MAGNETIK RESONANCE IMAGING
Pada
tanggal 3 Juli 1977, sebuah acara yang akan berlangsung selamanya mengubah
lansekap dari medis modern. Acara ini pertama ujian MRI pernah dilakukan pada
manusia.
Butuh waktu hampir lima jam untuk menghasilkan satu gambar.TGambar itu dengan standar hari ini, sangat
jelek.Dr Raymond Damadian, dengan dokter dan ilmuwan, bersama dengan rekan Dr
Larry Minkoff dan Dr Michael Goldsmith,
bekerja tanpa lelah selama tujuh tahun untuk mencapai ke tahap ini. Mereka
bernama asli mereka mesin "Indomitable" untuk
menangkap semangat perjuangan mereka untuk melakukan apa yang masih banyak yang
mengaku tidak dapat dilakukan.
Mesin ini sekarang di Lembaga Smithsonian. Sebagai akhir sebagai
1982, tetapi ada segelintir MRI scanner di seluruh
Amerika.Saat ini ada ribuan. Kami dapat menghasilkan gambar dalam hitungan
detik, yang dulunya butuh waktu satu jam.
MRI
adalah teknologi yang sangat rumit tidak dipahami oleh banyak orang. Dalam
artikel ini, Anda akan mempelajari semua tentang bagaimana besar, noise mesin
MRI sebenarnya bekerja. Apa yang terjadi untuk tubuh Anda saat Anda berada di
dalam mesin? Apa yang dapat kita lihat dengan MRI Ini lebih banyak pertanyaan
dan akan dijawab di sini, jadi mari kita mulai!
MRI Scan
Jika Anda pernah
melihat sebuah mesin MRI, Anda tahu bahwa desain dasar yang digunakan di
sebagian besar merupakan kubus raksasa. Kubus yang khas dalam
sistem mungkin dengan tinggi 7 kaki lebar 7 kaki dengan panjang 10 kaki (2 m 2
m 3 m), meskipun model baru sekarang lebih mengecil. Ada tabung
horisontal berjalan melalui magnet dari depan ke
belakang. Tabung ini dikenal sebagai gantri dari magnet.
Pasien, tiduran pada
meja sliding ke dalam lubang di meja khusus. Apakah pasien masuk kepala duluan
atau kaki duluan, ditentukan oleh pemeriksaan yang akan dilangsungkan. MRI
scanner berbeda dalam ukuran dan bentuk, dan model baru memiliki beberapa
derajat keterbukaan di sekitar pihak, tetapi desain dasar adalah sama. Setelah
bagian tubuh yang akan discan berada tepat di pusat atau isocenter
medan magnetik , proses secanning dapat dilakukan.
Dalam kaitannya dengan
gelombang radio pulses energi, MRI dapat menemukan titik yang
sangat kecil di dalam tubuh pasien dan dapat membedakan jenis soft tissue.
Sudut mungkin sebuah kubus yang setengah milimeter pada setiap sisinya. MRI
sistem yang berjalan melalui tubuh pasien poin demi poin, membangun 2-D atau
3-D peta jaringan lunak (soft tissue). Ia kemudian
mengintegrasikan seluruh informasi ini bersama-sama untuk membuat gambar
2-D atau 3-D model.
MRI
memberikan pandangan di dalam tubuh manusia. TTingkat
rinci yang dapat dilihat sangat luar biasa dibandingkan dengan modalitas
imaging yang lain. MRI adalah metode pilihan untuk diagnosa
berbagai jenis luka dan kondisi karena kemampuan yang luar biasa untuk menyesuaikan
pemeriksaan dan diagnosa medis yang dinginkan. Dengan mengubah parameter
pemeriksaan, MRI sistem yang dapat menyebabkan tisu dalam tubuh pada penampilan
yang berbeda. Hal ini sangat membantu bagi radiolog (yang membaca MRI) dalam
menentukan sesuatu yang normal atau tidak. Kita tahu bahwa ketika kita
melakukan "A," normal jaringan akan terlihat seperti "B" -
jika tidak, mungkin ada yang keabnormalan. MRI sistem dapat juga menggambarkan
aliran darah di hampir semua bagian tubuh. Hal ini memungkinkan kita untuk
melakukan studi menunjukkan sistem arterial di dalam tubuh,
tetapi bukan jaringan di sekelilingnya. Dalam banyak kasus, sistem MRI dapat
melakukannya tanpa suntikan kontras, yang diperlukan dalam
Radiologi vascular.
