1. Introduction Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Magnetic
Resonance Imaging (MRI) merupakan tipe alat scan yang menggunakan kekuatan
medan magnet dan gelombang radio untuk menghasilkan gambar detail dari dalam
tubuh manusia. Sebuah scanner MRI seperti sebuah tabung besar yang terdiri dari
kekuatan magnet di dalamnya, di mana tubuh yang discan dimasukkan ke dalam
tabung tersebut selama proses scan berlangsung[1]. Berikut merupakan tampilan
gambar dari MRI scanner[1].
Gambar 1. Tampilan Magnetic Resonance
Imaging Scanner[3]
Scanner
MRI terdiri dari beberapa komponen yang membantu dalam proses scan dan imaging (pencitraan), yaitu :
- Patient table sebagai tepat tidur pasien yang akan membantu memposisikan dan memasukkan pasien ke tubuh dalam tabung scanner.
- Radio frequency coil yang sebagai sumber frekuensi radio yang berfungsi sebagai energi tambahan yang berperan dalam pembentukan gambar
- Gradient coil berfungsi untuk mengubah kuat medan magnet secara elektronik bersama dengan frekuensi radio membentuk sinyal yang menhasilkan gambar.
- Magnet merupakan elemen penting yang berperan untuk menghasilkan medan magnet yang memberikan efek gerakan proton dalam tubuh yang nantinya akan membentuk gambar.
Gambar 2. Komponen - komponen Magnetic
Resonance Imaging Scanner[6]
Berikut merupakan skematik yang
menunjukkan fungsi masing - masing komponen MRI scanner hingga muncul gambar
hasil scan pada layar monitor komputer.
Gambar 3. Skematik fungsi komponen
Magnetic Resonance Imaging Scanner[7]
Beberapa
bagian tubuh yang dapat dilakukan scan oleh MRI antara lain :
- otak dan sumsum tulang belakang
- tulang dan persendian
- organ pernapasan
- jantung dan pembuluh darah
- organ - organ dalam seperti hati, rahim atau kelenjar prostat.
Hasil
dari scan MRI dapat digunakan untuk mendiagnosis kondisi tubuh pasien,
merencanakan penanganan dan menilai seberapa efektif penanganan sebelumnya yang
telah dilakukan[1]. Beberapa tampilan gambar hasil scan MRI terdapat pada
gambar 2.
Gambar 4. Hasil scan menggunakan MRI
scanner[4]
2.
Prosedur Magnetic Resonance Imaging
(MRI)
Selama
proses scan MRI, pasien berbaring di tempat tidur yang kemudian dipindahkan ke
pemindai (scanner) tergantung pada
bagian tubuh yang dipindai (scan),
baik kepala atau kaki yang terlebih dulu dimasukkan ke dalam scanner. MRI scanner dioperasikan oleh radiografer
yang terlatih dalam menggunakan X-ray dan prosedur yang sama. Mereka
mengendalikan scanner menggunakan
komputer di ruangan yang berbeda untuk tetap menjauh dari medan magnet yang
dihasilkan oleh scanner.
Gambar 5. Pasien ditemani radiografer
saat memasuki scanner[1]
Pasien
dapat berbicara dengan radiografer melalui interkom dan mereka juga dapat
melihat pasien pada monitor televisi di seluruh scan. Pada saat tertentu selama
pemindaian, pemindai akan membuat gangguan suara yang keras di mana ini adalah
arus listrik dalam kumparan scanner yang
dihidupkan dan dimatikan. Pasien akan diberikan penyumbat telinga atau
headphone untuk dikenakan. Hal ini sangat penting untuk menjaga pasien selama
masih dalam proses scan MRI. Scan akan berlangsung antara 15 dan 90 menit,
tergantung pada ukuran daerah yang dipindai dan berapa banyak gambar yang
diambil[1].
Gambar 6. Radiografer yang
berkomunikasi dengan pasien menggunakan interkom saat proses scan[8]
3.
