Makalah Radiologi Iii: Program Studi D4 Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Kemenkes Jakarta Ii Jakarta 2019

 

MAKALAH RADIOLOGI III Magnetic Resonance Imaging (MRI)

Disusun Oleh

:

Afrian Ghara Fabiyanto Aisha Humaira Alvin Ravi Dani Ary Rivaldi Dian Safitri

Kelas Dosen Pengampu

: :

D4 Teknik Elektromedik 2016 Dr. Ir. Hj. Rusmini. B, AIM, MM

PROGRAM STUDI D4 JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES JAKARTA II JAKARTA 2019

(P23138116002) (P23138116003) (P23138116006) (P23138116010) (P23138116013)

 

BAB I PENDAHULUAN  1.1. 

Latar belakang

Pada tahun 1946, Felix Bloch dan Purcell mengemukakan teori, bahwa inti atom  bersifat sebagai magnet kecil, dan inti atom membuat spinning dan precessing. Dari hasil penemuan kedua orang diatas kemudian lahirlah alat Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectrometer, yang penggunaann penggunaannya ya terbatas pada kimia saja. Setelah lebih dari sepuluh tahun Raymond Damadian bekerja dengan alat NMR Spectometer, maka pada tahun 1971 ia menggunakan alat tersebut untuk pemeriksaan  pasien. Pada P ada tah tahun un 19 1979, 79, The Un University iversity of Nottingham Grou Group p memproduksi memprodu ksi gambaran  potongan coronal dan sagittal (disamping potongan aksial) dengan NMR. Selanjutnya karena kekaburan istilah yang digunakan untuk alat NMR dan di bagian apa sebaiknya  NMR diletakkan, maka atas saran dari AMERICAN COLLEGE of RADIO-LOGI (1984), NMR dirubah menjadi Magnetic Resonance Imaging (MRI) dan diletakkan di  bagian Radiologi. Kemajuan teknologi di bidang kesehatan yang ada pada saat ini memberi kemudahan bagi para praktisi kesehatan untuk mendiagnosa penyakit serta menentukan  jenis pengobatan bagi pasien. Salah satu bentuk kemajuan tersebut adalah penggunaan alat MRI (Magnetic Resonance Imaging) untuk melakukan pencitraan diagnosa penyakit  pasien. MRI( MR I( Magnetic Resonance Imaging ) merupakan suatu al alat at diagnostik dia gnostik mutak mutakhir hir untuk memeriksa dan mendeteksi tubuh anda dengan menggunakan medan magnet yang  besar dan gelombang frekuensi radio, tanpa o operasi, perasi, penggunaan sinar X, ataupun ataupu n bahan radioaktif. selama pemeriksan MRI akan memungkinkan molekul-molekul dalam tubuh  bergerak dan bergabung untuk mem membentuk bentuk sinyal sinyal-sinyal. -sinyal. Sinyal ini aka akan n ditangkap oleh antena dan dikirimkan ke komputer untuk diproses dan ditampilkan di layar monitor menjadi sebuah sebuah gambaran yang jelas dari struktur rongga tubuh bagian dalam. MRI menciptakan gambar yang dapat menunjukkan perbedaan sangat jelas dan lebih sensitive untuk menilai anatomi jaringan lunak dalam tubuh, terutama otak,.sumsum tulang belakang, susunan saraf dibandingkan dengan pemeriksaan x-ray biasa maupun CT scan. Juga jaringan lunak dalam susunan musculoskeletal seperti otot, ligament, tendon, tulang rawan, ruang sendi seperti misalnya pada cedera lutut maupun cedera sendi bahu. Pemeriksaan lain yang dapat dilakukan dengan MRI yaitu evaluasi anatomi dan kelainan dalam rongga dada, payudara, organ organ dalam perut, payudara, pembuluh darah, dan  jantung. Oleh sebab itu, kami disini akan membuat sebuah makalah yang bertemakan tentang cara kerja MRI dan kelebihan-kelebihan apa saja yang dimiliki oleh MRI ini dalam dunia medik.

 

Juga jaringan lunak dalam susunan musculoskeletal seperti otot, ligament, tendon, tulang rawan, ruang sendi seperti misalnya pada cedera lutut maupun cedera sendi bahu. Pemeriksaan lain yang dapat dilakukan dengan MRI yaitu evaluasi anatomi dan kelainan dalam rongga dada, payudara, organ organ dalam perut, payudara, pembuluh darah, dan  jantung. Oleh sebab itu, kami disini akan membuat sebuah makalah yang bertemakan tentang cara kerja MRI dan kelebihan-kelebihan apa saja yang dimiliki oleh MRI ini dalam dunia medik.

 

BAB II PEMBAHASAN 2.1. 

