mismo núcleo, según se describe por ejemplo en la solicitud de patente de E.U.A. No. 10/754,751 , presentada el 9 de enero, 2004, cuya descripción se incorpora a la presente como referencia. La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente los elementos funcionales de la almohadilla de ubicación 34 y transductor de posición 50, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La almohadilla de ubicación 34 comprende una unidad de procesamiento 70, la cual se comunica con la consola 38. La unidad de procesamiento acciona una antena de transmisión de potencia 72 para transmitir potencia de RF a las bobinas de potencia 62, y también activa una antena de comunicación 74 para transmitir señales de sincronización y control a la bobina de comunicación 60. De manera alternativa, como se indica anteriormente, estas funciones pueden ser realizadas por otros transmisores (no mostrados) en el sistema 20, o pueden ser eliminadas por completo. Las bobinas de detección 76 detectan los campos magnéticos generados por las bobinas de transmisión 52A, 52B y 52C (referidas colectivamente como bobinas de transmisión 52) en el transductor 50. La unidad de procesamiento 70 filtra, amplifica y digitaliza las señales inducidas en las bobinas de detección 76 con el fin de derivar las señales de posición que son transportadas a la consola 38. Como se indicó anteriormente, las bobinas de transmisión están típicamente devanadas en direcciones mutuamente ortogonales con el fin de generar campos magnéticos con diferentes orientaciones espaciales. De manera similar, las bobinas de detección 76 pueden estar devanadas en direcciones mutuamente ortogonales con el fin de dar resolución direccional de los campos que detectan. Alternativamente, se pueden utilizar diferentes números y configuraciones de bobinas de transmisión y bobinas de detección. Por ejemplo, para ahorrar espacio y reducir la complejidad del transductor 50, el transductor puede comprender solamente una o dos bobinas de transmisión. De manera adicional o alternativa, las bobinas de transmisión y/o las bobinas de detección pueden ser no concéntricas, y cada bobina puede estar devanada en un núcleo diferente. Otras configuraciones de bobinas serán evidentes para los expertos técnica. La energía de RF recibida por las bobinas de potencia 62 es rectificada a través de un rectificador 78, el cual por lo tanto genera una entrada de DC a un circuito de control de voltaje 80. Este circuito está acoplado para proveer un voltaje regulado a los pasadores adecuados 82 del microcontrolador 58. El voltaje de entrada al microntrolador puede variar, según lo descrito más adelante con referencia a la figura 7. Las señales de sincronización y control a la bobina de comunicación 60 son desmoduladas por un circuito de desmodulación 84, el cual emite una señal binaria, modulada por amplitud a otros pasadores 82 del microcontrolador. La operación del circuito de desmodulación se describe más adelante con referencia a las figuras 5 y 6. Aunque solamente se muestra una bobina de comunicación sencilla en la figura 3, el transductor 50 puede comprender alternativamente dos o tres bobinas de comunicación, las cuales pueden estar devanadas en direcciones ortogonales. Estas bobinas pueden estar conectadas en paralelo o en serie al circuito de desmodulación. Incluso otros pasadores 82 (marcados A, B, C, D en la figura 3) están acoplados para accionar las bobinas de transmisión 52A, 52B y 52C. Cada una de las bobinas de transmisión está acoplada entre un pasador respectivo (A, B o C) y un pasador común D. Estos pasadores por lo general son pasadores universales de entrada/salida (GPIO), los cuales pueden ser ajustados por el microcontrolador a un valor de voltaje alto (binario 1 ) o bajo (binario 0) bajo control de software. En la modalidad mostrada en la figura 3, estos pasadores están acoplados directamente a las bobinas 52A, 52B y 52C sin componentes activos intermedios, tales como amplificadores externos al chip del microcontrolador. La figura 4 es una gráfica que muestra esquemáticamente señales de accionamiento 90, 92, las cuales son generadas por el microcontrolador 58 en los pasadores A, B, C y D, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, los pasadores del microcontrolador son accionados, de acuerdo con instrucciones de programa, para generar ondas cuadradas a la frecuencia de transmisión deseada. Por lo general, la frecuencia está en la escala de audio, por ejemplo, aproximadamente 5 kHz, pero alternativamente se pueden utilizar escalas de frecuencia más altas o más bajas. De manera alternativa, si el microcontrolador tiene capacidades adecuadas computacionales y digitales de l/O, puede generar otras formas de salida digital alternante, tal como una salida que se aproxima a una onda triangular o sinusoidal. Las bobinas de transmisión 52 (junto con los cables que conducen a las bobinas y posiblemente otros componentes pasivos unidos a los pasadores del microcontrolador) están diseñadas para tener frecuencias resonantes cercanas a la frecuencia de transmisión, mientras filtran frecuencias más altas. Como resultado, las bobinas de transmisión uniforman las señales de onda cuadrada mostradas en la figura 4 en una forma que es aproximadamente sinusoidal.