Prinsip Kerja Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Magnetic
Resonance Imaging (MRI) menggunakan sifat magnetik alami tubuh untuk
menghasilkan detail gambar dari setiap bagian tubuh. Untuk tujuan pencitraan
maka inti hidrogen (single proton)
digunakan karena kelimpahannya yang terkandung di dalam air dan lemak. Proton
hidrogen dapat dianalogikan seperti planet bumi, berputar pada porosnya, dengan
kutub utara-selatan. Hal ini juga terjadi seperti pada sebuah batang magnet
kecil. Dalam keadaan normal, proton
hidrogen "bar magnet" ini berputar di dalam tubuh dengan sumbu mereka
secara acak tersusun.
Gambar 7. Susunan proton hidrogen yang
memiliki dua kutub[2]
Ketika
tubuh ditempatkan dalam medan magnet yang kuat, seperti scanner MRI, sumbu proton
- proton semua line up. Keselarasan
susunan ini menciptakan magnet vektor seragam berorientasi sepanjang sumbu scanner
MRI. Scanner MRI datang dalam kekuatan medan yang berbeda, biasanya antara 0,5
dan 1,5 Tesla. Ketika energi tambahan (dalam bentuk gelombang radio)
ditambahkan ke medan magnet, magnet vektor dibelokkan. Frekuensi gelombang
magnet yang menyebabkan inti hidrogen beresonansi bergantung pada yang dicari
(hidrogen dalam kasus ini) dan kekuatan medan magnet.
Gambar 8. Susunan proton hidrogen pada
saat tubuh didekati oleh medan magnet[2]
Kekuatan
medan magnet dapat diubah secara elektronik dari kepala sampai jari kaki
menggunakan serangkaian gradien kumparan listrik, dan dengan pengubahan medan
magnet lokal dengan tambahan sedikit demi sedikit ini, bagian tubuh yang
berbeda akan beresonansi sebagai frekuensi yang berbeda. Ketika sumber
frekuensi radio dimatikan vektor magnetik kembali ke keadaan resting, dan hal ini menyebabkan sinyal
(juga gelombang radio) menjadi dipancarkan. Ini adalah sinyal yang digunakan
untuk membuat gambar MR[2].
Untuk
lebih jelasnya dalam proses pembentukan gambar mulai dari proton hidrogen
hingga terbentuk gambar yaitu dapat dilihat skematik gambar 9. Ada dua daerah
sampel yang mengandung cukup hidrogen untuk menghasilkan sinyal NMR yang kuat.
Atas sketsa visualisasi proses NMR dengan medan magnet konstan diterapkan pada
seluruh sampel. Frekuensi spin-flip hidrogen
sama untuk semua bagian dari sampel. Segera sudah oleh sinyal RF (Radio
Frequency), hidrogen akan cenderung untuk kembali ke keadaan lebih rendah dalam
proses yang disebut "relaksasi" dan akan kembali memancarkan radiasi
RF pada frekuensi Larmor mereka. Sinyal ini terdeteksi sebagai fungsi waktu,
dan kemudian diubah menjadi kekuatan sinyal sebagai fungsi frekuensi dengan
menggunakan transformasi Fourier. Karena proton dalam setiap bidang aktif
sampel dikenakan medan magnet yang sama, mereka akan menghasilkan frekuensi
yang sama dari radiasi dan Transformasi Fourier dari sinyal yang terdeteksi
akan hanya memiliki satu puncak. Satu puncak ini menunjukkan adanya atom
hidrogen, tetapi tidak memberikan informasi untuk menemukan mereka dalam sampel[5].
Gambar 9. Skematik visualisasi proses
pencitraan[5]
Informasi
tentang lokasi atom hidrogen dapat diperoleh dengan menambahkan bidang gradien
yang dikalibrasi di seluruh wilayah sampel seperti terlihat pada sketsa pada
gambar 9. Dengan peningkatan medan magnet saat pasien bergerak ke kanan
melintasi sampel, energi spin-flip dan kemudian frekuensi sinyal yang
dipancarkan meningkat dari kiri ke kanan. Ketika meluap oleh RF transmitter, sinyal yang dipancarkan berisi frekuensi yang
berbeda untuk dua area konsentrasi proton. Frekuensi ini dapat dipisahkan
dengan cara Transformasi Fourier dan contoh memberikan dua wilayah frekuensi yang
berbeda untuk dua daerah sampel. Ini adalah awal dari proses menemukan atom
hidrogen. Dalam sketsa, hanya menempatkan mereka di sepanjang arah horisontal,
tidak memberikan indikasi bahwa mereka berada pada ketinggian yang berbeda.
