Babeh Edi

PERBANDINGAN INFORMASI CITRA PEMBOBOTAN T1 POST KONTRAS
DENGAN SEKUENS SPIN ECHO DAN FAST SPIN ECHO PADA
PEMERIKSAAN TUMOR OTAK DENGAN MAGNETIC RESONANCE
IMAGING (MRI)*
Emi Murniati1, Sugiyanto2, Darmini2
Abstract
MRI of brain tumors is always performed with contrast administration. Contrast
media (GdDTPA) is injected via vein vessel in order to enhance the tumor, not only its size
and location but also degree of staging. Image is obtained after contrast administration by
using T1 weighting technique (spin echo and fast spin echo sequence). The purpose of this
research is to find out resulted image differences between two techniques. Hopefully, it
will be useful for radiographers to produce high quality post contrast images.
Suspect of this research were 4 patients having MRI brain tumor examination then
were set with 2 sequences (spin echo and fast spin echo). Result were analized by using
questionaire observed by 8 radiologists. Data then was analized with Wilcoxon test and
description of images were given.
There was statistically differences between spin echo and fast spin echo post
contrast T1 weighting image. Result showed that there were differences in post contrast T1
weighting image quality between spin echo and fast spin echo sequence. Statistically, with
Wilcoxon test the differences were significant with p value 0,011 ( p < 0,05).
Keywords : Spin echo, fast spin echo, T1 weighting post contrast image, brain tumor.
PENGANTAR
MRI digunakan untuk pemeriksaan klinis mulai tahun 1982 dan digunakan pada
pemeriksaan system syaraf (Worthington, 2001). Pada saat ini MRI terus berkembang dan
banyak berperan dalam berbagai pemeriksaan baik untuk kasus keganasan atau tumor,
maupun kasus-kasus yang lain. Pada pemeriksaan dengan kasus tumor telah dilakukan
beberapa studi tentang perlu tidaknya penggunaan media kontras atau cukup dengan
menggunakan pembobotan T2 saja (RMIT University, 1999). Dari beberapa penelitian
tersebut menunjukkan bahwa penggunaan media kontras akan memberikan penyangatan
(enhancement) yang tidak dapat ditunjukkan dengan pembobotan T2.
Media kontras MRI berbeda dengan media kontras untuk radiografi dilihat dari
bahan dan cara kerjanya. Bahan kontras MRI terbuat dari suatu bahan paramagnetik dan
yang biasa dipergunakan adalah Gadolinium (Gd), yang disenyawakan dengan Diethylene
Triaminepentaacetik Acid (DTPA) sebagai chelate-nya sehingga menjadi senyawa
GdDTPA agar tidak berbahaya dan mudah diekskresikan dari tubuh.
*Makalah pada Seminar Persatuan Ahli Radiografi Indonesia, 18 – 20 Mei 2007, Denpasar, Bali.
1Mahasiswa Prodi IV Teknik Radiologi Poltekkes Semarang.
2Pengajar pada Politeknik Kesehatan Semarang Jurusan Teknik Radiologi
2
Mekanisme Senyawa GdDTPA tampak hiperintens pada citra MRI dengan cara
menurunkan waktu relaksasi T1 disekitar jaringan dimana bahan paramagnetik tadi
dipergunakan. Dengan berkurangnya waktu relaksasi T1 maka jaringan tersebut tampak
terang pada citra pembobotan T1. Dengan pertimbangan tersebut maka pembobotan yang
biasa digunakan untuk menampilkan citra post kontras adalah pembobotan T1. Selain itu
dengan pembobotan T1 waktu sekuennya singkat dan sinyal inherennya relatif lebih bagus.
Pada MRI untuk menghasilkan pembobotan T1 dapat digunakan beberapa pulse
sekuens. Pulse sekuens adalah cara mengaplikasikan pulsa dan gradien pada system
sehingga terbentuk pembobotan dan kualitas citra yang diinginkan. Pulse sekuens yang
sering digunakan adalah Spin Echo dan Fast Spin Echo (Westbrook dan Kaut, 1998).
