Sunday, 17 February 2013

mri



MRI (Magnetic Resonance Imaging)

STORY
MAGNETIC RESONANCE IMAGING

Magnetic Resonance Imaging (MRI), nuklir magnetic resonance imaging (NMRI), atau tomografi resonansi magnetik (MRT) adalah teknik pencitraan medis yang digunakan dalam radiologi untuk memvisualisasikan struktur internal rinci. MRI memanfaatkan milik resonansi magnetik nuklir (NMR) untuk citra inti atom dalam tubuh.
Mesin MRI menggunakan medan magnet yang kuat untuk menyelaraskan magnetisasi dari beberapa atom dalam tubuh, dan medan frekuensi radio secara sistematis mengubah alignment magnetisasi ini. Hal ini menyebabkan inti untuk menghasilkan medan magnet berputar terdeteksi oleh informasi-scanner dan ini dicatat untuk membangun sebuah citra yang dipindai area tubuh 36 kuat gradien medan magnet menyebabkan inti di lokasi yang berbeda untuk memutar di berbagai
kecepatan. informasi spasial 3-D dapat diperoleh dengan menyediakan gradien di setiap arah.
MRI memberikan kontras yang baik antara jaringan lunak tubuh yang berbeda, yang membuatnya sangat berguna dalam pencitraan otak, otot, jantung, dan kanker dibandingkan dengan yang lain teknik pencitraan medis seperti computed tomography (CT) atau sinar-X. Tidak seperti CT scan atau tradisional X-ray, MRI tidak menggunakan radiasi pengion.
Bagaimana MRI bekerja
Tubuh sebagian besar terdiri dari molekul air. Setiap molekul air memiliki dua inti hidrogen atau proton. Ketika seseorang berjalan di dalam medan magnet kuat dari pemindai, momen magnetik dari beberapa proton perubahan dan sejajar dengan arah lapangan.
Dalam sebuah mesin MRI pemancar frekuensi radio secara singkat diaktifkan, menghasilkan medan elektromagnetik. Foton dari bidang ini baru saja energi yang tepat, yang dikenal sebagai frekuensi resonansi, untuk flip spin dari proton selaras dalam tubuh. Sebagai intensitas dan durasi penerapan peningkatan lapangan, lebih selaras berputar terpengaruh. Setelah lapangan dimatikan, peluruhan proton ke negara asli spin-down dan perbedaan energi antara kedua negara dilepaskan sebagai sebuah foton. Foton inilah yang menghasilkan sinyal elektromagnetik yang pemindai mendeteksi. Frekuensi di mana proton bergaung tergantung pada kekuatan medan magnet. Sebagai hasil dari konservasi energi, ini frekuensi resonansi juga menentukan frekuensi foton dirilis. Foton dilepaskan ketika lapangan dilepas memiliki energi - dan karena itu frekuensi - karena jumlah energi proton diserap sementara lapangan aktif.
Ini adalah hubungan antara bidang-kekuatan dan frekuensi yang memungkinkan penggunaan resonansi magnetik nuklir untuk pencitraan. medan magnet tambahan diterapkan selama scan untuk membuat kekuatan medan magnet tergantung pada posisi dalam pasien, pada gilirannya membuat frekuensi foton dirilis tergantung pada posisi dalam cara yang dapat diperkirakan. Informasi posisi kemudian dapat pulih dari sinyal yang dihasilkan oleh penggunaan Fourier Transform. Bidang ini dibuat dengan melewatkan arus listrik melalui solenoida khusus-luka, yang dikenal sebagai kumparan gradien. Karena kumparan berada dalam menanggung pemindai, ada kekuatan besar di antara mereka dan kumparan medan utama, memproduksi sebagian besar suara yang terdengar selama operasi. Tanpa upaya untuk mengurangi kebisingan ini, bisa mendekati 130 desibel (dB) dengan bidang yang kuat. gambar yang dapat dibangun karena proton di berbagai jaringan kembali ke keadaan keseimbangan mereka di tingkat yang berbeda, yang merupakan perbedaan yang dapat dideteksi. Lima variabel jaringan yang berbeda -. Spin kepadatan, waktu relaksasi T1 dan T2 dan aliran dan pergeseran spektral dapat digunakan untuk membangun gambar Dengan mengubah parameter pada pemindai, efek ini digunakan untuk membuat kontras antara berbagai jenis jaringan tubuh atau antara sifat-sifat lainnya, seperti dalam fMRI dan difusi MRI.
agen mungkin Kontras disuntikkan intravena untuk meningkatkan penampilan pembuluh darah, tumor atau peradangan. agen Kontras juga mungkin langsung disuntikkan ke sendi dalam kasus arthrograms, gambar MRI sendi. Tidak seperti CT, MRI tidak menggunakan radiasi pengion dan umumnya prosedur yang sangat aman. Namun medan magnet yang kuat dan pulsa radio dapat mempengaruhi implan logam, termasuk implan koklea dan alat pacu jantung. Dalam kasus implan koklea, FDA AS telah menyetujui beberapa implan untuk kompatibilitas MRI. Dalam kasus alat pacu jantung, hasilnya kadang-kadang bisa mematikan, sehingga pasien dengan implan tersebut umumnya tidak memenuhi syarat untuk MRI.
MRI digunakan untuk gambar setiap bagian tubuh, dan terutama berguna untuk jaringan dengan banyak inti hidrogen dan kontras densitas kecil, seperti otak, otot, jaringan ikat dan tumor paling.
Sejarah
Magnetic Resonance Imaging adalah teknologi yang relatif baru. Gambar MR pertama diterbitkan pada tahun 1973 dan gambar cross-sectional pertama dari sebuah mouse hidup diterbitkan pada bulan Januari 1974. Penelitian dilakukan pada manusia pertama diterbitkan pada tahun 1977. Sebagai perbandingan, manusia pertama X-ray gambar diambil pada tahun 1895.