Pengertian MRI

MRI ( Magnetic  Magnetic Resonance Imaging )  adalah teknik diagnostik yang menggunakan medan magnet dan gelombang radio untuk menghasilkan gambar rinci jaringan lunak tubuh dan tulang. MRI membuat pencitraan tulang dengan menggunakan magnet yang terbentuk di sekitar tubuh untuk merangsang atom hidrogen. Setelah atom kembali ke tingkat rangsang normal, mereka memancarkan energi yang terdeteksi pada pada scanner   scanner .  MRI scan umumnya dianggap sebagai studi sebagai studi p pencitraan encitraan yang terbaik. Alat tersebut memiliki kemampuan membuat gambaran potongan coronal, sagital, aksial dan oblik tanpa banyak memanipulasi tubuh pasien Bila pemilihan parameternya tepat, kualitas gambaran detil tubuh manusia akan tampak jelas , sehingga anatomi dan  patologi jaringan tubuh dapat dievaluasi secara teliti. Untuk itu perlu dipahami hal-hal yang berkaitan dengan prosedur tehnik MRI dan tindakan penyelamatan bila terjadi keadaan darurat.

Gejala resonansi Magnetik Inti merupakan suatu gejalla fiska yang didasarkan atas sifat magnetiik dari sebuah inti atom (nukleus). Fenoma ini ditemukan oleh felix bloch distanford USA dan edward mills purcell di harvard usa. Resonansi magnetik inti menggunakan medan magnet eksternal yang sangat kuat dan menyimpangkan arah momen magnetik ini dengan menggunakan medan elektromagmetik sinyal frekuensi radio (RF). Saat RF dimatikan maka momen magnetik tadi akan kmebali ke arah semula dengan memancarkan gelombang RF. Gelombang yang dipancarkan ini dikenal sebagai gelombang sinyal NMR. Tanggapan inti atom terhadap terhadap eksitasi RF y yang ang diberikan dimanfaatkan dalam spektroskopi resonansi manetik inti dan pencitraan resonansi magnetik inti.

 

Unit kendali pengukuran berfungsi untuk mengendalikan unti frekuensi radio RF, gradien magnet, dan sistem akusisi data seelama melakukan pengukuran. RF signal unnit terdiri dari pemancar RF dan penerima RF. Rf power amplifier berfungsi untuk memperkuat Sinyal RF dari pemancar untuk dipancarkan kebagian tubuh yang diperiiksa melalui antena/koil pemancar. Sistem gradien magnet terdiri dri gradient amplifier dan gradient coil yang berfungsi untuk membangkitkan gradien magnetik dalam arah x,y,z. Unit catu daya shim berungsi untuk membangkitkan arus listrik untuk koil shim. Koil shim bertugas untuk membangkitkan medan magnet untuk meningkatkan homogenitas mdan magnet. Pada umumnya ada 5 buah koil shim dalam magnet superkonduktor yang terpasang pada koil gradien.

2.1. 

Tipe MRI

MRI bila ditinjau dari tipenya terdiri dari : a.  MRI yang memiliki kerangka terbuka (open (open gantry) gantry) dengan ruang yang luas

 

 b. MRI yang memiliki kerangka ( gantry)  gantry) biasa yang berlorong sempit. Sedangkan bila ditinjau dari kekuatan magnetnya terdiri dari : a.  MRI Tesla tinggi ( High (  High Field Tesla ) memiliki kekuatan di atas 1 –  1  –  1,5  1,5 T  b.  MRI Tesla sedang ( Medium Field Tesla) 0,5 –   T T Tesla ) memiliki kekuatan 0,5 –  c.  MRI Tesla rendah ( Low Field Tesla) memiliki kekuatan di bawah 0,5 T. Sebaiknya suatu rumah sakit memilih MRI yang memiliki tesla tinggi karena alat tersebut dapat digunakan untuk teknik  Fast Scan yaitu suatu teknik yang memungkinkan 1 gambar irisan penampang dibuat dalam hitungan detik, sehingga kita dapat membuat banyak irisan penampang yang bervariasi dalam waktu yang sangat singkat. Dengan banyaknya variasi gambar membuat suatu lesi menjadi menjadi lebih spesifik.

2.2. 

Prinsip MRI

Tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air yang mengandung dua atom hidrogen dengan nomor atom ganjil. Didalam inti atom hidrogen memiliki satu proton. Inti hidrogen merupakan kandungan inti terbanyak dalam jaringan tubuh manusia yaitu 1019 inti/ mm³ dan memiliki gaya magnetik (gyromagnetic) terkuat dibandingkan unsur lainnya. Proton memiliki sifat yang hampir sama dengan sifat sebuah magnet. Sebab proton merupakan suatu partikel yang bermuatan positif dan aktif melakukan putaran pada sumbunya (spin) secara kontiniu. Berdasarkan teori jika suatu muatan listrik melakukan pergerakan maka disekitarnya akan timbul gaya magnet dengan demikian dapat diibaratkan proton seperti sebuah magnet yang kecil.