Berdasarkan pengalaman penulis selama praktek lapangan, penulis mendapatkan
bahwa untuk kasus tumor otak, ada rumah sakit yang menggunakan sekuens Spin Echo dan
ada rumah sakit yang menggunakan sekuens Fast Spin Echo untuk menghasilkan citra
pembobotan T1 post kontras. Berdasarkan hal tersebut, penulis tertarik untuk mengkaji
lebih jauh apakah ada perbedaan informasi diagnostik dengan sekuens spin echo maupun
fast spin echo untuk menghasilkan T1 post kontras. Hasil kajian tersebut penulis tuangkan
dalam Karya Tulis Ilmiah yang berjudul “Perbandingan Informasi Citra Pembobotan
T1 Post Kontras dengan Sekuens Spin Echo dan Fast Spin Echo pada Pemeriksaan
Tumor Otak dengan Magnetic Resonance Imaging (MRI) ”. Dari penelitian ini
diharapkan akan diketahui sekuens mana yang lebih baik dalam penggambaran citra T1
post kontras, sehingga akan berguna bagi radiografer dalam pemilihan pulse sekuens untuk
menghasilkan citra post kontras yang memberikan informasi yang maksimal.
METODE
Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimen yang disajikan dalam bentuk
pengamatan kualitatif yang dikuantitatifkan sehingga dapat dianalisa secara statistik
maupun deskriptif. Data penelitian ini berupa citra MRI pemeriksaan tumor otak dari
empat orang pasien yang kepadanya telah diberikan media kontras Gadolinium (Gd)
sebanyak 10 cc yang diinjeksikan intravena. Pada masing-masing pasien ini dilakukan
scanning citra post kontras dengan menggunakan dua macam pulse sekuens yaitu spin echo
(SE) dan Fast Spin Echo (FSE). Kemudian hasil citranya dibandingkan dan dianalisa oleh
delapan orang responden (radiolog yang terbiasa meng-expertise citra MRI). Analisa
dilakukan dengan pengisian kuesioner yang berisi 5 pertanyaan tentang hal-hal yang
tampak pada kedua citra post kontras yang dapat dibandingkan satu sama lain. Hasil
3
kuesioner berupa angka kemudian diolah dengan dua cara yaitu secara deskriptif dengan
perbandingan prosentase hasil kuesioner dan uji statistik dengan metode uji Wilcoxon.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil Penelitian
a. Hasil citra MRI pembobotan T1 post kontras yang dibuat dengan sekuens Spin Echo
b. Hasil citra MRI pembobotan T1 post kontras yang dibuat dengan sekuens Fast Spin Echo
c. Hasil uji statistik
Dari keseluruhan jawaban kuesioner yang ada, total nilai skor untuk analisis
informasi citra post kontras dengan sekuens spin echo dan fast spin echo tampak
dalam tabel berikut :
Tabel 4.1: Total hasil kuesioner perbandinganInformasi citra spin echo dan fast spin echo
RESPONDEN TOTAL SKORSPIN ECHO TOTAL SKOR FAST SPIN ECHO
1 57 56
2 57 53
3 59 55
4 57 56
5 66 54
6 57 51
7 62 56
8 60 48
JUMLAH 475 429
Sumber: data penelitian
4
Dari analisis statistik Wilcoxon Match pair test dengan SPSS nilai skor dari tiap-tiap
pertanyaan kuesioner diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 4. 2: Hasil analisa uji Wilcoxon pada lima pertanyaan kuesioner.
Variabel Visualisasi
enhance
FSEvisualisasi
enhance SE
Visualisasi
margin
FSEvisualisasi
margin SE
Gambaran
soft tissue
FSEgambaran
soft
tissue SE
Gambaran
artefak FSEGambaran
artefak SE
Gangguan
artefak
pada FSEgangguan
artefak
pada SE
Z
p value
-1,190a
0,234
-1,163a
0, 245
-2,388a
0,017
-2,232a
0,026
0,000b
1,000
Sumber: data penelitian
dari tabel tersebut tampak bahwa :
a. Perbandingan Visualisasi enhance dari tumor kedua citra mempunyai p value 0,234 (p
> 0,05). Jadi Hipotesa nol diterima. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa berarti
tidak ada beda antara visualisasi enhance tumor pada citra dengan sekuens spin echo
dan fast spin echo.