Las bobinas de detección 76 detectan los campos magnéticos sinusoidales resultantes. La ausencia de un amplificador externo entre los pasadores del microcontrolador y las bobinas, significa que los campos son débiles, y por lo tanto, es aconsejable que las almohadillas de ubicación 34 estén colocadas en cercana proximidad con los transductores 50. Por otro lado, la frecuencia de los campos transmitidos puede ser controlada de manera muy precisa, para que las bobinas de detección 76 puedan tener ventajosamente una Q muy alta y se puedan ajustar de manera precisa a la frecuencia de las señales de accionamiento 90, 92. Un método que se puede utilizar de manera ventajosa para controlar la frecuencia de transmisión se describe más adelante con referencia a las figuras 5 y 6. Como se muestra en la figura 4, el microcontrolador 58 puede ser programado para accionar las bobinas de transmisión 52 en una configuración de compresión-tracción. Para este propósito, ambos lados de cada bobina están conectados a pasadores de salida activos del microcontrolador, los cuales son accionados con señales de polaridades opuestas. En el ejemplo mostrado en la figura, la bobina 52A es accionada al aplicar la señal 90 al pasador A en un lado de la bobina, mientras se aplica la señal de polaridad opuesta 92 al pasador D, en el otro lado de la bobina. Esta característica incrementa la corriente que fluye a través de la bobina y por lo tanto de la fuerza de la señal transmitida. Cuando se proveen múltiples bobinas de transmisión, como se muestra en la figura 3, el microcontrolador 58 puede accionar las bobinas en un modo de multiplexión en dominio de tiempo (TDM) de manera que cada bobina transmite a su vez en una secuencia de ranuras de tiempo preasígnadas. De esta manera, en el ejemplo mostrado en la figura 4, mientras la bobina 52A es accionada para transmitir un campo magnético, las bobinas de no transmisión 52B y 52C (o pasadores B y C) son accionadas con señales 92 de la misma polaridad que el pasador de retorno D. Como resultado, se suprimen los flujos de corriente parásita en las bobinas 52B y 52C, debido a la recolección desde la bobina de transmisión 52A. Posteriormente, cada uno de los pasadores B y C es accionado a su vez con la señal 90 durante las ranuras de tiempo asignadas, mientras que los pasadores restantes son accionados con las señales 92. Opcionalmente, el microcontrolador 58 puede ser programado para transmitir mensajes codificados a través de los mismos pasadores de GPIO que se utilizan para generar los campos magnéticos. Por ejemplo, al iniciar el sistema 20, el microcontrolador puede transmitir la ID del sensor y parámetros de calibración. Los mensajes son recibidos por la consola 38 a través de las bobinas de detección 76. La figura 5 es una gráfica que muestra esquemáticamente una señal de alta frecuencia modulada por amplitud 94 transmitida por la antena de comunicación 74, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La señal 94 comprende un portador de RF de alta frecuencia, el cual por lo regular puede estar en la escala de 40 MHz, aunque también se pueden utilizar escalas de frecuencia más altas o mas bajas. El portador es modulado por amplitud con el fin de transportar datos al sensor. En el ejemplo mostrado en la figura, el periodo de modulación T es 200 µs, es decir, el portador se modula a 5 kHz que es igual a la frecuencia de ejemplo de las señales de impulso 90 y 92 (figura 4). La figura 6 es un diagrama de circuitos eléctricos que muestra esquemáticamente detalles del circuito de desmodulación 84 de conformidad con una modalidad de la presente invención. Un capacitor 96 está acoplado a través de la bobina de comunicación 60 para definir un circuito resonante, con una frecuencia resonante en la frecuencia portadora de la señal 94. El circuito de bobina se conecta a través de un rectificador (como un diodo 98) directamente a un par de pasadores 82 - como pasadores GPIO - del microcontrolador 58. El circuito de desmodulación puede incluir un filtro, como un capacitor 100, entre el rectificador y el microcontrolador. Sin embargo, no se requiere amplificador, convertidor A/D u otro componente activo. Por el contrario, el microcontrolador 58 simplemente detecta el nivel de la envolvente de la señal 94 según lo proporciona el circuito de desmodulación 84. En el ejemplo ilustrado en las figuras 5 y 6, la envolvente -modulación del portador de 40 MHz se utiliza para transportar un reloj de 5 kHz al microcontrolador 58. El microcontrolador es programado para impulsar las bobinas de transmisión 52 para generar campos magnéticos en la frecuencia de reloj de entrada que recibe de la bobina 60. Así, la antena 74 sirve como un transmisor de referencia y la frecuencia de transmisión del transductor 50 se controla externamente mediante la consola 38 simplemente al fijar la frecuencia de modulación del portador transmitido por la antena 74. Esta misma velocidad de reloj se utiliza en todo el sistema 20, para que los circuitos