 

  Telah diketahui inti sebuah atom terdiri dari neutron yang tidak bermuatan dan proton yang bermuatan positif. Proton tersebut bersifat magnetik dan memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan selatan, mirip dengan sebuah magnet kecil. Proton dengan kutubnya tersebut disebut Magnetic Dipole . Pada unsur dengan nomor atom genap, protonproton - proton  proton akan  berpasang-- pasangan  berpasang  pasangan sehingga efek magnetiknya akan saling meniadakan. Karena tidak ada magnetisasi pada unsur dengan nomor atom genap maka tidak terdapat inti bebas sehingga akan sulit untuk dirangsang agar terjadi pelepasan sinyal. Sebaliknya unsur dengan nomor atom ganjil memiliki inti atom bebas yang akan menghasilkan magnetisasi sehingga mudah untuk melakukan pelepasan sinyal..Begitu pula dengan unsur selain hidrogen yang memiliki nomor atom ganjil. Sehingga memungkinkan untuk melakukan pengembangan pemeriksaan MRI pada jaringan yang mengandung Natrium (11Proton dan 12 neutron ), Phospor (15  proton dan 16 neutron ) dan Potassium ( 19 proto proton n dan 20 neutron neu tron ). Dalam keadaan keada an normal  proton hidrogen dalam tubuh tersusun secara acak sehingga tidak mengahasilkan jaringan magnetisasi. Namun ketika pasien dimasukan kedalam medan magnet utama (Bo) pada  pesawat MRI, arah dari magnetik dipole dari proton tubuh pasien akan berada pada dua keadaan yaitu searah ( parallel ) dan tidak searah ( antiparallel ) dengan arah kutub medan magnet utama (B0) MRI. Proton yang tidak searah memiliki energi yang cukup tinggi sehingga dapat melawan kekuatan medan magnet utama MRI (B0). Jumlah selisih antara  proton yang searah dengan yang berlawanan arah amatlah sedikit dan tergantung juga dari kekuatan medan magnet utama pesawat(B0). Jumlah selisih inilah yang akan menjadi kelompok inti bebas (tidak berpasangan) sehingga membentuk jaringan magnetisasi. Pada  proses selanjutmya jaringan magnetisasi ini yang akan berpengaruh ketika dimulainya proses prose s  pembentukan gambar pada pa da MRI.

2.3. 

Blok diagram Proses MRI

 

  Permanen Perm anentt ma net

ene eneratin ratin a constant constant stat static ic

Gradient magnetic field coil (providing MR signal with positional Transmitter coil (applying an RF Receiver coil (receiving MR Display

Image Processin

Nc

  Si nal

Rf

Gambar 2 Komposisi dasar sistem MRI

2.4. 

Hardware dan Aksesoris

a.  Komputer utama berfungsi untuk menjalankan program aplikasi MRI. Program aplikasi ini bertugas untuk mengoperasikan sistem MRI secara keseluruhan, mendaftarkan pasien, serta untuk mengolah, menampilkan, dan menyimpan citra MRI.   MRI.  b.  Pemroses citra berfungsi untuk melakukan rekonstruksi citra dan melakukan fungsi  post processing. Data mentah akan diproses dip roses menjadi citra MRI oleh komputer  pengolah citra ini.  ini.   c.  Unit kendali pengukuran berdungsi untuk mengendalikan unit frekuensi radio RF, gradien magnetm, dan sistem akuisisi data selama melkukan pengukuran.  pengukuran.   d.  RF signal unir terdiri dari pemancar RF dan penerima RF.   e.  RF power amplifier berfungsi untuk memperkuat sinyal RF untuk dipancarkan ke  bagian tubuhyang diperiksa. diperiksa .  f.  Sistem gradien magnet berfungsi untuk mmbangkitkan gradien magnetik dalam arah sumbu x,y,z.  x,y,z.  g.  Unit catu daya, berfungsi untu membangkitkan arus listrik untuk koil shim yang  bertugas untuk membangkitkan medan magnet untuk men menigkatkan igkatkan homogenitas medan magnet.  magnet. 

