Hélium liquide dans les IRM – prix, utilisation et plus encore

Principaux sujets de l’article :

1. Tout savoir sur l’hélium dans les IRM
2. Comment l’hélium liquide est-il utilisé dans les IRM ?
3. Quel est le prix des recharges d’hélium liquide pour votre IRM
4. Quelle quantité d’hélium liquide une IRM consomme-t-elle ?
5. Que faut-il garder à l’esprit concernant le remplissage d’hélium dans les IRM ?
6. Histoire de l’hélium liquide dans les IRM

Cet article a été mis à jour le 04/05/2025

Souhaitez-vous approfondir vos connaissances sur l’hélium liquide dans les IRM et son utilisation, parce que vous possédez déjà une IRM ou souhaitez en acheter une ?

Alors, bienvenue sur notre page.

Comme vous le savez peut-être, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) est l’une des technologies qui ont changé la donne dans le milieu médical. L’IRM permet aux professionnels de santé de recueillir des informations importantes sur l’état de leurs patients sans les exposer aux radiations.

Elle offre un niveau de clarté remarquable et excelle notamment lors de l’examen des tissus mous, comme le cerveau ou les muscles.

Pourquoi l’hélium liquide dans les IRM est-il si crucial ?

L’hélium liquide refroidit l’aimant supraconducteur, qui est la partie de l’IRM qui génère des images haute résolution du corps humain.

Dans cet article de blog, nous approfondissons l’utilisation de l’hélium liquide dans les IRM, son prix et sa consommation.

Et si cela vous intéresse, vous pouvez faire défiler la page pour découvrir ce qu’est réellement l’hélium et l’histoire de l’hélium dans les IRM.

Comment l’hélium liquide est-il utilisé dans les IRM ?

Découvrons l’utilisation de l’hélium liquide dans une IRM.

Une IRM comprend des bobines, un aimant et des fils qui conduisent le courant.

Pour fonctionner, les IRM nécessitent un fluide de refroidissement qui confère aux bobines magnétiques du scanner des propriétés supraconductrices. Cela permet au courant électrique de circuler dans des bobines à faible résistance, rendant possible la génération de champs magnétiques de forte intensité.

Alors, quelle est l’importance de l’hélium liquide dans les IRM ?

L’hélium liquide est l’élément idéal : suffisamment froid pour fournir les niveaux de supraconductivité requis dans les IRM. Il refroidit les aimants supraconducteurs, qui génèrent des images du corps humain, à une température inférieure à 4,15 kelvins (-269 °C).

Ainsi, grâce à l’hélium, les IRM peuvent fonctionner efficacement et de manière fiable.

Vous vous demandez ce qu’est la supraconductivité ?

Il s’agit d’un effet physique qui se produit dans différents matériaux lorsqu’ils sont exposés à des températures extrêmement basses. Il permet au courant électrique de circuler dans le conducteur sans générer de résistance électrique, ce qui se traduit par une absence de pertes d’énergie.

Quel est le prix des recharges d’hélium liquide pour l’IRM ?

L’hélium liquide peut être assez coûteux par rapport à d’autres éléments. Le prix de l’hélium liquide a tendance à fluctuer.

Différents facteurs influencent le prix de l’hélium liquide. L’un d’eux est le coût élevé de sa liquéfaction, puisque l’hélium doit être refroidi à -269 °C.

Le prix peut également varier selon la demande globale du marché et selon votre lieu de résidence (États-Unis, Europe ou Chine) : dans chaque pays ou continent, vous trouverez des prix de l’hélium différents. En outre, le prix dépend fortement de la quantité achetée.

Avez-vous entendu parler de la crise de l’hélium liquide ?

Malheureusement, l’hélium liquide, qui n’est pas seulement utilisé dans les IRM mais aussi dans la recherche, l’aviation, l’astronautique, les ballons météorologiques, etc., est l’un des éléments les plus rares sur Terre. Et rétrospectivement, une grande partie des réserves finies d’hélium a été gaspillée en étant vendue à un prix très bas.

Au fil des années, l’hélium liquide est devenu moins disponible, et la pénurie d’approvisionnements en hélium dans le monde fait augmenter les prix de l’hélium liquide et inquiète les acteurs du secteur médical.

Pourquoi le prix de l’hélium liquide utilisé dans les IRM fluctue-t-il ?

En ce qui concerne l’approvisionnement en hélium, les enjeux sont complexes, car l’offre et la demande ne coïncident pas toujours.

Cela s’explique par plusieurs facteurs : l’hélium est un sous-produit de l’industrie du gaz naturel, seul un petit nombre de producteurs l’approvisionnent et, par exemple aux États-Unis, les ventes de la Réserve fédérale d’hélium entraînent des fluctuations à la fois des prix et de l’approvisionnement.

