微型磁控开关：无需芯片和电池，轻松实现多模式呼吸道监测

本文报道了一种新型微型磁控开关技术，旨在突破当前无线气道监测设备的瓶颈。传统方法依赖内置芯片和电池，体积大、生物相容性差、需定期更换；而现有无芯片（chip-free）感应技术虽能实现无线无源监测，却受限于单一频段，难以同步获取多种生理参数（如组织硬度、压力、黏液厚度、温度）。本研究提出的磁控开关采用悬臂梁机械结构，可在外部磁场作用下精准锚定、旋转并切换至不同传感通道，无需持续供电即可稳定保持状态。该开关与感应线圈及多个电容式传感器集成，构成微型传感环，通过共振频率变化无线传递信号——信号由体外矢量网络分析仪（VNA）远程读取。研究团队系统验证了三大应用场景：（1）组织硬度监测：通过组合形变与应力传感模式，定量评估气道组织弹性模量（7–30 kPa范围），结果与商用压痕仪误差小于5%；（2）空间压力映射：两个独立压力传感器实现气道不同位置的压力时序分布监测；（3）黏液多参数监测：同步检测黏液层厚度（电容变化）和局部温度（温敏介电材料），辅助识别炎症与堵塞风险。整套系统完全无芯片、无电池，封装后经加速老化、PBS浸泡及活体组织测试，证实其长期稳定性、生物相容性与临床适用性。该技术不仅适用于气道支架，还可拓展至心血管支架、食管支架等植入器械，为下一代个性化、自适应的微创医疗设备提供通用传感平台。