 

h.  Laser kamera atau imager berfungsi untuk mencetak citra hasil pemeriksaan MRI.  MRI.  i.  Sistem magnet terdiri dari magnet, magnet supervision, dan catu daya magnet yang digunakan untuk membangkitkan medan magnet atau memaikan medan magnet.  magnet.    j.  Sistem pendingin untuk mendinginkan cold head dan komponen komponen yang  berdaya tinggi seperti penguat daya da ya grekuensi radio,penguat daya graien, dan d an kumparan gradien dalam magnet. Cold head yang beroperasi selama 24 jam diperlukan untuk menekan penguapan helium cair pada magnet superkonduktor.  superkonduktor.  k.  Sangkar faraday atau Rf shelding adalah ruang dimana magnet dan meja pasien diletakkan. Sangkar faraday berfungsi untuk mencegahssinyal radio dari luar masuk ke dalam ruangan pemeriksaan yang dapat mengganggu pemeriksaan. Semua kabel yang terhubung dari luar kedalam magnet harus melalui filter plate yang berfungai menangkal segala jenis gangguan atau interference dari luar.  luar.   l.  Kumparan frekuensi radio Rf coils, sebagian besar citra MRI dihasilkan dengan kumparan khusus yang disebut surface coil. Dengan meletakkan kumparan dekat dengan bagian tubuh yang diperiksa maka akan diperoleh sensitivitas yang lebih  baik namun field of view nya menjadi sangat terbatas. Dan sbeliknya bila kumparan k umparan dijauhkan dari bagian tubuh maka kan diperoleh field of view yang lebih luas tetapi sensitivitasnya menjadi buruk. Maka dari itu dirancang koil khusus sesuai dengan  jenis pemeriksaan dengan berbagai berbag ai tipe dan ukuran. ukuran .

Gambar 3 Sistem hardaware pada MRI

 

2.5. 

Jenis-jenis Magnet yang ada didalam MRI

  Magnet permanen



Yang dimaksud magnet permanen adalah terbuat dari besi atau baja yang bersifat sebagai magnet tetap. Kelebihan magnet ini dibandingkan magnet yang lain adalahtidak memerlukan biaya operasional yang besar, medan magnetnya bersifat tetap, pengaruh medan magnet terhdap lingkungan sekelilingnya kecil sehungga tidak diperlukan penyekat atau perisai magnet. Namun magnet ini juga memiliki kekurangan yaitu keterbatasan kekuatan medan magnet yang dihasilkan, aktor berat, dan kestabilan termalnya. Oleh karean adanya keterbatasan kuat medan magnetnya maka magnet ermanen hanya digunakan dalam sistem MRI rendah Magnet permanen memerlukan sistem pemanas yang kakan menjaga kestabilan suhu magnet sekitar 32°C. Magnet permanen dapat menghasilkan kuat medan magnet mencapai 0,3 Tesla dan  beratnya sudah mencapai 100 1 00 ton. Sistem MRI magnet permanen yang banyak digunakan adalah tipe magnet terbuka yang berbentuk huruf C. Magnet permanen dengan bentuk C terbuka memerlukan pengaturan suhu yang sangat teliti sekitar 30 derajat celcius. Dan suhu diukur dalam dua titik yang berbeda, yaitu plat kutub sebelah atas dan plat kutub sebelah bawah.

Arah medan magnet dari bawah ke atas dan dijembatani oleh magnet yoke yang terbuat dari besi. Ditetapkan perjanjian koordinat sebagai berikut:

  arah x : dari sisi depan magnet ke arah yoke belakang   arah y : arah vvertikal dari bawah ke atas Bo   arah z : pararel terhadap meja pasien dari kiri ke kanan



 

 

  Magnet Resistif



Prinsip dari magnet resisitif adalah arus listrik searah dialirkan melalui kumparan sehingga dihasilkan medan maget listrik. Kumparan yang digunakann adlah kumparan yang memiliki tahanan tertentu sehingga disebut magnet resisitf.  resisitf.   Magnet ini cukup sederhana namun memerlukan biaya operasional yang cukup mahal terutama untuk biaya listrik. Sebagai contoh untuk membangkitkan medan sebesar 0,2nT 0,2nTesla esla diperlukan sekitar 180 ampere pada 90 volt dc dengan demikian daya yang dibutuhkan adalah sekitar 66kw.  66kw.  Magnet resistif memerlukan penyekat untuk melindungi lingkungan sekitar terhadap  pengaruh medan magnetnya magnetn ya serta sebaliknya. sebaliknya.   Berdasarkan kekuranganya tersebut magnet ini hanya dapat dipakai untuk menghasilkan kuat medan magnet yang tidak lebih dari 0,2 tesla dengan homogenitas 0,3ppm.   0,3ppm.

  Magnet Superkonduktif



Pada magnet ini prinsipnya hampir sama dengan magnet resi resistif stif namun kumparan yang dipakai terbuat dari bahan niobium titanium atau niobium seng. Kumparan ini didinginkan sampai suhu mendekati nol mutlak (4,2 kelvin), sehingga tercapai keadaan superkonduktif dan seklai arus dialirkan maka akan mengalir terus menrus tanpa disipasi. Akibatnya biaya opersaional yang dibuthkan tidak terlalu besar dan dapat menghasilkan medan magnet yang lebih kuat dan lebih stabil  stabil  Magnet ini juga memerlukan penyekat medan magnet seperti magnet resistif. Magnet ini dapat menghasilkan medan magnet sekkitar 0,15 Tesla hingga 2,0 Tesla dan arah medan magnetnya adalah horizontal. horizontal.