Karena
frekuensi sinyal proton sebanding dengan medan magnet, frekuensi sinyal proton
dapat diberikan ke dalam jaringan. Ini memberikan informasi untuk memetakan
jaringan dalam kondisi bahwa proton ada di sana. Karena kepadatan proton
bervariasi dengan jenis jaringan, sejumlah perbedaan didapatkan untuk
menggambarkan organ dan variasi jaringan lainnya dalam jaringan subjek. Karena
MRI menggunakan inti proton hidrogen, sedangkan sebagian besar proton - proton
tersebut merupakan proton air maka MRI sangat cocok digunakan untuk
menggambarkan (pencitraan) jaringan - jaringan lunak, seperti otak, mata, dan
struktur jaringan lainnnya. Tulang tengkorak tidak memiliki banyak proton,
sehingga muncul daerah gelap. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.
Ketika
perputaran medan gradien digunakan, informasi posisi linear dikumpulkan bersama
sejumlah arah yang berbeda. Informasi tersebut dapat dikombinasikan untuk
menghasilkan peta dua dimensi kepadatan proton. Sinyal proton NMR sangat
sensitif terhadap perbedaan isi proton yang merupakan karakteristik dari
berbagai jenis jaringan. Meskipun resolusi spasial MRI tidak begitu besar
seperti film x-ray konvensional, resolusi kontras jauh lebih baik untuk
jaringan. Scanning cepat dan rekonstruksi komputer memberikan gambar yang baik
dari organ - organ[5].
Gambar
10. Sinyal yang dipancarkan oleh jaringan organ[5]
4.
Safety Penggunaan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Tidak
ada bahaya biologis yang diketahui dari MRI, karena tidak seperti x-ray dan computed tomography, MRI menggunakan radiasi frekuensi radio dalam kisaran yang
ditemukan di sekitar kita dan tidak merusak jaringan saat melewati. Namun, ada
hal yang perlu diketahui saat melakukan scan, yaitu untuk tidak membawa dan
menggunakan logam seperti alat pacu jantung, klip logam, dan valve logam karena bisa
berbahaya di scanner MRI. Hal ini disebabkan karena gerakan potensial dalam medan magnet. Departemen MRI selalu memeriksa logam yang ditanamkan
dan dapat memberikan nasihat tentang keselamatan mereka[2].
Referensi :
[1] http://www.nhs.uk/conditions/MRI-scan/Pages/Introduction.aspx
diakses pada tanggal 14 Agustus 2014 pada pukul 14.30 WIB
[2] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1121941/
imaging diakses pada tanggal 14 Agustus 2014 pada pukul 14.30 WIB
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_resonance_
diakses pada tanggal 15 Agustus 2014 pada pukul 11.20 WIB
[4] http://chemistryinmedicine.wordpress.com/2012/04/29/mri-scans-why-are-they-important/ diakses pada tanggal 15 Agustus 2014
pada pukul 11.27 WIB
[5] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/mri.html
diakses pada tanggal 15 Agustus 2014 pada pukul 11.38 WIB
[6] http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/magnetacademy/mri/fullarticle.html diakses pada tanggal 15 Agustus 2014 pada pukul 13.30 WIB
[7] http://fas.org/irp/imint/docs/rst/Intro/Part2_26c.html
diakses pada tanggal 15 Agustus 2014 pada pukul 14.57 WIB
[8] http://www.kch.nhs.uk/service/cancer/tests-and-investigations/mri-scan
diakses pada tanggal 15 Agustus 2014 pada pukul 15.01 WIB
Tidak ada komentar:
Posting Komentar