de filtro (que no se muestran) en la unidad de procesamiento 70 puedan sintonizarse precisamente a esta misma frecuencia. No se necesita otra sincronización. Ya que todos los elementos del sistema se sintonizan a la misma frecuencia básica, no importa si hay pequeñas variaciones en la frecuencia al paso del tiempo. Aún más, ya que la relación de fase entre la modulación de la señal 94 y las señales de impulso 90, 92 se conoce, la unidad de procesamiento 70 puede aplicar una detección sensible a fase para detectar de manera precisa los campos magnéticos débiles generados por el transductor 50 incluso en presencia de ruido de fondo sustancial. Aunque la señal 94 que se muestra en la figura 5 se modula o desmodula simplemente para transportar una señal de sincronización, pueden utilizarse patrones de modulación más complejos para transportar datos binarios, de igual forma. (Este tipo de modulación digital se le conoce comúnmente como modulación de amplitud - ASK). Los datos pueden comprender comandos operativos al microcontrolador 58. Adicionalmente o alternativamente, este canal de datos puede utilizarse para reprogramar códigos de software almacenados en el transductor 50, como se describe a continuación. Típicamente, el microcontrolador 58 "se duerme" cuando el transductor 50 no está activamente en uso para la detección en posición en el sistema 20. Para "despertar" el microcontrolador cuando se requiera, el pasador del microcontrolador que está conectado para recibir las señales desmoduladas del circuito 84 pueden elegirse tal que una señal en este pasador genera una interrupción específica. Esta interrupción hace que el microcontrolador empiece a ejecutar su programa operativo e impulsar las bobinas 52, como se describió antes. Así, los datos de entrada o señal de reloj en sí que se transmiten por la antena 74 hacen que el transductor se despierte e inicie la operación. La figura 7 es un diagrama de bloque que ilustra esquemáticamente elementos del circuito de control de voltaje 80 y microcontrolador 58 de conformidad con una modalidad de la presente invención. El rectificador 78, que típicamente comprende un rectificador de puente completo con un filtro de paso bajo (que no se muestra), genera un voltaje DC variable, dependiendo de la fortaleza de la energía RF recibida por las bobinas de energía 62. Un regulador DC 104 recibe este voltaje variable y genera el nivel de voltaje fijo, típicamente en la escala de 2.5 V, que se requiere para hacer funcionar el microcontrolador 58. El regulador 104 puede comprender, por ejemplo, un regulador de voltaje CMOS de baja corriente inactivo de microenergía LP3983 (en un empaque micro-SMD), producido por National Semiconductor (Santa Clara, California). Este regulador proporciona un voltaje de salida de 2.5 V. El pasador de salida de voltaje positivo del regulador 104 se acopla al pasador de entrada de entrada de potencia (PWR) del microcontrolador, mientras que el pasador de salida a tierra se acopla a un pasador GPIO, por las razones explicadas a continuación. Un diodo 106 se acopla entre este pasador GPIO y el pasador a tierra a del microcontrolador. Sin embargo, normalmente un conmutador interno 108 en el microcontrolador conecta el pasador GPIO a tierra, para que el microcontrolador reciba el nivel de voltaje operativo que es generado por el regulador 104. Típicamente, el microcontrolador 58 comprende una memoria de solo lectura no volátil 102, como una memoria flash, la cual almacena software (microcódigo) que es utilizado por el microcontrolador en operación. La memoria 102 puede estar ya sea en el chip y el microcontrolador, como se muestra en la figura, o externo al chip. Para escribir en la memoria flash, es necesario suministrar al microcontrolador un voltaje DC mayor que el suministrado normalmente por el regulador 104 para propósitos operativos. Para proporcionar el mayor voltaje, se abre el conmutador 108, como se muestra en la figura 7, para que el pasador GPIO flote por encima de tierra mediante un voltaje casi igual a la caída de voltaje directo del diodo 106. Como resultado, un mayor voltaje (en este ejemplo aproximadamente 3.7 V) aparece entre el pasador de entrada PWR y tierra. (Se pueden añadir diodos adicionales en serie con el diodo 106 para alcanzar mayores voltajes si es necesario). El mayor voltaje permite a la memoria flash reprogramarse. Si se determina durante la operación de un transductor 50 que la memoria 102 debe ser reprogramada, se modula una secuencia predeterminada de bits sobre la señal transmitida por la antena de comunicación 74. La bobina de comunicación 60 recibe la señal y el desmodulador 84 desmodula e ingresa la secuencia de bits al microcontrolador 58. El microprocesador se programa para reconocer que esta secuencia de bits es un comando para ingresar el código de programación. En respuesta a este comando, el microprocesador abre el conmutador 108 y así flota el pasador GPIO que está conectado al lado de tierra del regulador 104. El voltaje de entrada al microcontrolador aumenta en consecuencia. Una vez en modo de programa, el microcontrolador continúa recibiendo datos