b. Perbandingan Visualisasi batas tepi atau margin dari tumor kedua citra mempunyai p
value 0,245 (p > 0,05). Jadi Hipotesa nol diterima. Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa berarti tidak ada beda antara visualisasi batas tepi atau margin tumor pada citra
dengan sekuens spin echo dan fast spin echo.
c. Perbandingan gambaran soft tissue atau jaringan lunak disekitar tumor pada kedua citra
mempunyai p value 0,017 ( p < 0,05). Jadi Hipotesa nol ditolak. Dengan demikian
dapat disimpulkan bahwa berarti ada beda antara gambaran soft tissue atau jaringan
lunak di sekitar tumor pada citra dengan sekuens spin echo dan fast spin echo.
d. Perbandingan gambaran artefak disekitar tumor pada kedua citra mempunyai p value
0,026 ( p < 0,05). Jadi Hipotesa nol ditolak. Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa berarti ada beda antara gambaran artefak di sekitar tumor pada citra dengan
sekuens spin echo dan fast spin echo.
e. Sedangkan pertanyaan kelima yaitu pertanyaan apakah artefak tersebut mengganggu
expertise citra adalah merupakan pertanyaan yang tidak dapat dianalisa dengan statistik
karena hanya bertujuan untuk menegaskan informasi dari pertanyaan keempat saja.
5
Pada analisis secara keseluruhan perbandingan antara informasi citra post kontras
pembobotan T1 dengan sekuens spin echo dan fast spin echo diperoleh nilai seperti dalam
tabel berikut :
Tabel 4.3: Hasil uji Wilcoxon citra SE dan FSE secara keseluruhan
Fast Spin Echo-Spin echo
Z
p value
-2,533a
0,011
Sumber: data penelitian
dari tabel tersebut diketahui bahwa p value yang dihasilkan adalah 0,011 ( p < 0,05). Jadi
hipotesa nol ditolak. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa ada beda antara citra
yang dibuat dengan sekuens spin echo dan fast spin echo. Nilai perbedaan dari kedua
sekuens dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 4.4: Hasil rangking uji Wilcoxon
N Mean Rank Sum of Rank
Fast Spin Echo-Spin Echo Negative Ranks 8a 4,50 36,00
Positive Ranks 0b 0,00 0,00
Ties 0c
Total 8
Keterangan: a. Fast Spin Echo < Spin Echo, b. Fast Spin Echo > Spin Echo, c. Spin
Echo = Fast Spin Echo.
Dari tabel rangking uji Wilcoxon diketahui bahwa fast spin echo memiliki nilai negative
sebanyak 8, sedangkan nilai positif 0, dan nilai yang sama juga 0. Maka tampak bahwa fast
spin echo mempunyai nilai yang lebih rendah dibanding spin echo. Dengan demikian
secara statistik terbukti bahwa informasi citra dengan sekuens spin echo lebih baik dari
pada informasi citra dengan sekuens fast spin echo.
2. Pembahasan
a. Informasi Tumor Otak pada Citra Post Kontras.
Visualisasi enhance atau penyangatan media kontras, dari analisis secara
deskriptif tampak bahwa citra dengan sekuens spin echo lebih jelas dalam
menampilkan informasi tumor sesudah pemberian media kontras. Pada analisis
6
secara statistik tidak ada perbedaan yang bermakna, dengan p value 0,234 (p >
0,05). Ini dapat dipahami karena kualitas citra post kontras dipengaruhi oleh
biodistribusi subtansi media kontras dalam jaringan dan parameter pulse sekuens
yang digunakan (RMIT University, 1999). Pada tumor terjadi peningkatan
vaskularisasi, ini menyebabkan meningkatnya biodistribusi substansi media kontras
pada tumor, yang menjadikan gambaran tumor pada citra menjadi enhance atau
terang. Menurut Westbrook (1998), tujuan pemberian media kontras adalah untuk
meningkatkan CNR (Contrast to Noise Ratio) antara jaringan patologis dengan
anatomi normal. Sekuens Spin Echo menghasilkan citra dengan CNR yang lebih
tinggi dibanding citra fast spin echo karena tingginya SNR yang dihasilkan.