Macam –  Macam  –  macam   macam magnet superkonduktor

  Berdasarkan sistem pendinginya



1.  Cryishield : magnet superkonduktor dengan pendingin sekunder nitrogen cair 2.  Refigerator : magnet superkonduktor yang dilengkapi dengan “cold head” dan helium kompressor sebagai pendingin sekundernya 3.  Re Re –   –  liquifier : helium yang menguap akan dicairkan kembali oleh ssuatu uatu sistem daur ulang dan digunakan lagi sebagai pendingin.

 

 

  Berdasarkan magnetic shield yang digunakan



1.  Unshielded : medan magnet di luar medan magnet utama tidak dikompensasi 2.  Passive shielded : medan magnet diluar medan magnet utama dikompensasi dengan menggunakan bahah besi. 3.  Active shielded : medan magnet dluar aea medan magnet utama dikompensasi dengan kumparan lain yang membangkitkan medan magnet melawan medan magnet tersebut.

Komponen komponen sistem magnet superkonduktor •

  Line power distribution : untuk menyesuaikan tegangan listrik masukan ( 3 fasa, 340 V/AC sampai dengan 510V/AC) menjadi 230 V dan 400 V yang merupakan tegangan yang dibutuhkan oleh catu daya magnet  magnet  

•

  Magnet power supply : terdiri dari komponen yang berungsi ntuk menyuntikan arus  pada kumparan superkonduktor superkond uktor saat pertama kali magnet diaktikan (ramping up), up ), rangkaian power dan kendali elektronikm, catu untuk pemanas sakelar superkonduktot dan rangkaian pengaman elektronik.  elektronik.  

•

  Emergency run down unit : unit ini berfugsi untuk menghulangkan medan magnet superkonduktor secara seketika dengan menguapkan helium cair apa bila terjadi keadaan darurat.ERDU akan bekerja bila emergency magnet stop ditekan.  ditekan.  

•

  He level meter : indikator yang menunjukan level helium cair dalam magnet  magnet 

•

 

•

Fridge alarm : memantau status dari refrigerator, aan mengeluarka alarm bila sistem  pendignin tidak bekerja dengan den gan baik. baik.  

  Screen : Led akan menyala bila ada seseuatu yang tidak beres pada sistem scree secara reset.  reset. 

•

  Room temperature : memantau temperatur ruangan magnet. LED akan menyala bila temperatur ruangan terlalu tinggi.  tinggi. 

•

  Processor : unit mikroprosessor yang mengendalikan seluruh sistem elektronik magnet dan mentsramisikan data status magnet ke measurement contol unit.  unit. 

•

  Alarm box : terletak di ruangan operator berfungsi untuk mengindikasikan status magnet dan dan sistem pendingin. Apabila terjadi gangguan pada sistem, maka

 

 

alarm box akan mengeluarkan bunyi dan indikator akan menyala. Pada alarm box  juga terdapat tombol emergency quench, dan tombol on/off yang berfungsi untuk menyalakan atau mematikan sistem MRI secara keseluruhan.  keseluruhan.  

Kontrukis Magnet Superkonduktor  Superkonduktor  •

•

•

•

•

  ACTIVE SHIELD merupakan kumparan superkonduktor dibagian luar kumparan utama yang akan membangkitkan medan magnet yang berlawanan dengan medan magnet yang dibangkitkan pleh kumparan utama dengan tujuan untuk mengeliminasi medan magnet disisi luar kumparan magnet utama     Quench protection circuity rangkaian yang berfungsi untuk memproteksi magnet terhadap bahaya quench  quench     Quench header untuk membua saklar superkonduktor pada kumparan magnet utama dengan tujuan mematikan medan magnet dengan cara menguapkan helium cair sebagai pendingin  pendingin    Superconductive switch saklar superkonduktor yang digunakan pada saat proses ramping up, ramping down, atau meng quench kan magnet dalam keadaan darurat saat tombol ERDU ditekan  ditekan    Bo – screen adalah kumparan yang berfungsi untuk meniadakan perubahan pada medan magnet utama.  utama. 

 

 

2.6. 