transmitidos por la antena 74 y escribe estos datos en la memoria flash, sobrescribiendo así su programa almacenado previamente, por ejemplo. Al concluir la secuencia de programación, el microcontrolador cierra el conmutador 108 para conectar a tierra el pasador GPIO y regresa al modo operativo normal. Así, el circuito de control de voltaje 80 ofrece una manera muy simple y económica para que el microcontrolador 58 cambie su propio voltaje de entrada, utilizando un regulador de voltaje fijo estándar como entrada. No se requieren sistemas de circuitos de programación o un regulador de alto voltaje. Este aspecto de la presente invención permite al transductor de posición 50 ser programado después de ser encapsulado en el implante 26 e incluso permite mejoras de software y reprogramación en campo. Los principios de esta modalidad pueden aplicarse en la programación de otros tipos de dispositivos inalámbricos, ya sea que estén alimentados externamente (como el caso del transductor 50) o por batería interna. Este método puede utilizarse no sólo para reprogramar el microcontrolador 58 sino también para escribir otros datos almacenados, como cuadros de búsqueda de calibración, a la memoria flash 102. En términos más generales, aunque se han descrito anteriormente modalidades de la presente invención dentro del contexto de un transductor de posición inalámbrico, se pueden implementar aspectos de la presente invención, en transductores digitales inalámbricos y sensores de otros tipos. Por ejemplo, los métodos y arquitectura de dispositivos descritos anteriormente pueden utilizarse en dispositivos implantables que se utilizan para detectar parámetros fisiológicos, como temperaturas, presión y/o flujo de fluido, además de detección de posición. El microcontrolador puede entonces transmitir las lecturas de sensor en la manera descrita antes. Alternativamente, se puede proporcionar un canal de transmisión separado para transmitir las lecturas de sensor. Por ejemplo, las lecturas pueden ser transmitidas mediante una antena dedicada, separada de las bobinas de transmisión 52. Adicionalmente o alternativamente, los datos de salida del sensor pueden ser procesados por un microcontrolador dedicado y separado. Se apreciará así que las modalidades descritas arriba se citan como ejemplo y que la presente invención no debe restringirse por lo que ha sido mostrado en particular y se ha descrito previamente. Más bien, el alcance de la presente invención incluye tanto combinaciones y sub-combinaciones de las diversas características descritas antes, así como variaciones y modificaciones de estas que podrían ocurrírsele a personas expertas en la técnica al leer la descripción anterior y que no se divulga en la técnica antecedente.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- Un aparato para rastrear un objeto, que comprende: un transductor de posición, que está adaptado para fijarse al objeto, y que comprende: un microcontrolador digital, que comprende una pluralidad de pasadores de salida, y que opera para generar una salida digital alternante a una frecuencia seleccionada en por lo menos una de los pasadores de salida; y por lo menos una antena de transmisión acoplada directamente a la por lo menos uno de los pasadores de salida, para que la por lo menos una antena transmita un campo magnético a la frecuencia seleccionada en respuesta a la salida digital alternante; un sensor de campo que está adaptado para detectar el campo magnético y generar una señal en respuesta a ésta, y un procesador, que está acoplado para recibir y procesar la señal para determinar coordenadas del transductor de posición. 2.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la por lo menos una antena de transmisión comprende una bobina, que tiene una frecuencia resonante en una vecindad de la frecuencia seleccionada. 3.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la por lo menos una antena de transmisión comprende una bobina y en donde la pluralidad de los pasadores de salida del microcontrolador digital comprende por lo menos primeros y segundos pasadores de salida, y en donde la bobina está acoplada directamente entre el primer y segundo pasadores de salida. 4.- El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el microcontrolador digital opera para generar primeras y segundas salidas digitales alternantes de fases opuestas en la frecuencia seleccionada en el primer y segundo pasadores de salida respectivamente. 5.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la salida digital alternante comprende una onda cuadrada. 6.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la pluralidad de pasadores de salida comprende por lo menos primeros y segundos pasadores de salida, y en donde la por lo menos una antena de transmisión comprende por lo menos primeras y segundas bobinas de antena, que están acopladas respectivamente directamente al primer y segundo pasadores de salida, y en donde el microcontrolador digital opera para generar la salida digital alternante en el primer y segundo pasadores de salida para impulsar la primera y segunda bobina de antena en forma alternada. 7 '.