Il est difficile de prévoir la demande d’hélium. Elle a augmenté rapidement dans les années 1990 à la suite des évolutions dans les secteurs de l’électronique et de l’IRM, puis la croissance de la demande a ralenti à une période où l’approvisionnement en hélium était plus faible. Et, de manière générale, la hausse de la demande d’hélium est liée à la santé de l’économie.

Mais ne vous inquiétez pas. Grâce aux avancées dans l’industrie des équipements médicaux, le besoin d’hélium liquide dans les IRM n’est plus aussi élevé.

Les systèmes plus récents réduisent le besoin d’hélium dans les IRM, car beaucoup disposent d’aimants « zero boil-off » tels que le Siemens Magnetom Avanto, le GE Discovery MR450, le GE Optima MR450W ou le Toshiba Vantage Elan et, par conséquent, nécessitent très peu de recharges d’hélium liquide.

Avec ces systèmes, vous n’avez pas à vous préoccuper autant de l’augmentation du prix de l’hélium, qui ferait autrement augmenter chaque année vos coûts de maintenance de l’IRM.

La période avant qu’une IRM ait besoin d’une recharge d’hélium sera bien plus longue que pour les systèmes qui ne sont pas « zero boil-off ». Vous aurez donc besoin de moins d’hélium et vos coûts futurs seront plus faibles.

Que faut-il savoir de plus sur les aimants « zero boil-off » ?

Il s’agit d’aimants qui ne consomment pas d’hélium au cours des examens normaux. Néanmoins, il est possible qu’en raison de petites erreurs ailleurs dans le système de réfrigération (c.-à-d. au niveau de la tête froide), il y ait une légère perte d’hélium, rendant nécessaire un remplissage de temps en temps.

Quelle quantité d’hélium liquide une IRM consomme-t-elle ?

Comme mentionné précédemment, la consommation d’hélium liquide varie fortement. Selon l’aimant, le type d’IRM et la maintenance du système, vous pouvez vous attendre à des taux de consommation d’hélium très différents.

Cependant, nous pouvons vous donner quelques exemples. Par exemple, les systèmes Philips équipés d’aimants F2000 (Philips Intera 1.5T et Philips Achieva 1.5T) consomment environ 0,02 à 0,04 % de leur capacité en hélium par jour, soit environ 1 % par mois.

De plus, des systèmes tels que le Toshiba Vantage Titan équipé de l’aimant OR76 consomment environ 0,1 % à 0,14 % par jour (jusqu’à 4,2 % par mois), tandis que le Siemens Symphony avec l’aimant OR70 utilise environ 0,1 % à 0,2 % de sa capacité d’hélium liquide par jour (jusqu’à 3 à 6 % par mois).

À présent, vous vous demandez peut-être :

Alors, combien cela va-t-il me coûter d’exploiter une IRM ?

Compte tenu des prix approximatifs de l’hélium liquide et de la consommation d’hélium, nous pouvons vous donner un exemple simple, mais hypothétique.

Supposons que vous ayez une IRM avec l’aimant OR76, d’une capacité totale de 1 800 litres d’hélium.

Votre système consomme environ 4 % de sa capacité en hélium par mois, soit 48 % par an (4 %*12 = 48 %).

Cela signifie que 864 litres sont consommés par an (1 800 litres * 48 % = 864 litres).

En supposant que le prix de l’hélium liquide par litre soit d’environ 40 € au moment de votre achat, le remplissage de votre IRM en hélium liquide vous coûtera environ 34 560 € (40 €/l * 864 litres = 34 560 €) par an.

34 560 € vous semblent-ils élevés ?

Vous pouvez opter pour un aimant « zero boil-off » à la place, mais vous devez vous attendre à un coût initial plus élevé.

La différence entre le prix d’une IRM « zero boil-off » et celui d’une IRM non « zero boil-off » dépasse généralement 100 000 €.

Il vous appartient donc de décider si vous souhaitez investir dans un système « zero boil-off » et dépenser moins à l’avenir en hélium, ou si vous préférez payer un prix relativement bas pour votre IRM, puis payer l’hélium liquide au fil du temps.

Les deux options ont leurs avantages et leurs inconvénients.

Que faut-il garder à l’esprit concernant le remplissage d’hélium dans les IRM ?

• Les aimants ont des capacités d’hélium différentes, jusqu’à 1 800 litres
• Remplissez l’IRM avant que le niveau d’hélium ne descende à 65 %
• Vérifiez la disponibilité, le prix et la logistique avant de décider où acheter l’hélium
• Gardez à l’esprit que le prix de l’hélium peut varier d’un pays à l’autre et selon la situation actuelle de l’offre et de la demande
• Maintenez le cryoréfrigérateur en bon état
• Mettez en place un dispositif de maintenance : les différentes IRM nécessitent des services différents

Suivre ces conseils augmentera non seulement le délai entre les recharges d’hélium et vous fera économiser de l’argent, mais prolongera également la durée de vie de votre IRM.