Proses terjadinya citra MRI

Berdasarkan ukuran jaringan yang dieksitsasi dan asal mula sinyal yang diterima untuk  pembentukan suatu citra, teknik pementukan citra dengan metode NMR dapat diklasifikasikan dalam 4 kelompok, yaitu :  :  1.  Titik tunggal, sinyal NMR didapat dari 1 voxel  voxel   2.  Metode garis, sinyal NMR didapat dari satu garis yang terdiri dari sejumlah voxel   3.  Metode planar, sinyal NMr didapat dari suatu bidang yang berisi n² voxel  voxel   4.  Metode volume, sinyal NMR didapat dari satu volume n³ voxel  voxel  Secara ringkas saat proses pembentukan gambar pada MRI, proton akan melewati tiga fase yaitu; Fase Precession , Fase Resonansi dan Fase Relaksasi. Setelah melewati tiga fase tersebut maka proton akan memancarkan sinyal yang dikenal dengan nama Free Induction Decay (FID). Kemudian sinyal FID ini akan diterima oleh antena berbentuk coil sebagai raw data dan dikirim ke sisitem komputer untuk direkonstruksi menjadi gambar digital.

  Fase precession



Fase precission dimulai ketika pasien masuk kedalam magnet utama dari MRI maka  proton-proton dari inti hidrogen akan membentuk jaringan magnetisasi yang memiliki arah cenderung dengan arah kurub medan magnet utama pesawat MRI(B0). Arah kutub medan magnet utama dikenal juga dengan arah longitudinal (Z axis). Saat pasien masuk kedalam magnet, proton selain terus melakukan spin juga melakukan gerakan relatif. Gerakan relatif tersubut serupa dengan gerakan permukan gasing yang disebut gerakan procession yaitu  pergerakan yang berpusat pada p ada bagian dasarnya.

 

  Gerakan procession menghasilkan suatu frekuensi yang didapat dari berapa banyak  proton melakukan gerakan procession dalam satu detik.Besarnya frekuensi tergantung dari  jenis atom dan kekuatan me medan dan magnet luar yang mempengaruhinya, dalam hal ini kekuatan medam magnet pesawat MRI (B0). Frekuensi tersebut dikenal dengan nama Larmor Frequency (ω0). (ω0).Frekuensi Frekuensi Larmor dapat dihitung berdasarkan rumus Larmor sebagai berikut ω0 = .B0 .B0 (2.1) Dimana ω0 merupakan frekuensi Larmor (MHz) kemudian adalah faktor gyromagnetic (MHz/T ) dan B0 adalah kekuatan medan magnet utama MRI dalam satuan Tesla (T). Kita dapat mengetahui besarnya frekuensi Larmor pada MRI 0.5 T, dengan cara memasukan factor gyromagnetic hydrogen ( )dari table 1 yaitu ; 42.58 MHz/T kemudian masukan besar medan magnet (B0) sebesar 0.5T kedalam rumus Larmor ω0 = .B0 .B0 sehingga didapat frekuensi Larmor pada MRI 0.5 T adalah sebesar 21.29 MHz.

  Fase resonansi



Jaringan magnetisasi sulit dideteksi dan diukur karena arah induksi magnetnya sama dengan arah induksi magnet utama pesawat, sehingga dibutuhkan perubahan arah induksi magnet dari jaringan magnetisasi tersebut. Untuk mengubah arahinduksi tersebut maka digunakanlah RadioFrequency. Mengetahui secara tepat frekuensi Larmor dari proton sangat mutlak untuk menentukan besarnya Radio Frequency (RF) yang akan dipancarkan untuk mengubah arah orientasi proton yang membentuk jaringan magnetisasi. Pada saat fase  precession Radio Frequency Frequ ency (RF) dipancarkan dipa ncarkan dari RF Amplifier yang merupakan salah satu

 

Hardware dari MRI. Proses resonansi terjadi ketika besarnya Radio Frequency sama dengan  besarnya frekuensi Larmor dari proton. Pada saat p proses roses resonansi terjadi maka proton ak akan an menyerap energi dan mulai bergerak meninggalkan arah longitudinal yang sejajar dengan arah kutub magnet pesawat menuju kearah transversal yaitu tegak lurus terhadap sumbu medan magnet pesawat. Proses resonansi menghasilkan magnetisasi transversal. Proton yang dapat dipengaruhi oleh Radio Frequency hanyalah proton yang memiliki frekuensi Larmor yang sama dengan besarnya Radio Frequency.Fase proton proton bergerak meninggalkan sumbu longitudinal menuju arah transversal disebut sebagai fase resonansi.