Resonansi magnetik
![]() Photo courtesy NASA Dalam MRI scan ini, Anda dapat dengan jelas melihat fragmen pergelangan tangan manusia yang rusak akibat jatuh. |
. Untuk memahami
bagaimana MRI bekerja, mari kita mulai dengan fokus pada "magnetis"
di MRI. Komponen paling penting dalam sebuah sistem MRI adalah magnet. Magnet di
dalam sebuah sistem MRI menggunakan unit pengukuran dikenal sebagai Tesla. Unit ukuran
lain yang umum digunakan adalah dengan magnet Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss).
Magnet yang digunakan sekarang ini di MRI di rentang 0,5 Tesla -- 2,0 Tesla ,
atau 5000 ke 20.000 Gauss. Magnet yang lebih besar dari 2 Tesla belum
disetujui untuk digunakan dalam medis, wlaupun ada yang lebih besar lagi -
hingga 60 Tesla - digunakan dalam penelitian.
Ruang MRI dapat menjadi tempat yang sangat berbahaya jika tindakan
pencegahan yang ketat tidak dilakukan. objek
logam dapat menjadi proyektil berbahaya jika dimasukkan ke dalam ruang MRI. Misalnya,
kertas, pen, kunci, gunting, hemostats, stethoscopes dan lain benda kecil dapat
dicabut dari kantong dan keluar dari tubuh tanpa peringatan, dan terbang menuju
sumber medan magnet (dimana pasien ditempatkan) pada kecepatan sangat tinggi,
sehingga akan menjadi ancaman bagi semua orang di dalam kamar. kartu kredit,
bank dan kartu magnetik dengan hal lain yang menggunakan Encoding akan terhapus
oleh sistem MRI.
Keselamatan MRI
Sebelum mempersilahkan seorang pasien atau staf scan ke dalam
ruangan, kita harus mengecek apakah ada benda besi di tubuh pasien. Hingga
titik ini, kami hanya berbicara tentang obyek eksternal. Seringkali Namun,
pasien telah Implants di dalam mereka yang membuat itu sangat berbahaya bagi
mereka yang akan di hadapan yang kuat magnetis. Metallic fragmen dalam mata sangat
berbahaya karena mereka bergerak fragmen dapat menyebabkan mata kerusakan atau
kebutaan. Mata Anda tidak berupa jaringan parut sebagai sisa dari tubuh Anda
tidak. Sebuah fragmen dari logam dalam mata Anda yang telah ada selama 25 tahun
itu sama berbahaya karena hari ini kemudian - tidak ada jaringan parut untuk
ditahan di tempat itu. Orang dengan pacemakers
tidak dapat dipindai atau bahkan pergi dekat dengan scanner magnet karena dapat
menyebabkan alat pacu jantung untuk kerusakan. Aneurysm klip di otak dapat sangat
berbahaya karena dapat ditarik oleh magnet, menyebabkan mereka untuk merobek
sangat arteri pada mereka untuk perbaikan. Beberapa gigi Implants
bersifat magnetis. Kebanyakan pembedahan
tulang Implants, walaupun mereka mungkin ferromagnetic, tidak
ada masalah karena mereka yang tertanam di tulang. Bahkan logam yang merupakan
makanan pokok di sebagian besar bagian tubuh yang halus - sekali mereka telah
di seorang pasien selama beberapa minggu (biasanya enam minggu), cukup jaringan
parut telah dibentuk untuk ditahan di tempat mereka. Setiap kali kita menemukan
pasien dengan implan atau benda logam di dalam tubuh mereka, kami menyelidiki
dengan teliti untuk memastikan agar aman untuk memindai mereka. Beberapa pasien
