具体实施方式

在更详细地公开一些具体实施例之前，应当理解，本文公开的具体实施例不限制本文提供的概念的范围。还应当理解，本文公开的特定实施例可具有可容易地与特定实施例分离并且任选地与本文公开的许多其他实施例中的任一个的特征组合或替代本文公开的许多其他实施例中的任一个的特征的特征。

关于本文使用的术语，还应当理解，这些术语是为了描述一些特定实施例的目的，并且这些术语不限制本文提供的概念的范围。序数(例如，第一、第二、第三等)通常用于区分或标识一组特征或步骤中的不同特征或步骤，并且不提供序列或数字限制。例如，“第一”、“第二”和“第三”特征或步骤不必按顺序出现，并且包括这些特征或步骤的特定实施例不必限于这三个特征或步骤。标签，比如“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“向前”、“向后”、“顺时针”、“逆时针”、“上”、“下”，或其他类似的术语，比如“上部”、“下部”、“后部”、“前部”、“垂直”、“水平”、“近”、“远“等，都是为了方便而使用的，并不旨在暗示例如任何特定的固定位置、定向或方向。相反，这样的标签用于反映例如相对位置、取向或方向。除非上下文另有明确规定，否则单数形式的“一(a)”、“一个(an)”和“该”包括复数指代。

关于“近”，例如本文公开的导管的“近侧部分”或“近端部分”包括当导管用于患者时应该靠近临床医师的导管的部分。同样地，例如导管的“近侧长度”包括当导管用于患者时应该靠近临床医师的导管的长度。例如，导管的“近端”包括当导管用于患者时应该靠近临床医师的导管的一端。导管的近侧部分、近端部分或近侧长度可以包括导管的近端；然而，导管的近侧部分、近端部分或近侧长度不必包括导管的近端。即，除非上下文另有说明，导管的近侧部分、近端部分或近侧长度不是导管的末端部分或末端长度。

关于“远”，例如导管的“远侧部分”或“远端部分”包括当导管用于患者时应该靠近患者或在患者体内的导管的部分。同样地，例如导管的“远侧长度”包括当导管用于患者时应该靠近患者或在患者体内的导管的长度。例如，导管的“远端”包括当导管用于患者时导管应该靠近患者或在患者体内的一端。导管的远侧部分、远端部分或远侧长度可以包括导管的远端；然而，导管的远侧部分、远端部分或远侧长度不必包括导管的远端。即，除非上下文另有说明，导管的远侧部分、远端部分或远侧长度不是导管的末端部分或末端长度。

本文所使用的缩写词、首字母缩略词等包括近红外(“NIR”)、植入式输液港检测装置(“IPDD”)、交流电(“AC”)、直流电(“DC”)、电荷耦合器件(“CCD”)、图形用户界面(“GUI”)以及发光二极管(“LED”)。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

一旦输液港被植入到皮肤下，可能难以找到输液港，特别是输液港穿刺膜。因此，需要在医疗装置(例如输液港)被植入后，便于找到此类医疗装置和他们的穿刺膜。因此，以下提出了各种植入式输液港检测系统、包括植入式输液港的导管组件、植入式输液港以及植入式输液港检测装置。以下还阐述了与前述相关的方法。

植入式输液港检测系统

图1示出了根据一些实施例的用于找到植入在患者P体内的植入式输液港310的植入式输液港检测系统100。图2示出了根据一些实施例的植入式输液港检测系统100的分级视图。

如图所示，在一些实施例中，植入式输液港检测系统100包括植入式输液港检测装置(“IPDD”)500和包括植入式输液港310的导管组件300。如下面更详细地阐述的，植入式输液港310的一个或多个部分结合有造影剂317(参见图3A至3C)，以用于在植入式输液港310被植入患者P体内时定位植入式输液港310的穿刺膜314(参见图3A至3C)。IPDD 500包括光源642(也参见图6)，光源642被配置为发射具有近红外(“NIR”)波长范围内的一个或多个波长的光作为入射光hv_i，入射光hv_i用于被结合在植入式输液港310的一个或多个部分中的造影剂317吸收。入射光具有位于造影剂317的峰值吸收处或附近的一个或多个波长。IPDD500还包括光检测器644(参见图6)，光检测器644被配置为检测具有NIR波长范围内的一个或多个相同或不同波长的光，该光包括在入射光被造影剂317吸收之后由造影剂317发射的荧光hv_i。IPDD 500还包括显示器520(也参见图5)，显示器520被配置为当光检测器644检测到来自造影剂317的荧光时显示植入式输液港310的存在。