- El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la pluralidad de pasadores de salida comprende un pasador de salida adicional, en donde la primera y segunda bobinas de antena se acoplan directamente entre el pasador de salida adicional y el primer y segundo pasadores de salida, respectivamente. 8.- El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la por lo menos primera y segunda bobinas de antena están enrolladas en ejes mutuamente ortogonales. 9.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende un transmisor de referencia, que opera para transmitir una señal de radio frecuencia (RF), que es modulada para transportar datos binarios al transductor de posición, en donde el transductor de posición comprende una antena de recepción que está adaptada para recibir la señal y un circuito de desmodulación, que está acoplado a la antena de recepción para desmodular y pasar los datos binarios al microcontrolador digital, y en donde el microcontrolador digital está adaptado para generar la salida digital alternante en respuesta a los datos binarios. 10.- El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque la señal RF está modulada por amplitud en respuesta a los datos binarios a una velocidad de datos predeterminada, y en donde el microcontrolador digital comprende un pasador de entrada digital, y en donde el circuito de desmodulación comprende un rectificador, que está conectado directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal RF y acoplar la señal RF rectificada al pasador de entrada digital. 11.- El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque los datos binarios comprenden una señal de sincronización. 12.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende un transmisor de energía, que opera para transmitir energía de radiofrecuencia (RF) al transductor de posición, en donde el traductor de posición comprende por lo menos una antena de recepción, que está adaptada para recibir la energía RF transmitida, y un rectificador, que se acopla para rectificar la energía RF para proporcionar una entrada de corriente directa (DC) al microcontrolador digital. 13.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el transductor de posición es un dispositivo inalámbrico que es encapsulado para su inserción dentro de un cuerpo de un sujeto. 14.- El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el transductor de posición comprende por lo menos un sensor adicional para detectar un parámetro fisiológico en el cuerpo, y en donde el por lo menos un detector de adición se conecta al microcontrolador para la transmisión de lecturas de sensor vía la por lo menos una antena de transmisión. 15.- Un aparato para rastrear un objeto, que comprende: un transmisor de referencia, que opera para transmitir una señal de radio frecuencia (RF) que es modulada a una frecuencia de referencia; un transductor de posición, que está adaptado para fijarse al objeto, el cual comprende: por lo menos una antena, para recibir la señal RF y para transmitir un campo magnético y un microcontrolador digital, que se acopla a la por lo menos una antena para recibir la frecuencia de referencia a partir de la señal RF, e impulsar la por lo menos una antena para generar el campo magnético en la frecuencia de referencia; un sensor de campo, que se sintoniza para detecta el campo magnético en la frecuencia de referencia y está adaptado para generar una señal en respuesta a esto; y un procesador, que está acoplado para recibir y procesar la señal para determinar coordenadas del transductor de posición. 16.- El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el microcontrolador digital comprende un pasador de entrada digital y en donde el transductor de posición comprende un rectificador, el cual se conecta directamente entre la por lo menos una antena y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal RF y acoplar la señal RF rectificada al pasador de entrada digital. 17.- El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el microcontrolador digital opera para impulsar la por lo menos una antena para generar un campo magnético en una relación de fase predeterminada con la señal RF modulada, y en donde el sensor de campo se adapta para detectar el campo magnético con respecto a la relación de fase. 18.- El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el microcontrolador digital comprende pasadores de entrada y salida y en donde la por lo menos una antena comprende una antena de recepción, que esta acoplada a por lo menos uno de los pasadores de entrada, y una antena de transmisión, que se acopla a por lo menos una de los pasadores de salida. 19.- El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque el microcontrolador digital opera para impulsar la antena de transmisión al generar una onda cuadrada en la frecuencia de referencia en la por lo menos uno de los pasadores de salida. 20.- El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque también comprende un transmisor de energía el cual opera para transmitir energía de radio frecuencia (RF) al transductor de posición, en donde el transductor de posición comprende por lo menos una antena de recepción, que está adaptada para recibir la energía RF transmitida, y un rectificador, que se acopla para rectificar la energía RF para proporcionar una entrada de corriente directa (DC) al microcontrolador digital. 