dipalingkan karena terlalu berbahaya. Bila ini terjadi, biasanya ada alternatif
metode imaging yang dapat membantu mereka
Photo courtesy NASA This image set is comparing a young individual (left) with an athletic male in his 80's (center) and with a person of similar age having Alzheimer's Disease (right), all imaged at the same level. |

Tidak diketahui biological hazards untuk manusia yang terkena medan magnetik dari kekuatan digunakan dalam medical imaging. Sebagian besar fasilitas tidak menscaning wanita hamil. Hal ini disebabkan oleh kenyataan yang ada belum banyak penelitian dilakukan tentang efek biologis pada pengembangan janin. Waktu tiga bulan pertama dalam kehamilan yang paling penting karena merupakan waktu yang paling cepat selular reproduksi dan divisi. Keputusan apakah atau tidak memindai pasien hamil yang dibuat pada kasus-kasus oleh-dasar konsultasi dengan MRI radiolog antara pasien dan dokter. Keuntungan dengan melakukan scan harus lebih penting dr risiko, walaupun kecil, untuk janin dan ibu. Radiografer MRI yang sedang hamil masih dapat bekerja di departemen MRI.
Magnet MRI
![]() Photo courtesy NASA This image shows the tumor growth in a female's brain, sliced here in lateral view. |
Terdapat tiga dasar jenis magnet yang digunakan dalam sistem MRI:
- Resistive magnets terdiri dari banyak windings atau coils dari kawat melibat silinder atau lubang melalui sebuah arus listrik . Ini menyebabkan sebuah medan gaya yang akan dihasilkan. Jika listrik dimatikan, medan gaya magnet menghilang. Ini magnet yang lebih rendah dalam biaya untuk membangun dibandingkan dengan superconducting magnet (lihat di bawah), namun memerlukan jumlah besar listrik (hingga 50 kilowatts) untuk beroperasi karena daya tahan di kawat. Untuk jenis ini beroperasi di atas rentang magnet 0,3 Tesla akan prohibitively mahal.
- magnet permanen .Medan gaya yang selalu ada dan selalu penuh pada kekuatan, sehingga tidak ada biaya untuk menjaga medan gaya. The major drawback is that these magnets are extremely heavy: They weigh many, many tons at the 0.4-tesla level. masalah utama adalah magnet ini sangat berat: Medan Magnet Yang lebih kuat akan memerlukan magnet jadi berat akan sulit untuk membangun. Magnet permanen yang mendapatkan lebih kecil, tetapi masih terbatas untuk bidang kekuatan rendah.
- Superconducting magnet yang paling sering digunakan. superconducting magnet agak sedikit mirip dengan resistive magnet - coils atau melalui windings dari kawat yang saat ini listrik adalah lulus menciptakan lapangan magnetik. Perbedaan penting adalah bahwa kawat terus direndam dalam helium cair di 452,4 derajat di bawah nol. Ya, jika Anda di dalam mesin MRI, Anda dikelilingi oleh substansi yang dingin! Ini hampir tak terbayangkan dingin menyebabkan resistensi pada dawai drop ke nol, mengurangi kebutuhan listrik untuk sistem secara dramatis dan membuatnya menjadi jauh lebih ekonomis untuk beroperasi. Superconductive sistem masih sangat mahal, tetapi mereka dapat dengan mudah menghasilkan 0,5-Tesla untuk 2,0 Tesla-bidang, yang memungkinkan untuk-jauh lebih tinggi kualitas gambar.