  Fase relaksasi



Proton-proton hydrogen berada pada bidang transversal hanyalah bersifat sementara, ketika sinyal Radio Frequenscy dihentikan maka proton-proton akan kembali ke posisi Longitudinal. Saat Radio Frequency dihentikan maka proton proton secara perlahan  – lahan lahan akan kehilangan energinya dan mulai bergerak meninggalkan arah transversal menuju kembali kearah longitudinal (recovery). Proses kembalinya posisi proton-proton pada posisi awal dinamakan sebagai fase relaksasi. Pada saat proton-proton kembali ke posisi awal, maka proton akan menginduksikan signal dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang dikenal dengan nama Free Induction Decay( FID) yang kemudian akan diterima oleh antenna berupa sebuah kumparan penerima . Waktu yang dibutuhkan untuk proton kembali  pada posisi transversal dibagi menjadi dua pembagian yaitu T1 dan T2. T1 didefenisikan sebagai waktu yang diperlukan proton- proton hydrogen untuk kembali pada posisi

 

longitudinal dengan memakan waktu sekitar 63% dari recovery time.T1 mencerminkan tingkat transfer energi frekuensi radio (RF) dari proton-proton pada keseluruhan jaringan sekitarnya (TissueLattice).Sehingga T1 biasa pula dikenal dengan istilah Spin LatticeRelaxation, dimana besar T1 tergantung pada kepadatan serta struktur kimiawi dari materi  jaringan yang diperiksa. Jika waktu T1 makin lama maka akan diperoleh signal yang semakin besar. Ketika Radio Frequncy dengan kekuatan energy yang dapat membuat sudut  precession dari proton berubah menjadi sebesar 90° (RF 90° ) maka akan diperoleh signal dari arah transversal secara maksimum. Namun ketika sinyal RF 90° dihentikan, maka magnetisasi transversal yang pada awalnya memancarkan signal maksimum, berangsurangsur mulai berkurang (Decay). Pada saat gerakan precession dimulai, proton-proton  berada dalam kecepatan yang sama, namun secara perlahan satu sama lain terlihat saling meninggalkan. Sehingga terjadi peristiwa dephasing yaitu proton dengan tingkat energi lebih  besar melakukan over lapping pada proton lainnya pada waktu melakukan putaran  procession.T2 merupakam waktu yang diperlukan proton-proton untuk mencapai dephasing Peristiwa tersebut disebabkan karena adanya interaksi dari masingmasing proton dengan  proton-proton disekitarnya (spin-spin interaction). Peristiwa terjadinya terjadin ya T2* merupakan suatu fenomena tambahan yang dikonstribusikan dari kenyataan bahwa medan magnetic dari  pesawat MRI idak id ak benarbenar-benar benar homogen homogen.Akibat .Akibat dari tidak homo homogennya gennya med medan an magnet MRI maka akan menghasilkan magnetisasi proton proton lokal yang tidak homogen (local inhomogeneity). Local inhomogeneity meningkatkan interks antar spin-spin dan mempercepat dephasing sehingga mempercepat penurunan besarnya signal FID ke nilai nol. Hal ini berarti terdapat adanya signal yang hilang. T2 membutuhkan waktu sebesar 37% dari waktu relaksasi Waktu tersebut merupakan nilai T2 yang sebenarnya. Kehilangan signal yang diakibatkan oleh medan magnetic lokal yang tidak homogen tersebut, menutupi nilai T2 yang sebenarnya. Hadirnya T2* mempersepat signal menuju ke nol, oleh karena itu  prosedur pemeriksaan peme riksaan MR MRII salah satunya adalah mengurangi atau me menghilangkan nghilangkan efek T T2*, 2*, sehingga diperileh nilai T2 yang sebenarnya. Sementara jaringan dengan waktu relaksasi T2  pendek mengalami dephasing sangat ccepat epat sehin sehingga gga intensitas sinyal yang dihasilkan sangat  besar. Jaringan dengan waktu relaksasi T2 pendek akan kelihatan hitam pada pembobotan T2.Waktu relaksasi T1 dan T2 terjadi bersamaan pada saat eksitasi jaringan oleh gelombang radio (RF) dan merupakan suatu proses kerja yang berlawanan yaitu saat proses recovery ke magnetisasi longitudinal diimbangi dengan proses peluruhan kurva relaksasi T2. Jika nilai T2 besar maka signal yang dihasilkan juga besar. Jadi proses dephasing diakibatkan oleh hasil interaksi spin-spin yang sebenarnya dan interaksi spin spin akibat medan magnet yang tidak homogen.

 

 

2.7. 

Pelindung untuk MRI

Dua macam pelindung (shield) sangat penting untuk MRI: 1.  MRI dipengaruhi oleh noise radio Gelombang elektromagnet yang digunakan MRI mempunyai frekuensi yang sama dengan siaran radio. Jika sistem MRI yang dipasang tanpa pelindung (shield), maka akan terpengaruh noise radio serta mempengaruhi mutu gambar (image) yang dihasilkan. Untuk menjamin mutu gambar, seluruh sistem ruang MRI harus diberi  pelindung.