包括植入式输液港的导管组件

图3A示出了根据一些实施例的包括植入式输液港310的导管组件300的侧视图。图3B和图3C示出了根据一些实施例的包括植入式输液港310的导管组件300的俯视图。

如图所示，在一些实施例中，导管组件300包括植入式输液港310、导管320和导管锁330，导管锁330被配置为将导管320锁定在植入式输液港310上。如下面更详细阐述的，植入式输液港310包括壳体312和从壳体312延伸的中空柄部318。导管320包括末端部分，末端部分配置为在植入式输液港310的柄部318上滑动。导管320具有经由柄部318的柄部管腔(未示出)与植入式输液港310的腔室316流体连通的导管管腔322。导管锁330被配置为在植入式输液港310的柄部318上的导管320的末端部分上滑动，由此将导管320锁定在植入式输液港310的柄部318上。

当植入式输液港310的一个或多个部分结合有用于定位植入式输液港310的穿刺膜314的造影剂317时，导管320、导管锁330或导管320和导管锁330两者可以结合有相同或不同的造影剂。将这种造影剂结合在导管320或导管锁330中有效地扩大了造影剂在患者P上分布的区域。这可以便于在某些躯体内(例如，肥胖患者)中搜索植入的输液港(例如，植入式输液港310)。例如，一旦找到例如结合有造影剂(例如，造影剂317)的导管(例如，导管320)，临床医师就可以通过其发光来跟随通向植入的输液港的导管。然后，临床医师可以通过植入的输液港的一个或多个部分中的造影剂的发光来识别植入的输液港的穿刺膜。

植入式输液港

同样地，图3A示出了根据一些实施例的包括植入式输液港310的导管组件300的侧视图。图3B和图3C示出了根据一些实施例的包括植入式输液港310的导管组件300的俯视图，其中造影剂317以不同方式结合。

如图所示，在一些实施例中，植入式输液港310包括壳体312、覆盖在壳体312的至少一部分上的穿刺膜314以及从壳体312延伸的柄部318。壳体312可以具有用于机械辅助加压注射的结构完整性，以实现注射物以期望的流速穿过植入式输液港310。壳体312包括用于此类注射的腔室316，壳体312具有通向腔室316的主开口和通向腔室316的次开口。穿刺膜314覆盖在壳体312的主开口上，由此关闭或密封腔室316并需要针来接入腔室316。柄部318包括通过壳体312的次开口流体连接到腔室316的柄部管腔(未示出)。

植入式输液港310的一个或多个部分结合有造影剂317，以用于通过使用IPDD 500对造影剂317进行光电激发和检测来在体内(in vivo)定位植入式输液港310的穿刺膜314。植入式输液港310的穿刺膜314可以结合有造影剂317，如图3B所示。触诊凸块(在图3B和图3C中示出了从穿刺膜314突出的三个触诊凸块)可以结合有造影剂317。植入式输液港310的壳体312可以至少在壳体312的主开口周围结合有造影剂317，如图3C所示。包括造影剂317的植入式输液港310对于与温度高达至少60℃的基于高压灭菌器的灭菌相关的条件是稳定的。

造影剂317可以包括纳米颗粒、量子点、一种或多种荧光染料、他们的组合(例如，荧光标记的纳米颗粒)，或他们的混合物(例如，纳米颗粒和荧光染料的混合物)。例如，造影剂317可以包括纳米颗粒。所述纳米颗粒可以是包括上转换纳米颗粒的类型，上转换纳米颗粒包括镧系元素或锕系元素掺杂的过渡金属。纳米颗粒可以是包括核-壳纳米颗粒的类型，核-壳纳米颗粒包括有机或无机核，该有机或无机核至少部分被至少一个独立的有机或无机壳包封。纳米颗粒可以是包括金纳米颗粒或银纳米颗粒的类型。

造影剂317可以被配置为吸收具有NIR波长范围内的一个或多个波长的入射光并发射具有NIR波长范围内的一个或多个相同或不同波长的荧光。NIR波长范围可以为约650nm至约1350nm，其为生物组织的光学窗口，在生物组织的光学窗口中，前述波长范围内的光比前述波长范围外的光更深地穿透生物组织。(参见图7所示的生物组织的光学窗口。)

由于纳米颗粒的各种形状、尺寸或加帽配体(capping ligands)，纳米颗粒可以被配置为通过生物组织的光学窗口中的表面等离子体共振来吸收入射光并发射荧光。取决于生物组织的光学窗口中期望的入射光吸收和荧光发射，可以使用两种或更多种不同类型的纳米颗粒(例如，上转换纳米颗粒、核-壳纳米颗粒、金纳米颗粒、银纳米颗粒)的混合物来实现生物组织的光学窗口中期望的入射光吸收和荧光发射。可替代地，可以使用相同类型但具有不同形状、尺寸或加帽配体的两种或更多种纳米颗粒的混合物来实现实现生物组织的光学窗口中期望的入射光吸收和荧光发射。