![]() Photo courtesy NASA This MRI image shows some of the internal organs in someone's upper torso. |
Bagaimana MRI bekerja: atom
Tubuh manusia terdiri dari miliaran atom , blok bangunan
fundamental dari semua masalah. Inti dari sebuah atom berputar, atau precesses, pada
suatu poros.
![]() A top that is spinning slightly off the vertical axis is precessing about the vertical axis. |
![]() A hydrogen atom precesses about a magnetic field. |
Bayangkan miliar nuclei semua pemintalan atau precessing secara
acak di setiap arah. Ada berbagai jenis atom dalam tubuh, tetapi untuk
keperluan MRI, kami hanya bersangkutan dengan atom hidrogen. Hal ini ideal untuk
atom MRI karena inti memiliki satu
proton dan besar momen
magnetik. momen Magnetik yang besar berarti, bila ditempatkan
di suatu daerah magnetis, hidrogen atom memiliki kecenderungan untuk baris
dengan arah magnetis.
Di dalam bore
dari scanner,medan magnetis berjalan lurus kebawah pusat dari tabung di tempat
pasien berada. Ini berarti bahwa jika seorang pasien tidur pada posisi supine
pada scanner, hidrogen protons di tubuhnya atau akan berbaris ke arahbaik kaki
atau kepala. Sebagian besar dari protons ini akan membatalkan setiap keluar lain
- yaitu, untuk setiap satu bertahap sampai ke kaki, menuju satu kepala akan
membatalkan itu. Hanya beberapa protons dari setiap juta tidak keluar
dibatalkan. walaupun tidak banyak, tetapi jumlah atom hidrogen di tubuh cukup
untuk menghasilkan gambar/image yang dibutuhkan.
![]() All of the hydrogen protons will align with the magnetic field in one direction or the other. The vast majority cancel each other out, but, as shown here, in any sample there is one or two "extra" protons. |
Inside the magnetic
field, these billions of extra protons are lined up and ready to go. Di dalam medan
gaya,miliaran protons tambahan berbaris teratur, dan siap untuk pergi
Mesin MRI
Mesin MRI menerapkan RF (frekuensi radio) yang hanya
berdenyut/pulsa khusus untuk hidrogen. Sistem mengarahkan pulsa menuju kawasan
tubuh yang kita ingin periksa. The pulse causes the
protons in that area to absorb
the energy required to make them
spin, or precess , in a different direction. Pulsa menyebabkan
protons di area yang diperiksa menyerap
energi yang diperlukan untuk membuat mereka berputar, atau precess, dalam
arah yang berbeda.Ini adalah "Resonansi"
dari MRI. Pulsa RF memaksa mereka (hanya satu atau dua tambahan protons per
juta) untuk berputar di frekuensi tertentu, dalam arah tertentu. Spesifik frekuensi
resonansi disebut Larmour
frekuensi dan dihitung berdasarkan jaringan tertentu yang
digambarkan dan diberi gaya
olah medan
magnet utama.
![]() Photo courtesy NASA Dibandingkan dengan kebanyakan CAT Scan gambar, yang dibuat oleh MRI cenderung lebih rinci dan sering memiliki lebih kontras. |
RF pulses ini biasanya
diterapkan melalui coil.
MRI mesin datang dengan berbagai coils dirancang untuk berbagai bagian tubuh:
lutut, bahu, pergelangan tangan, kepala, leher dan sebagainya. Coils ini
biasanya memenuhi garis dari bagian tubuh yang sedang digambarkan, atau
setidaknya berada sangat dekat selama pemeriksaan.Pada waktu yang bersamaan,
tiga gradient magnet
bekerja. Mereka dapat diatur dengan cara utama di dalam magnet yang ketika
mereka dihidupkan dan off sangat pesat dalam cara tertentu, mereka mengubah lapangan
utama magnetis di tingkat
lokal. Apakah ini berarti bahwa kami dapat memilih yang tepat kawasan kami
menginginkan sebuah gambaran. Dalam MRI kami berbicara tentang "slices"
Pikirkan roti dengan iris tipis sebagai beberapa millimeters - slice di MRI
sama seperti itu. Kami bisa "mengiris/slices" setiap bagian tubuh
mana saja, kami memberikan keuntungan lebih besar dari modalitas imaging
lainnya. Ini juga berarti Anda tidak perlu untuk berpindah dari control panel
untuk mendapatkan gambar dari arah yang berbeda - mesin dapat memanipulasi
semuanya dengan gradient magnet.
