MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI) by pptfiles

VIEWS: 77 PAGES: 15

									ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                MAGNETIC RESONANCE IMAGING

                  MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI)




                                Gambar 1 Sistem MRI


Pendahuluan


     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.
     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.




                                                  MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                MAGNETIC RESONANCE IMAGING

   Untuk menghasilkan gambaran MRI dengan kualitas yang optimal sebagai alat
diag-nostik, 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.


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.




                                                  MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                               MAGNETIC RESONANCE IMAGING

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.




                                                MUHAMMAD YUNUS / D41102066
 ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                               MAGNETIC RESONANCE IMAGING


                               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
Nc                                                              Processing
                                                                  system


     Rf                                                         Signal




                             Gambar 2 Komposisi dasar sistem MRI


 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




                                                                 MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                             MAGNETIC RESONANCE IMAGING




                 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.


Magnet


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.



                                              MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                MAGNETIC RESONANCE IMAGING



                                            N

                                            S



                             Patient                     Large bar
                                                          magnet

                      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.




                                                 MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                     MAGNETIC RESONANCE IMAGING



                                       Cooling-water flanges
                                       (sandwitching the coil)




                                         Cooling
                                                                 Coil
                                          Water
                                                           (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.



                                                       MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                         MAGNETIC RESONANCE IMAGING




                                 resistance
                                 Electrical
                                                             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




                                                           MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                               MAGNETIC RESONANCE IMAGING

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-wave shield
                             Radio
                             noise




                           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 dapat
terdiri dari :
a. Kesalahan geometric
b. Kesalahan algoritma



                                                 MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                 MAGNETIC RESONANCE IMAGING

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.




                                                  MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                  MAGNETIC RESONANCE IMAGING

Keselamatan


1. Pengaruh kemagnetan dan gelombang radio terhadap tubuh manusia
        Pengaruh langsung dari medan magnet pada tubuh manusia tidak pasti
   diketahui sampai sekarang. Tetapi, bagaimanapun medan magnet sebesar 2.0 T
   dan yang lebih rendah seperti yang dipakai sistem MRI umumnya diakui tidak
   mempunyai pengaruh merugikan.
        Sehubungan dengan pengaruh medan magnet yang disebabkan mematikan
   medan magnet gradient dan pengaruh pemanasan disebabkan pulsa RF yang dapat
   dipikirkan sebagai pengaruh MRI, ‘American and British Safety’ mempunyai
   aturan sebagai berikut:
                                            Guideline             FDA
              Physical item                                  (American)
              Strength of static magnetic field            2 T or less
              Time change of magnetic field                6 T/sec or less
                                                           0.4 W/kg or
              High frequency radio waves
                                                           less


        FDA :Food and Drugs Association 8/2/88 Guideline


2. Bahaya/resiko tubuh karena medan magnet
   c. Benda seperti logam di dalam tubuh pasien (jepitan, sambungan buatan, dll)
      Apakah benda tersebut sejenis logam yang nonmagnetic perlu diperiksa
      sebelumnya. Bila logam tersebut nonomagnetic maka akan menyebabkan
      artifact pada gambar, tetapi tidak mungkin ada pengaruh pada pasien.
   d. Benda yang tertarik magnet (jarum suntik, gunting, pisau , kursi roda, dll)




                                                   MUHAMMAD YUNUS / D41102066
   ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                               MAGNETIC RESONANCE IMAGING

              Ada kemungkinan suatu benda logam tertarik ke dalam gantry. Daya tarik ini
              lebih kuat jika benda tersebut lebih besar atau medan magnet lebih kuat. Oleh
              karena itu dibutuhkan perhatian khusus dalam hal ini.


   3. Pacemaker
                 Pasien dengan pacemaker tidak bisa dilakukan scanning MRI, karena medan
        magnet akan mempengaruhi pacemaker dan hal ini sangat berbahaya bagi pasien.


   Komposisi Sistem


   Berikut ini merupakan komposisi sistem magnet tetap, dalam hal ini model MRP-
   20EX

        RF shield                                                            MRI Unit

                                                                                          Thermostatic
                                                                                            control
    Thermostatic
       heater                 Magnet                                                    Power supply for
    Gradient                Fan                                                         gradient magnetic
magnetic field coil                                                                           field
                                                                Filter box




    Transmitter coil                                                                      RF transmitter-
                                              Preamplifier                              receiver (including
     Receiver coil                                                                       power amplifier)
                                                    Control
                                                   panel and                            Power distribution board   AC Power
                              Magnet               projector
     Gantry



                                                                                         Image processor
                              Patient table

                                                                                            Controls

                                                                             Central control console



                       Gambar 8 Komposisi sistem magnet tetap model MRP-20EX




                                                                MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                   MAGNETIC RESONANCE IMAGING

   Gantry unit terdiri dari suatu sistem medan magnet statis, sistem medan magnet
    garadient, sistem pengontrol thermostatis, kumparan pengirim (transmitter coil)
    dan kumparan penerima (receiver coil).
   MRI Unit terdiri dari RF transmitter/receiver, RF power amplifier, power unit for
    gradient magnetic field, pengontrol thermostatis, dan power distribution unit.
   Central control console terdiri dari control panel dan image processing unit.
    Image processing system dan seluruh sistem MRI dikontrol oleh 32 bit micro
    computer di dalam central control console.


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.




                                                     MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                                 MAGNETIC RESONANCE IMAGING

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.




                                                  MUHAMMAD YUNUS / D41102066
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN


                                             MAGNETIC RESONANCE IMAGING

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_inform
     ation




                                              MUHAMMAD YUNUS / D41102066

								
To top