21.- El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el transductor de posición es un dispositivo inalámbrico que está encapsulado para su inserción dentro de un cuerpo de un sujeto. 22.- Un dispositivo inalámbrico que comprende: un microcontrolador digital, que comprende un pasador de entrada digital que está adaptada para recibir datos binarios; una antena de recepción, que está adaptada para recibir una señal de radio frecuencia (RF), que es modulada por amplitud en una velocidad de modulación predeterminada para transportar los datos binarios al dispositivo inalámbrico; y un rectificador, el cual se conecta directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal RF y acoplar la señal RF rectificada al pasador de entrada digital. 23.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el rectificador comprende un diodo individual, conectado en serie entre la antena de recepción y el pesador de entrada digital. 24.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque la señal RF tiene una frecuencia portadora, y en donde la antena de recepción comprende una bobina que tiene una resonancia en una densidad de la frecuencia portadora. 25.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el microcontrolador digital está configurado para que la apariencia de la señal RF rectificada en el pasador de entrada digital desencadene una interrupción en el microcontrolador digital. 26.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende una antena de transmisión, en donde el microcontrolador digital comprende un pasador de salida digital, el cual se acopla para activar la antena de transmisión para transmitir un campo como respuesta a los datos binarios. 27.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el microcontrolador digital está adaptado para generar una onda cuadrada en el pasador de salida digital en sincronización con la velocidad de modulación de los datos binarios. 28.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende por lo menos una antena de potencia, la cual está adaptada para recibir energía de RF, y un rectificador, el cual se acopla para rectificar la energía de RF para proporcionar una entrada de corriente directa (DC) al microcontrolador digital. 29.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el microcontrolador digital, la antena de recepción y el rectificador se encapsulan para insertarlos en un cuerpo de un sujeto. 30.- Un dispositivo inalámbrico, que comprende: una fuente de potencia, la cual se adapta para generar un voltaje de corriente directa (DC); un regulador, que comprende una entrada de potencia conectada a la fuente de potencia, una salida de potencia, y una salida a tierra, y que funciona para generar un primer voltaje entre las salidas de potencia y a tierra como respuesta al voltaje de DC; un diodo, que comprende una primera terminal conectada a la salida a tierra del regulador y que comprende una segunda terminal; un microcontrolador digital, que comprende: una memoria no volátil, la cual es accesible en un modo de sólo lectura cuando funciona en el primer voltaje, y que se puede programar cuando funciona en un segundo voltaje, más alto que el primer voltaje; una entrada de potencia, la cual se conecta a la salida de potencia del regulador; un pasador a tierra, el cual se conecta a la segunda terminal del diodo; un pasador de entrada, el cual puede ser conmutado por el microcontrolador entre una primera configuración en la cual el pasador de entrada se conecta al pasador a tierra y una segunda configuración en la cual el pasador de entrada flota; y una entrada de datos, la cual se acopla para recibir una señal de datos transmitida en el aire, la señal de datos comprende un comando y datos de programación, en donde el microcontrolador está adaptado, para responder al comando de programación, para conmutar el pasador de entrada desde la primera a la segunda configuración, haciendo de esta manera que el voltaje que hay entre la entrada de potencia y el pasador a tierra aumente el segundo voltaje, y para conectar los datos con la memoria no volátil mientras que el pasador de entrada se encuentra en la segunda configuración. 31.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque el microcontrolador está adaptado, en una forma que responde a los datos, para transmitir una señal para usarla en determinadas coordenadas del dispositivo inalámbrico. 32.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque la memoria no volátil comprende una memoria instantánea. 33.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque la señal de datos comprende una señal de radiofrecuencia (RF), la cual se modula con el fin de transportar datos binarios al dispositivo, y en donde el dispositivo comprende una antena de recepción, la cual está adaptada para recibir la señal de RF, y un circuito de desmodulación, el cual se acopla a la antena de recepción con el fin de desmodular y pasar los datos binarios a la entrada de datos de microcontrolador digital. 