MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI)

BAB I
PENDAHULUAN
Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah suatu teknik penggambaran
penampang tubuh berdasarkan prinsip resonansi magnetik inti atom hidrogen. Tehnik
penggambaran MRI relatif komplek karena gambaran yang dihasilkan tergantung pada
banyak parameter. 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.
Magnetic Resonance Imaging yang disingkat dengan MRI adalah suatu alat
diagnostik mutahir untuk memeriksa dan mendeteksi tubuh dengan menggunakan medan
magnet dan gelombang frekuensi radio, tanpa operasi, penggunaan sinar X ataupun bahan
radioaktif.
Hasil pemeriksaan MRI adalah berupa rekaman gambar potongan penampang
tubuh/organ manusia dengan menggunakan medan magnet berkekuatan antara 0,064 – 1,5
tesla (1 tesla = 1000 Gauss) dan resonansi getaran terhadap inti atom hidrogen.
Beberapa faktor kelebihan yang dimilikinya, terutama kemampuannya membuat
potongan koronal, sagital, aksial dan oblik tanpa banyak memanipulasi posisi tubuh
pasien sehingga sangat sesuai untuk diagnostik jaringan lunak.
BAB II
PEMBAHASAN
Teknik penggambaran MRI relatif kompleks karena gambaran yang dihasilkan
tergantung pada banyak parameter. Bila pemilihan parameter tersebut tepat, kualitas
gambar MRI dapat memberikan gambaran detail tubuh manusia dengan perbedaan yang
kontras, sehingga anatomi dan patologi jaringan tubuh dapat dievaluasi secara teliti.
Untuk menghasilkan gambaran MRI dengan kualitas yang optimal sebagai alat
diagnostik, maka harus memperhitungkan hal-hal yang berkaitan dengan teknik
penggambaran MRI, antara lain :
a. Persiapan pasien serta teknik pemeriksaan pasien yang baik
b. Kontras yang sesuai dengan tujuan pemeriksaanya
c. Artefak pada gambar, dan cara mengatasinya
d. Tindakan penyelamatan terhadap keadaan darurat.
2. 1 Tipe MRI
MRI bila ditinjau dari tipenya terdiri dari :
a. MRI yang memiliki kerangka terbuka (open gantry) dengan ruang yang luas
b. MRI yang memiliki kerangka (gantry) biasa yang berlorong sempit.
Sedangkan bila ditinjau dari kekuatan magnetnya terdiri dari :
a. MRI Tesla tinggi ( High Field Tesla ) memiliki kekuatan di atas 1 – 1,5 T
b. MRI Tesla sedang (Medium Field Tesla) memiliki kekuatan 0,5 – T
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
Pasien ditempatkan dalam medan magnet, dan gelombang elektromagnet pulsa
diterapkan untuk membangkitkan “objective nuclide” di dalam tubuh. Nuclide yang
dibangkitkan akan kembali ke dalam energi semula dan akan melepaskan energi yang
diserap sebagai gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet yang dilepas ini
adalah sinyal MR. Sinyal ini dideteksi dengan kumparan (coil) untuk membentuk suatu
gambar (image).
Yang perlu diperhatikan dengan memakai MR adalah nucleus (proton di dalam
tubuh). Nucleus mempunyai massa dan muatan positif serta berputar pada sumbunya.
Nucleus yang berputar ini dianggap sebagai suatu magnet batang kecil (small bar
magnet). Karena nucleus ditempatkan di dalam medan magnet statis, maka akan berputar
(precession). Ketika suatu pulsa RF yang mempunyai frekuensi sama dengan
kecepatan/frekuensi dari putaran diberikan, nucleus menyerap energi dari pulsa (yang
disebut gejala resonansi). Pulsa RF adalah gelombang elektromagnet dan disebut pulsa RF
(Radio Frequency) karena band frekuensinya. Ketika pulsa RF dimatikan, nucleus
kembali ke keadaan semula sambil melepaskan energi yang diserap (yang disebut
relaxation). Dengan membuat nucleus memancarkan sinyal ketika melepaskan energi
yang diserap, suatu gambar (image) dihasilkan.
Permanent magnet (generating a constant static magnetic field)
Gradient magnetic field coil (providing MR signal with positional information)
Transmitter coil (applying an RF pulse)
Receiver coil (receiving MR signal)
Display
Image
Processing
system
Nc
Rf
Signal
Gambar 2 Komposisi dasar sistem MRI
2. 3 Instrumen MRI
Secara garis besar instrumen MRI terdiri dari:
a. Sistem magnet yang berfungsi membentuk medan magnet.
Agar dapat mengoperasikan MRI dengan baik, kita perlu mengetahui tentang : tipe
magnet, efek medan magnet, magnet shielding ; shimming coil dari pesawat MRI
tersebut
b. Sistem pencitraan berfungsi membentuk citra yang terdiri dari tiga buah kumparan
koil, yaitu:
- Gradien coil X, untuk membuat citra potongan sagittal.
- Gardien coil Y, untuk membuat citra potongan koronal.
- Gradien coil Z untuk membuat citra potongan aksial .
Bila gradien koil X, Y dan Z bekerja secara bersamaan maka akan terbentuk
potongan oblik
Gambar 3 Potongan sagittal dari kepala manusia
c. Sistem frekuensi radio berfungsi membangkitkan dan memberikan radio frekuensi
serta mendeteksi sinyal.
d. Sistem komputer berfungsi untuk membangkitkan sekuens pulsa, mengontrol semua
komponen alat MRI dan menyimpan memori beberapa citra.
e. Sistem pencetakan citra, fungsinya untuk mencetak gambar pada film rontgent atau
untuk menyimpan citra.