Bila pulsa RF dimatikan, hidrogen protons mulai lambat , mereka
kembali ke arah
alaminya dalam medan
gaya dan melepaskan
kelebihan energi yang disimpan. Ketika mereka melakukannya, mereka mengeluarkan
suatu sinyal yang akan ditangkap oleh coils dan mengirimkannya ke sistem
komputer. Yang diterima oleh sistem adalah data matematika dikonversikan
melalui penggunaan Transformasi
Fourier, menjadi gambar yang kita cetak ke dalam film. Itulah
bagian "Imaging" dari MRI.
Jadi bagaimana gambar/image diubah menjadi foto yang menguak
rincian spesifik kami cari?

Komponen–komponen utama dalam sistem MRI, yaitu magnet utama,
koil gradien, koil pemancar, koil penerima dan komputer.
a. Magnet
Utama
Magnet utama digunakan untuk memproduksi medan magnet yang besar, yang mampu
menginduksi jaringan atau obyek sehingga mampu menimbulkan magnetisasi dalam
obyek. Beberapa jenis magnet utama adalah:
1). Permanen Magnet.

Permanen magnet dibuat dari bahan-bahan ferromagnetic. Yang umum
digunakan sebagai pembuat magnet permanen adalah campuran antara aluminium,
nikel, dan kobalt, disebut juga alnico. Permanen magnet tidak memerlukan
listrik, kadangkala dirancang dengan model terbuka dan sangat umum digunakan
pada pasien-pasien klaustrophobia, obesitas, ataupun pasien dengan pemeriksaan
musculoskeletal dan teknik intervensional yang sulit dilakukan dengan MRI yang
tertutup (Westbrook dan Kaut, 1998)
2). Resistive Magnet.

Gambar 2.
Resistive magnet (Westbrook dan Kaut,1998)
Magnet jenis ini dibangkitkan dengan memberikan arus
listrik melalui kumparan. Resistive magnet lebih ringan dibandingkan dengan
permanen magnet, sementara kuat medan
magnet maksimum yang dihasilkan kurang dari 0,3 Tesla.
3). Super Conducting magnet.
Super conducting magnet menggunakan bahan yang terbuat dari
miobium dan titanium. Bahan tersebut akan menjadi superconductive pada temperatur 4K
(Kelvin) dengan memberikan arus listrik melalui kumparan-kumparan. Untuk
menjaga kemagnetan kumparan harus dalam temperatur yang sangat dingin. Biasanya
digunakan helium cair yang disebut juga dengan cryogen bath. Kuat medan magnet yang dihasilkan berkisar antara
0,5-4 Tesla untuk pencitraan diagnostik, dan lebih dari 9 Tesla untuk
penelitian spectroscopic
dan high resolution.
b. Koil
Gradien
Koil gradien digunakan untuk membangkitkan suatu medan magnet yang
mempunyai fraksi-fraksi kecil terhadap medan
magnet utama. Gradien digunakan untuk memvariasikan medan pada pusat magnet. Terdapat tiga medan yang saling tegak
lurus antara ketiganya, yaitu bidang x, y, dan z. Fungsi yang berbeda-beda
sesuai dengan irisan yang dipilih (axial, sagital, atau koronal), gradien ini
digunakan sesuai dengan koordinat dimensi ruang sebagai berikut:
1) Gradien pemilihan irisan (slice
selection), yaitu Gz.