34.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque la señal de RF comprende un portador de RF, el cual se modula por amplitud en respuesta a los datos binarios, y en donde el circuito de desmodulación comprende un rectificador, el cual se conecta directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, con el fin de rectificar la señal de RF. 35.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque la fuente de potencia comprende por lo menos una antena de potencia, la cual está adaptada para recibir energía de RF, y un rectificador, el cual se acopla para rectificar la energía de RF con el fin de generar el voltaje de DC. 36.- Un método para rastrear un objeto, que comprende: fijar un transductor de posición en el objeto, el transductor de posición comprende un microcontrolador digital, que comprende una pluralidad de pasadores de salida; acoplar por lo menos una antena de transmisión directamente en por lo menos uno de los pasadores de salida; generar una salida digital alternante en una frecuencia seleccionada en el por lo menos uno de los pasadores de salida del microcontrolador digital, con el fin de hacer que la por lo menos una antena transmita un campo magnético en la frecuencia seleccionada; detectar el campo magnético para determinar las coordenadas del transductor de posición. 37.- El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque la por lo menos una antena de transmisión comprende una bobina, que tiene una frecuencia resonante cercana a la frecuencia seleccionada. 38.- El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la pluralidad de pasadores de salida comprende por lo menos primero y segundo pasadores de salida, en donde la bobina se acopla directamente entre el primero y segundo pasadores de salida. 39.- El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado además porque la generación de la salida digital alternante comprende generar primera y segunda salidas digitales alternantes de fases opuestas en la frecuencia seleccionada del primero y segundo pasadores de salida, respectivamente. 40.- El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque la generación de la salida digital alternante comprende generar una onda cuadrada. 41.- El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque la pluralidad de pasadores de salida comprende por lo menos primero y segundo pasadores de salida, en donde el acoplamiento en por lo menos una antena de transmisión comprende acoplar respectivamente primera y segunda antenas directamente ai primero y segundo pasadores de salida, y en donde la generación de la salida digital alternante comprende generar salidas digitales alternantes en el primero y segundo pasadores de salida con el fin de accionar la primera y segunda antenas en alternancia. 42.- El método de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizado además porque la pluralidad de pasadores de salida comprende un tercer pasador de salida, y en donde el acoplamiento de la primera y segunda antenas comprende acoplar primera y salida bobinas directamente entre el tercer pasador de salida y el primero y el segundo pasadores de salida, respectivamente. 43.- El método de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizado además porque la primera y segunda antenas comprenden bobinas, las cuales se enrollan en ejes mutuamente ortogonales. 44.- El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque comprende: transmitir una señal de radiofrecuencia (RF) la cual es modulada de transportar datos binarios al transductor de posición; y recibir y desmodular la señal de RF en el transductor de posición para introducir los datos binarios al microcontrolador digital, en donde la generación de la onda cuadrada comprende producir la onda cuadrada como respuesta a los datos binarios. 45.- El método de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado además porque la transmisión de la señal de RF comprende modular una amplitud de la señal de RF como respuesta a los datos binarios en una velocidad predeterminada de datos, y en donde la recepción y la desmodulación de la señal de RF comprende conectar un rectificador directamente entre una antena de recepción y un pasador de entrada digital del microcontrolador digital, para rectificar la señal de RF y para acoplar la señal de RF rectificada al pasador de entrada digital. 46.- El método de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado además porque los datos binarios comprenden una señal de sincronización, y en donde la producción de la onda cuadrada comprende sincronizar la onda cuadrada con la señal de sincronización. 47.- El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque comprende transmitir la energía de radiofrecuencia (RF) al transductor de posición, y recibir y rectificar la energía de RF transmitida para proporcionar una entrada de corriente directa (DC) al microcontrolador digital. 48.- El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque comprende insertar el objeto, con el transductor de posición, en el cuerpo de un sujeto. 49.