Visualisasi batas tepi (margin) tumor secara statistik tidak berbeda, dengan
p value 0,245 (p > 0,05), pada kedua citra post kontras, hal ini disebabkan karena
penampakkan media kontras pada citra post kontras tidak dipengaruhi oleh sekuens
yang dipergunakan tapi tergantung pada tipe tumor, lokasi tumor, dan waktu
pengambilan citra post kontrasnya (Bushong, 1996).
Visualisasi soft tissue atau jaringan lunak di sekitar tumor berbeda pada
kedua citra post kontras, dalam analisa statistik didapatkan p value 0,017 (p <
0,05). Hal ini disebabkan karena SNR yang lebih tinggi pada citra dengan sekuens
spin echo akan membuat kontras citra juga lebih tinggi sehingga gambaran soft
tissue akan lebih jelas. Pemilihan tipe pulse sekuens yang digunakan berpengaruh
pada SNR karena berkaitan dengan pemilihan scan parameter seperti Time
Repetition (TR), Time Echo (TE), Time Inversion (TI) dan Flip angle (Woodward
dan Orisson, 1997).
b. Artefak atau Kekaburan (Blurring)
Pada pertanyaan kuesioner yang keempat tentang tampak atau tidak
tampaknya artefak pada kedua citra post kontras, dari analisis satistik tampak
bahwa ada perbedaan, dengan p value 0,026 (p < 0,05), antara kedua citra post
kontras. Secara deskriptif tampak bahwa pada citra dengan sekuens Fast spin echo,
artefak lebih tampak jelas dibanding pada citra dengan sekuens spin echo. Hal ini
disebabkan adanya Effective Time Echo (ETE), Echo Train Spacing (ETS) dan
Echo Train Length (ETL) atau Turbo factor pada citra sekuens Fast spin echo.
Yang ketiganya berperan pada kemungkinan terjadinya kekaburan atau blurring
pada citra fast spin echo.
7
Parameter ETE dan ETS tidak dapat diubah oleh operator, maka banyak
sedikitnya artefak ditentukan oleh pemilihan ETL atau Turbo factor pada
pencitraan fast spin echo. Semakin besar ETL, maka artefak akan semakin banyak.
Pada analisa dengan cara statistik dan deskriptif tampak bahwa perbedaan antara
kedua citra tidak terlalu tinggi karena ETL yang digunakan nilainya tidak terlalu
besar yaitu 2, sehingga artefak yang terjadi tidak terlalu berpengaruh.
Secara keseluruhan dari total nilai skor yang didapat dari lima pertanyaan
kuesioner, tampak bahwa secara statistik terbukti bahwa ada perbedaan antara
informasi citra pembobotan T1 post kontras yang dibuat dengan menggunakan
sekuens spin echo dan fast spin echo. Dengan uji Wilcoxon didapat p value 0,011
(p < 0,05). Dengan demikian terbukti bahwa kualitas citra post kontras dipengaruhi
oleh parameter pulse sekuens yang digunakan (RMIT University, 1999).
c. Waktu Scanning
Perbedaan yang signifikan namun tidak dianalisis secara statistik maupun
deskriptif adalah waktu scanning atau scanning time yang digunakan. Pembuatan
citra pembobotan T1 dengan sekuens fast spin echo mempunyai waktu scanning
yang lebih cepat dibanding sekuens spin echo. Pada citra fast spin echo waktu scan
yang digunakan adalah 1 menit 17 detik sedangkan pada pembuatan citra spin echo
waktuscanning- nya adalah 3 menit 32 detik.
3. Keterbatasan Penelitian
Keterbatasan penelitian yang paling utama adalah jumlah data yang sedikit yaitu
empat orang pasien. Hal ini disebabkan karena adanya beberapa keterbatasan dalam
pengambilan datanya. Antara lain dapat penulis sebutkan disini adalah waktu
pengambilan data yang singkat yaitu bulan Januari sampai Februari 2006 dan lokasi
pengambilan data yang jauh dari tempat penulis berdomisili.
KESIMPULAN
1. Secara statistik maupun deskriptif tampak bahwa ada perbedaan antara informasi citra
post kontras pembobotan T1 yang dibuat dengan sekuens spin echo dan fast spin echo.