2) Gradien pemilihan fase (phase
encode), yaitu Gy.
3) Gradien pemilihan frekuensi (frequency
encode), yaitu Gx.

Gambar
3. Kumparan gradien pada MRI menunjukkan tiga kumparan gradien yang saling
tegak lurus pada bidang x, y, dan z. (Hashemi
dan Bradley, 1997)

Gambar
4. Menunjukkan pemilihan gradien sepanjang sumbu x, y, dan z dengan z axis
pasien sejajar dengan z axis magne (Hashemi dan Bradley, 1997)
Dengan asumsi bahwa z axis tubuh sejajar dengan long axis
magnet dengan arah cranio-caudal (CC), y axis pada arah posteroanterior (PA) dan
x axis dari arah kanan ke kiri (R/L) akan menghasilkan gradien pemilihan irisan
sepanjang z.
Pemilihan irisan dapat kita lihat dalam tabel berikut:
Irisan
|
Slice-
Select Gradient
|
Phase-Encoding
Gradient
|
Frequency-Encoding
Gradient
|
Axial
|
Z
|
Y
|
X
|
Sagital
|
X
|
Y
|
Z
|
Coronal
|
Y
|
X
|
Z
|
Tabel 1. Tabel gradien
(Hashemi dan Bradley, 1997
c. Koil
Radiofrekuensi
Koil yang umum digunakan, yaitu koil penerima dan koil
pemancar-penerima (transceiver
coil).
Koil pemancar berfungsi memancarkan gelombang radio pada inti yang
terlokalisir sehingga terjadi eksitasi. Sedangkan koil penerima berfungsi untuk
menerima sinyal output
dari sistem setelah eksitasi terjadi (Woordward, Peggy, 1995).
Semakin dekat objek terhadap koil, kemampuan koil menerima
sinyal semakin baik. Receive
Only Coils, koil jenis ini hanya menerima sinyal, didesain untuk
dapat ditempatkan pada organ-organ tertentu seperti caudorectal untuk melihat
prostat, rectum, atau uterus. Koil jenis ini disebut juga local coil. Beberapa
jenis koil diantaranya :
1) Koil Volume, koil ini dapat menangkap sinyal lebih besar dari
jaringan yang tereksitasi sehingga Signal
to Noise Ratio (SNR) menjadi lebih baik. Koil ini merupakan koil
transceiver yang berfungsi sebagai pemancar sekaligus penerima, digunakan untuk
pemeriksaan kepala, ekstremitas, abdomen, dan pelvis.
2) Koil Permukaan (Surface
Coil), merupakan penguat sinyal yang diterima dan dapat ditempatkan
dekat dengan objek (sumber sinyal). Surface coil juga meningkatkan SNR.
3) Koil Linier, merupakan koil yang sensitif terhadap perubahan
arah medan
magnet atau perubahan medan
magnet sepanjang axis.
4) Koil Kuadrat, merupakan koil yang sensitif terhadap perubahan medan magnet sepanjang
axis ganda.
5) Multi Koil (Coil
Phased Array),
koil ini mencakup objek yang lebih besar tanpa menimbulkan noise sebagaimana jika
digunakan dua koil yang diletakkan berdekatan. Pada Coil Phased Array,
masing-masing koil tidak saling berhubungan sehingga SNR tidak terganggu.
d. Sistem
Komputer
Sistem komputer digunakan sebagai pengendali sebagian besar
operasional peralatan MRI. Dengan kelengkapan perangkat lunaknya, komputer
mampu melakukan tugas-tugas mulai dari input data, pemilihan protokol
pemeriksaan, pemilihan irisan, mengontrol seluruh sistem, pengolahan data,
penyimpanan data, pengolahan citra, display citra sampai rekam data.lalu muncul dalam hubungannya dengan
perubahan imej.

Gambar
5. Prinsip dasar MRI (Jeff Orchard, 2004)
No comments:
Post a Comment