- El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque el transductor de posición comprende por lo menos un sensor adicional para detectar un parámetro fisiológico en el cuerpo, y en donde el método comprende acoplar el por lo menos un sensor de adición al microcontrolador para la transmisión de las lecturas del sensor por medio de la por lo menos una antena de transmisión. 50.- Un método para rastrear un objeto, que comprende: transmitir una señal de radiofrecuencia (RF), que es modulada en una frecuencia de referencia, desde un transmisor de referencia; fijar un transductor de posición al objeto, el transductor de posición comprende por lo menos una antena para recibir la señal de RF y para transmitir un campo magnético, un microcontrolador digital que se acopla a la por lo menos una antena para recibir la frecuencia de referencia desde la señal de RF, y para accionar la por lo menos una antena para generar el campo magnético en la frecuencia de referencia; detectar el campo magnético en la frecuencia de referencia para determinar las coordenadas del transductor de posición. 51.- El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado además porque el microcontrolador digital comprende un pasador de entrada digital, y en donde la fijación del transductor de posición comprende conectar un rectificador directamente entre la por lo menos una antena y el pasador de entrada digital, con el fin de rectificar la señal de RF y acoplar la señal de RF rectificada al pasador de entrada digital. 52.- El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado además porque la fijación del transductor de posición comprende accionar la por lo menos una antena utilizando el microcontrolador digital para generar el campo magnético en una relación de fase predeterminada con la señal de RF modulada, y en donde la detección del campo magnético comprende detectar el campo magnético como respuesta a la relación de fase. 53.- El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado además porque el microcontrolador digital comprende pasadores de entrada y de salida y en donde la por lo menos una antena comprende una antena de recepción, la cual se acopla a por lo menos uno de los pasadores de entrada y una antena de transmisión, la cual se acopla a por lo menos uno de los pasadores de salida. 54.- El método de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque la fijación del transductor de posición comprende accionar la antena de transmisión generando una onda cuadrada en la frecuencia de referencia en el por lo menos uno de los pasadores de salida. 55.- El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado además porque comprende transmitir energía de radiofrecuencia (RF) al transductor de posición, y recibir y rectificar la energía de RF transmitida para proporcionar una entrada de corriente directa (DC) al microcontrolador digital. 56.- El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado además porque comprende insertar el objeto, con el transductor de posición, en el cuerpo de un sujeto. 57.- Un método para operar un dispositivo inalámbrico que incluye un microcontrolador digital, el método comprende: transmitir una señal de radio frecuencia (RF), que es modulada por amplitud a una velocidad de modulación predeterminada con el fin de transportar datos binarios al dispositivo inalámbrico; acoplar una antena de recepción al microcontrolador digital conectando un rectificador directamente entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital, para rectificar la señal de RF y acoplar la señal de RF rectificada al pasador de entrada digital. 58.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque el rectificador comprende un diodo individual, que está conectado en serie entre la antena de recepción y el pasador de entrada digital. 59.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque la señal de RF tiene una frecuencia portadora, y en donde la antena de recepción comprende una bobina, que tiene una resonancia cercana a la frecuencia portadora. 60.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque el acoplamiento de la antena de recepción comprende configurar el microcontrolador digital de manera que la aparición de la señal de RF rectificada en el pasador de entrada digital accione un interruptor en el microcontrolador digital. 61.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque comprende acoplar un pasador de salida digital del microcontrolador digital para accionar una antena de transmisión para transmitir un campo magnético como respuesta a los datos binarios. 62.- El método de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado además porque el acoplamiento del pasador de salida digital comprende generar una onda cuadrada en el pasador de salida digital en sincronización con la velocidad de modulación de los datos binarios. 63.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque comprende transmitir energía de radiofrecuencia (RF) al dispositivo inalámbrico, y recibir y rectificar la energía de RF transmitida al dispositivo inalámbrico para proporcionar una entrada de corriente directa (DC) al microcontrolador digital.