纳米颗粒可以具有各种形状，例如，至少金纳米颗粒可以是金纳米球、金纳米棒、金纳米星或金纳米杯。纳米颗粒可以具有各种尺寸，例如，至少金纳米球的直径可以是4nm、7nm、15nm、30nm、45nm、60nm、80nm、100nm、150nm或200nm。前述金纳米球的每种尺寸的峰值吸收在520nm至850nm之间(例如，对于15至100nm的金纳米球，在520nm至580nm之间)，并且通常遵循直径越大，在峰值吸收处吸收的光的波长越长的趋势。也就是说，直径越大，峰值吸收越宽，直到达到块体金属(例如，在金纳米颗粒的情况下，为块体金)的吸光度。(参见图4A所示的前述金纳米球的吸收光谱。)金纳米棒可以长度为29.2nm且直径为7.5nm、长度为30.7nm且直径为8.8nm、长度为37.9nm且直径为13.8nm或者长度为52.6nm且直径为23.9nm，长径比为3.9、3.5、2.8或2.2。前述金纳米棒的每种尺寸的峰值吸收在570nm至760nm之间。(参见图4B所示的前述金纳米球的吸收光谱。)

关于加帽配体，例如，至少金纳米球或金纳米棒可以包括衍生自生物素、甲氧基聚乙二醇或柠檬酸的加帽配体。

植入式输液港检测装置

图5示出了根据一些实施例的IPDD 500。图6示出根据一些实施例的IPDD 500的模块。

如图所示，在一些实施例中，IPDD 500包括主体510(例如，模制塑料主体)，主体510包括手柄512和设置在主体510内的显示器520，由此提供手持装置。当IPDD 500通电时，显示器520被配置为提供图形用户界面(“GUI”)222(参见图2)，GUI 222又被配置为当光检测器644检测到来自造影剂317的荧光时显示植入式输液港310的存在。在主体510的至少一部分内，IPDD 500还包括微控制器630、光传感器模块540和电源系统250，微控制器630被配置至少用于IPDD 500的操作，该操作包括利用图像处理算法的图像处理，电源系统250(参见图2)包括电池252(参见图2)，电池252可以通过AC/DC转换器654充电，AC/DC转换器654被配置为将来自电源656的AC电力(例如，通用AC电力)转换为DC电力以用于对电池252进行充电。

光传感器模块540包括光源642、光检测器644(例如，CCD传感器)，以及任选地，一个或多个滤光器646。

光源642可以是一个或多个激光器、LED或他们的组合，其被配置为发射具有NIR波长范围内的一个或多个波长(例如，660nm、780nm、830nm、850nm或860nm)的光作为入射光hv_i，入射光hv_i用于被结合在植入式输液港310的一个或多个部分中的造影剂317吸收。入射光可以具有位于造影剂317的峰值吸收处或附近的一个或多个波长。当造影剂包括金纳米颗粒(例如，金纳米球、金纳米棒等)时，位于峰值吸收处或附近的入射光被认为引起表面等离子体共振，其又被认为提供荧光hv_i。

光检测器644被配置为检测具有NIR波长范围内的一个或多个相同或不同波长的光，该光包括在入射光被造影剂317吸收之后由造影剂317发射的荧光。光检测器644可以是NIR敏感相机，该NIR敏感相机被配置为当存在荧光时捕获环境(例如，患者P的体表)的至少一部分连同来自植入式输液港310的造影剂317的荧光的图像或视频。显示器520可以被配置为显示图像或视频，由此提供植入式输液港310及其穿刺膜314的存在。

因为来自光源642的入射光和由造影剂317发射的荧光两者都可以通过光-组织相互作用而被散射，所以成像算法可以被配置为例如使用峰值对比度探测器来自动地识别与由植入式输液港310的造影剂317发射的荧光的一个或多个波长相对应的所谓热点。如果造影剂317结合在穿刺膜314中，则成像算法可以被配置为将发光盘识别为热点。如果造影剂317结合在从穿刺膜314突出的三个触诊凸块中，则成像算法可以被配置为将三个发光点识别为热点。如果造影剂317结合在穿刺膜314周围的壳体312中，则成像算法可以被配置为将发光环识别为热点。当光检测器644是NIR敏感相机时，当显示来自NIR敏感相机的图像或视频时，可以通过GUI 222中的图形元素来识别热点(如果在图像或视频中不能立即识别)。