Secara statistik, uji Wilcoxon mendapatkan p value 0,011 (p < 0,05) yang berarti ada
perbedaan antara informasi citra T1 post kontras spin echo dan fast spin echo.
8
2. Perbedaan informasi citra pembobotan T1 post kontras dengan sekuens spin echo dan
fast spin echo terutama adalah pada adanya artefak yang disebabkan karena kekaburan
atau blurring yang terlihat pada citra fast spin echo dimana artefak ini juga
berpengaruh pada visualisasi soft tissue atau jaringan lunak disekitar tumor, sedangkan
pada visualisasi enhance atau penyangatan dan batas tepi (margin) tumor pada citra
post kontras dengan kedua sekuens, tidak ditemukan adanya perbedaan.
SARAN
1. Mengingat adanya keterbatasan pada sekuens fast spin echo, sebaiknya pemilihan pulse
sekuens untuk menampilkan citra T1 post kontras lebih selektif, dengan
memperhitungkan hasil informasi citra yang akan didapat.
2. Agar kekaburan atau blurring yang terjadi tidak mengganggu informasi citra, maka
disarankan agar pada pembuatan citra post kontras pembobotan T1 fast spin echo
dipilih ETL atau turbo factor yang tidak terlalu tinggi.
3. Dengan pertimbangan bahwa perbedaan waktu antara pembuatan citra spin echo dan
fast spin echo tidak terlalu jauh berbeda, maka sebaiknya pembuatan citra post kontras
dilakukan dengan menggunakan sekuens spin echo konvensional. Hal ini mengingat
sekuens fast spin echo, sekalipun menggunakan ETL minimal yaitu 2, tetap
menunjukkan adanya artefak atau blurring yang dapat mengurangi nilai citra yang
dihasilkan.
DAFTAR PUSTAKA
Bontrager, Kenneth L, 2001, Textbook of radiographic positioning and related anatomy,
Mosby, Inc, Missourry, USA
Bushong, Stewart C, 1995, MRI Physical and Biological Principles, Mosby-Yearbook, Inc,
USA.
Carlton, R. Richard and Adler, M. Arlene, 2001, Principles of radiographic Imaging: An
Art And Science, Thomson Learning, USA
Dort, C. Joseph, sadler, david, Hu, William, Wallace, Carla, Forge, La Piere, Sevick,
Robert, 2001, Screening for Cerebellopontine angle tumours : conventional MRI vs
fast spin echo MRI.<www.cjns.org/28febtoc/screening.html>
Hashemi, H.Ray and Bradley, G. William, 1997, MRI: The Basics, Williams &Wilkins,
USA
Hornak, P. Joseph, 2002, The Basics of MRI, <www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htm>
Katzberg, Richard W, 1992, The Contrast Media Manual, Williams and Walkins,
Maryland, USA
9
King, AD, Lam, WW, Leung, SF, Chan, YL, and Metreweli, C, 1997, Comparison of T2 W
Fat Supressed turbo spin echo and contrast enhanced T1 W spin echo MRI in
Nasopharyngeal Carcinoma,
<www.bir.birjournals.org/cgi/content/abstract/70/840/1208>
Liney, P. Gary, 2005, Magnetic Resonance Imaging,
<www.hull.ac.uk/mri/lectures/gpl_page.html>
RMIT University, 1999, Module 4: MRI contrast Media,
<www.bh.rmit.edu.au/mrs/subject/mrigd/mr803/module4/mr803_4.html>
Snopek, M Albert, 1992, Fundamentals of Special Radiographic Procedures, W.B Sanders
Company, Mexico.
Westbrook, Chaterine,1999, Handbook of MRI Technique, Blackwell Science Ltd., United
Kingdom
Westbrook, Chaterine and Kaut, Carolyne, 1999, MRI in Practice, Blackwell Science Ltd,
United Kingdom
Woodward, Peggy and William, W. Arrison, 1997, MRI Optimization, a hands on
approach, McGraw-Hill,Co, USA
Worthington, S. Brian, 2001, Magnetic Resonance Imaging
<www.els.net/els/public/article/article_main.asp?id>