Comme promis, nous allons également parler un peu de l’histoire de l’hélium liquide.

Histoire de l’hélium liquide dans les IRM

Ci-dessous, vous pouvez voir notre frise chronologique qui montre l’histoire de l’utilisation de l’hélium dans les IRM ; nous détaillons davantage dans le texte.

Dans les années 1980, les scanners supraconducteurs avaient deux chambres cryogéniques. Une chambre interne contenait de l’hélium liquide et une chambre externe contenait de l’azote liquide. À l’époque, l’azote devait être rechargé chaque semaine, tandis que l’hélium l’était chaque mois.

À la charnière des années 80 et 90, les systèmes d’IRM ont adopté des cryoréfrigérateurs Gifford-McMahon à deux étages, qui ont éliminé le besoin d’azote liquide.

Cela a également entraîné une réduction de la consommation d’hélium. C’est à cette époque que les systèmes uniquement à l’hélium ont été développés.

Que faut-il savoir sur les cryoréfrigérateurs, aussi appelés têtes froides ?

Les cryoréfrigérateurs réduisent les taux d’évaporation et aident à condenser l’hélium à l’état gazeux pour le ramener à l’état liquide. Il en existe deux types : les cryoréfrigérateurs à tube pulsé (PT) et Gifford-McMahon (GM).

Quelles sont les principales différences entre les cryoréfrigérateurs à tube pulsé et les cryoréfrigérateurs Gifford-McMahon ?

En général, les cryoréfrigérateurs GM sont moins chers que les cryoréfrigérateurs PT à performance de refroidissement similaire.

Ce sont tous deux des réfrigérateurs mécaniques qui présentent un certain niveau de vibration. Ces vibrations peuvent réduire la fonctionnalité et la durée de vie du cryoréfrigérateur. Cependant, le niveau de vibration du système PT à température ambiante est nettement inférieur à celui du système GM.

Enfin, ils diffèrent par leur orientation. Alors que les cryoréfrigérateurs PT ne fonctionnent correctement que lorsqu’ils sont utilisés dans une orientation strictement verticale, les cryoréfrigérateurs GM peuvent fonctionner dans n’importe quelle orientation.

Revenons maintenant à l’histoire.

À l’horizon 2000, les systèmes de réfrigération étaient devenus encore plus sophistiqués et efficaces, réduisant la consommation d’hélium à moins de 0,03 litre/heure. Par conséquent, l’hélium liquide ne devait généralement être rechargé qu’une fois tous les 3 à 4 ans.

Aujourd’hui, la norme est la réfrigération « zero boil-off ». Les aimants « zero boil-off » permettent d’exploiter le système avec un remplissage d’hélium minimal.

Néanmoins, d’autres éléments sont à prendre en compte lors de l’utilisation de systèmes « zero boil-off ». Par exemple, des coûts de réfrigération plus élevés et une consommation électrique plus importante, mais cela dépend du type de système dont vous disposez (contactez-nous pour plus d’informations sur ce sujet).

De plus, la tête froide et les compresseurs de réfrigération nécessitent toujours des changements réguliers de filtres et d’autres opérations de maintenance.

Les principaux fabricants d’IRM travaillent à réduire la consommation d’hélium liquide au strict minimum.

La technologie d’aimant conventionnelle nécessite plus de 1 500 litres d’hélium liquide pour le refroidissement pendant l’utilisation, mais en 2015, GE a introduit sa technologie Freelium, qui ne nécessite que 20 litres d’hélium pour le refroidissement afin de maintenir l’aimant en fonctionnement. Cependant, cette technologie n’était pas approuvée par la FDA.

Mais que s’est-il passé en 2018 ?

Philips a développé son aimant d’IRM sans hélium appelé BlueSeal. Cette technologie de refroidissement scelle l’hélium dans l’aimant lors de la fabrication et réduit ainsi l’hélium nécessaire à seulement 7 litres.

L’entreprise a intégré l’aimant BlueSeal entièrement scellé dans l’Ingenia Ambition X 1.5T, en faisant le premier système d’imagerie par résonance magnétique au monde permettant un fonctionnement sans hélium. Elle a également éliminé la dépendance à une matière première (l’hélium) dont l’approvisionnement est imprévisible.

Résumé

Avez-vous obtenu davantage d’informations sur l’hélium liquide dans les IRM ?

Dans ce blog, nous avons abordé plusieurs sujets différents et vous pourriez vous sentir submergé. Voici quelques points clés à retenir :

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