Sebagai inti dari MRI adalah magnet untuk menghasilkan medan magnet statis. Berikut
adalah 3 macam magnet yang sekarang dipakai dalam sistem MRI:
1. Magnet tetap (Permanent Magnet/PM)
2. Magnet resistif (Resistive Magnet/RM)
3. Magnet superkonduktif (Superconductive Magnet/SCM)
1. Magnet tetap (Permanent Magnet/PM)
Magnet tetap adalah sama dengan suatu magnet batang. Sistem MRI yang menggunakan
suatu magnet tetap dapat dianggap suatu magnet batang yang besar.
N
S
Large bar
magnet
Patient
Magnetic
field
N
S
Gambar 4 MRI dengan magnet tetap
Ciri-ciri sistem MRI yang menggunakan magnet tetap adalah sebagai berikut:
1. Karena tidak ada daya listrik untuk menghasilkan medan magnet, biaya pemakaian
sangat rendah.
2. Sistem sangat berat.
Keuntungan sistem ini adalah biaya pemakaian (running cost) yang sangat rendah
dibanding sistem yang lain (magnet kumparan dan magnet superkonduktif).
2. Magnet Resistif (Resistive Magnet/RM)
Magnet resistif dapat dianggap suatu magnet listrik. Magnet ini menghasilkan medan
magnet yang kuat dengan mengalirkan suatu arus listrik yang besar melalui suatu
kumparan tembaga, aluminium, atau materi yang lain yang mempunyai hambatan listrik
(electric resistance) rendah.
Cooling-water flanges
(sandwitching the coil)
Cooling
Water
Coil
(Aluminium sheet)
Gambar 5 Metoda MRI dengan magnet resistif
Ciri-ciri sistem magnet resistif adalah sebagai berikut:
1. Termasuk tidak mahal
2. Gampang untuk menangani
3. Biaya pemakaian sangat tinggi karena:
a. Arus sebesar 200 A mengalir
b. Harus ada aliran air untuk pendinginan sistem, karena panas yang terjadi sangat
tinggi
3. Magnet Superkonduktif (Superconductive Magnet/SCM)
Dari 3 macam magnet, magnet superkonduktif mungkin paling tidak dikenal. Magnet
ini adalah suatu magnet listrik yang menggunakan suatu kumparan sebagai materi
dengan suatu gejala superkonduktif terjadi. Gejala superkonduktif adalah bahwa
hambatan listrik (electrical resistance) dari suatu logam menjadi nol bila metal
didinginkan dengan temperature yang sangat rendah (-272° C), dan temperature pada
saat tersebut disebut temperature kritis (critical temperature) Tc. Hambatan listrik
menjadi nol berarti bahwa suatu arus besar dapat mengalir dengan memakai tegangan
(voltage) rendah beberapa volt.
Electrical
resistance
Temperature
Critical Temperature Tc
Gambar 6 Gejala superkonduktif
Ciri-ciri sistem MRI dengan magnet superkonduktif adalah sebagai berikut:
1. Pemakaian daya listrik sangat rendah dibandingkan dengan sistem magnet
kumparan.
2. Medan magnet yang kuat dapat dihasilkan karena arus listrik yang cukup besar
dapat dialirkan.
3. Untuk mendapatkan temperatur yang sangat rendah, kumparan harus dicelupkan ke
dalam helium cair (-272° C).
Magnet superkonduktif memerlukan biaya daya listrik yang rendah daripada magnet
kumparan untuk mendapatkan medan magnet yang kuat, yang membuat magnet
superkonduktif lebih berguna, tetapi masalahnya adalah helium cair yang dibutuhkan
untuk mendinginkan kumparan.
Kekurangan dengan menggunakan helium cair adalah sebagai berikut:
1. Tidak mudah untuk menangani
2. Harga helium cair sangat mahal
3. Helium cair menguap pada kecepatan 0,6 sampai 0,7 liter/jam
4. Penggunaan kembali helium gas sesudah penguapan adalah sulit
2.4 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
noise
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 tersebut pada gambaran akan tampak : gambaran kabur, terjadi
kesalahan geometri, tidak ada gambaran, gambaran tidak bersih, terdapat 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 M R I
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, kelainan pembuluh darah seperti aneurisma, angioma,
proses degenerasi, atrofi.
3. Pemeriksaan tulang belakang untuk melihat proses Degenerasi (HNP), tumor, infeksi,
trauma, kelainan bawaan.
4. Pemeriksaan Musculo-skeletal untuk organ : lutut, bahu , siku, pergelangan tangan,
pergelangan kaki , kaki , untuk mendeteksi robekan tulang rawan, tendon, ligamen,
tumor, infeksi/abses dan lain lain.
5. Pemeriksaan Abdomen untuk melihat hati , ginjal, kantong dan saluran empedu,
pakreas, limpa, organ ginekologis, prostat, buli-buli.
6. Pemeriksaan Thorax untuk melihat : paru –paru, jantung.
Daftar Pustaka
-
NN, Alat Radiologi IV, Akademi Teknik Elektromedik
-
www.litbang.depkes.go.id/media/data/mri.pdf
-
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_resonance_imaging#Background_information