作为替代方案或除了用GUI 222中的图形元素在来自NIR敏感相机的图像或视频上识别对应于植入式输液港310的穿刺膜314的热点之外，可以使用激光器来识别热点。激光器可以是IPDD 500的光源642的一个或多个激光器中的激光器。如果激光器与光源642的一个或多个激光器中的任一个使用的激光器相同，则激光器可被配置为在识别出热点时在至少两个不同波长之间交替闪烁。可以闪烁NIR波长范围内的第一波长以用于继续激发造影剂317，并且可以闪烁可见光波长范围内的第二波长以用于在视觉上识别患者P身上的热点。如果激光器与光源642的一个或多个激光器中的任一个所使用的激光器不同，则激光器可以被配置为在可见光波长范围内固定地照射热点，以用于在视觉上识别患者P身上的热点。激光器还可以被配置为当使用IPDD 500时自动指向和跟踪患者P身上的热点。这样，当识别出植入式输液港310的穿刺膜314时，可以“打开”提供对患者P身上的热点进行视觉识别的激光器。否则，关闭激光器，从而为临床医师提供对被植入的植入式输液港310的穿刺膜314进行识别的简易机制。

如果使用一个或多个滤光器646，则一个或多个滤光器646可以覆盖在光检测器644的光圈上，例如覆盖在NIR敏感相机的光圈上，以截止干涉光的波长。换言之，一个或多个滤光器646可以位于光检测器644和患者P之间。因此，来自环境的部分(例如，患者的体表)的光，包括来自植入式输液港310的造影剂317的荧光，可以由一个或多个滤光器646过滤以产生过滤的光hv_f，从而截止传递到光检测器644的干涉光的波长。当光检测器644是NIR敏感相机时，截止干涉光的波长会改善所生成的图像或视频中的对比度。一个或多个滤光器646中的至少一个滤光器可以是被配置为截止短于约600nm的波长的带通滤光器或长通滤光器的二向色滤光器(即，波长大于约600nm的的电磁波谱的紫外部分和可见部分两者)。(参见图7所示的此类光滤波器的传输曲线。)

方法

在一些实施例中，用于植入式输液港检测系统100的方法包括：从IPDD 500的光源642发射光作为入射光，用IPDD 500的光检测器644检测光，该光包括来自植入在患者P体内的植入式输液港310的荧光，以及显示植入在患者P体内的输液港310的存在。从IPDD 500的光源642发射的入射光具有NIR波长范围内的一个或多个波长。来自植入式输液港310的荧光是在入射光被结合在植入式输液港310中的造影剂317吸收之后由造影剂317发射的荧光。荧光具有近红外波长范围内的一个或多个相同或不同的波长。当光检测器644检测到来自造影剂317的荧光时，显示植入在患者P体内的输液港310的存在。

光检测器644可以是NIR敏感相机，则该方法还可以包括捕获图像或视频。显示植入在患者P体内的植入式输液港310的存在包括，当荧光存在时显示患者P的体表的至少一部分连同由被结合在植入式输液港310中的造影剂317发射的荧光的图像或视频。

该方法可以还包括用无心针刺穿植入式输液港310的穿刺膜314，以从植入式输液港310的腔室316收集血液样本或将治疗剂递送到植入式输液港310的腔室316。此外，该方法还可以包括移除植入在患者P体内的植入式输液港310。

图8示出了根据一些实施例的用于植入式输液港检测系统100的另一方法800。

如图所示，操作810包括使IPDD 500通电，并将IPDD 500握持在优势手中。操作820包括将IPDD 500的传感器模块540瞄准植入在患者P体内的输液港的大致位置。操作830包括IPDD 500指示包括其穿刺膜314的植入的输液港在患者P体内的确切位置。操作840包括使用非优势手在植入的输液港的确切位置周围的区域中对患者P进行消毒。操作850包括将用于对患者P进行消毒的材料放在一边。操作860包括用非优势手稳定植入的输液港。操作870包括将IPDD 500放在一边，并准备针或一些其他接入装置以进行接入。操作880包括用优势手用针或其他接入装置接入植入的输液港。

虽然本文已经公开了一些特定实施例，并且虽然已经详细公开了特定实施例，但是特定实施例并非意图限制本文提供的概念的范围。本领域的普通技术人员可以想到另外的适应和/或修改，并且在更广泛的方面，也包括这些适应和/或修改。因此，在不脱离本文提供的概念的范围的情况下，可以偏离本文公开的具体实施例。