Radio

Radio-wave shield

Gambar 7 Radio-wave (RF) shield

 

  2.  MRI dipengaruhi bahan magnet (pengaruh luar terhadap sistem MRI) Jika ada suatu benda dari bahan magnet di sekeliling MRI, akan mengganggu uniformity dari medan magnet yang menyebabkan mutu gambar menjadi rendah. Pelindung magnet tidak diperlukan karena kasus ini tergantung pada kondisi sekeliling.

Artefak pada MRI dan Upaya Mengatasinya

Artefak adalah kesalahan yang terjadi pada gambar yang menurut jenisnya terdiri dari :   a.  Kesalahan geometric  b.  Kesalahan algoritma  c.  Kesalahan pengukuran attenuasi. Sedangkan menurut penyebabnya terdiri dari : a.  Artefak yang disebabkan oleh pergerakan physiologi, karena gerakan jantung gerakan per-nafasan, gerakan darah dan cairan cerebrospinal, gerakan yang terjadi secara tidak periodik seperti gerakan menelan, berkedip dan lain-lain.  b.  Artefak yang terjadi karena perubahan kimia dan pengaruh magnet. c.  Artefak yang terjadi karena letak gambaran tidak pada tempat yang seharusnya. d.  Artefak yang terjadi akibat dari data pada gambaran yang tidak lengkap. e.  Artefak sistem penampilan yang terjadi misalnya karena perubahan bentuk gambaran akibat faktor kesala-han geometri, kebocoran dari tabir radio-frekuensi. Akibat adanya artefak –  artefak –  artefak  artefak tersebut pada gambaran akan tampak : gambaran kabur, terjadi kesalahan geometri, tidak ada gambaran, gambaran tidak bersih, terdapat garis – garis garis dibawah gambaran, gambaran bergaris garis miring, gambaran tidak beraturan.

:

Upaya untuk mengatasi artefak pada gambaran MRI, antara lain dilakukan dengan cara a.  Waktu pemotretan dibuat secepat mungkin memeriksa keutuhan tabir pelindung radio frekuensi  b.  Menanggalkan benda-benda yang bersifat ferromagnetic bila memungkinkan c.  Perlu kerja sama yang baik dengan pasien. d.  Pengambilan sample/gambar sebaiknya lebih dari satu kali. e.  Pengolahan citra yang dilakukan pada komputer (image processing) harus sebaik mungkin.

 

Aplikasi Klinik Pemeriksaan MRI

Pemeriksaan MRI bertujuan mengetahui karakteristik morpologik (lokasi, ukuran,  bentuk, perluasan dan lain-lain dari keadaan patologis. Tujuan tersebut dapat diperoleh dengan menilai salah satu atau kombinasi gambar penampang tubuh aksial, sagittal, koronal atau oblik tergantung pada letak organ dan kemungkinan patologinya. Adapun jenis pemeriksaan MRI sesuai dengan organ yang akan dilihat, misalnya : 1.  Pemeriksaan kepala untuk melihat kelainan pada: kelenjar pituitary, lobang telinga dalam, rongga mata, sinus. 2.  Pemeriksaan otak untuk mendeteksi : stroke / infark, gambaran fungsi otak,  pendarahan, infeksi; tumor, kelainan bawaan, ba waan, kelainan pembulu pembuluh h darah seperti aneurisma, angioma, proses degenerasi, atrofi. 3.  Pemeriksaan tulang belakang untuk melihat proses Degenerasi (HNP), tumor, infeksi, trauma, kelainan bawaan. 4.  Pemeriksaan Pemeriksaan Musculo-skeletal   Musculo-skeletal  untuk   untuk organ : lutut, bahu , siku, pergelangan tangan ,  pergelangan kaki , kaki , untuk me mendeteksi ndeteksi robekan tulang rawan, rawan , tendon, ligamen, tumor, infeksi/abses dan lain lain. 5.  Pemeriksaan Abdomen untuk melihat hati , ginjal, kantong dan saluran empedu,  pakreas, limpa, organ ginekologis, gineko logis, prostat, buli-buli. 6.  Pemeriksaan Thorax untuk melihat : paru –  paru –   paru, jantung.

 

BAB III PENUTUP

3.1. 

Kesimpulan

Magnetic Resonance Imaging atau yang biasa disebut MRI adalah suatu alat kedokteran di bidang pemeriksaan diagnostic radiologiyang mempunyai teknik  penggambaran penampang tuuh berdasarkan prinsip resonansi magnetic inti atom hydrogen. Teknik Penggambaran MRI relative komplek karena gambaran yang dihasilkan tergantung banyak parameter. Alat tersebut mempunyai kemampuan membuat gambaran  potongan coronal, sagital, aksial, dan obliktanpa banyak memanipulasi memanipu lasi tubuh pasien.