Aplikasi
Dalam praktek klinis, MRI digunakan untuk membedakan jaringan patologis (seperti tumor otak) dari jaringan normal. Satu keuntungan dari MRI scan adalah bahwa hal ini tidak berbahaya untuk pasien. Menggunakan medan magnet kuat dan radiasi non-ionisasi pada rentang frekuensi radio, tidak seperti CT scan dan tradisional X-ray, yang menggunakan kedua radiasi pengion.
Sementara CT memberikan resolusi spasial yang baik (kemampuan untuk membedakan dua struktur yang terpisah jarak sewenang-wenang kecil dari satu sama lain), MRI menyediakan resolusi sebanding dengan resolusi kontras jauh lebih baik (kemampuan untuk membedakan perbedaan antara dua jaringan secara sewenang-wenang serupa tetapi tidak identik). Dasar kemampuan ini adalah kompleks perpustakaan urutan pulsa yang pemindai MRI medis modern meliputi, masing-masing yang dioptimalkan untuk memberikan kontras gambar berdasarkan sensitivitas kimia MRI.
Pengaruh TR, TE, T1 dan T2 pada sinyal MR.
Misalnya, dengan nilai-nilai tertentu dari waktu gema (TE) dan waktu pengulangan (TR), yang merupakan parameter dasar akuisisi gambar, berurutan mengambil milik T2-pembobotan. Pada T2-tertimbang scan, air dan jaringan yang mengandung cairan yang cerah (urutan T2 paling modern yang benar-benar urutan cepat T2) dan jaringan yang mengandung lemak yang gelap. sebaliknya adalah benar untuk gambar T1-tertimbang. jaringan yang rusak cenderung untuk mengembangkan edema, yang membuat urutan T2-tertimbang sensitif untuk patologi, dan umumnya mampu membedakan jaringan patologis dari jaringan normal. Dengan penambahan pulsa frekuensi radio tambahan dan manipulasi tambahan dari gradien magnet, urutan T2 berbobot dapat dikonversi ke urutan FLAIR, di mana air bebas sekarang gelap, tapi jaringan edema tetap cerah. Urutan ini khususnya saat ini cara yang paling sensitif untuk mengevaluasi otak untuk penyakit demielinasi, seperti multiple sclerosis.
Pemeriksaan MRI yang khas terdiri dari 5-20 urutan, masing-masing yang dipilih untuk menyediakan jenis informasi tertentu tentang jaringan subjek. Informasi ini kemudian disintesis oleh dokter menafsirkan.

Dasar MRI scan
scan T1-tertimbang adalah standar dasar scan, lemak membedakan khususnya dari air - dengan air yang lebih gelap dan terang lemak  menggunakan gradien echo (GRE) urutan, dengan TR TE dan pendek pendek. Ini adalah salah satu jenis dasar kontras MR dan merupakan umumnya dijalankan klinis scan. Bobot T1 dapat ditingkatkan (meningkatkan kontras) dengan penggunaan pulsa inversi seperti dalam sebuah urutan MP-RAGE. Karena waktu pengulangan singkat (TR) scan ini bisa dijalankan sangat cepat memungkinkan koleksi dataset 3D resolusi tinggi. Sebuah mengurangi T1 gadolinium agen kontras juga sering digunakan, dengan T1 scan dikumpulkan sebelum dan setelah pemberian bahan kontras untuk membandingkan perbedaan. Dalam otak scan T1-tertimbang memberikan materi abu-abu yang baik / kontras materi putih, dengan kata lain, gambar T1-tertimbang sorot penumpukan lemak.
T2-weighted MRI
scan T2-tertimbang lain adalah tipe dasar. Seperti T1-tertimbang scan, lemak dibedakan dari air - tetapi dalam kasus ini menunjukkan lemak yang lebih gelap, dan air ringan. Karena itu sangat cocok untuk edema pencitraan Pada scan otak. Materi putih serebral (mengandung lemak) sehingga menunjukkan sebagai lebih gelap dari abu-abu. scan T2-tertimbang menggunakan spin echo (SE) urutan, dengan TR TE dan panjang panjang. Mereka telah lama menjadi pekerja keras klinis sebagai urutan spin echo kurang rentan terhadap inhomogeneities di medan magnet.
T *2-tertimbang MRI
T * 2 (diucapkan "T 2 bintang") scan tertimbang menggunakan gradien echo (GRE) urutan, dengan TR TE dan panjang panjang. gradien yang echo Urutan digunakan tidak memiliki pulsa memfokuskan kembali tambahan yang digunakan dalam spin echo sehingga dikenakan tambahan kerugian atas kerusakan T2 normal (disebut sebagai T2 '), T ini bersama-sama disebut diambil * 2. Hal ini juga membuat lebih rentan terhadap kerugian kerentanan di udara / batas jaringan, tetapi dapat meningkatkan kontras untuk jenis tertentu jaringan, seperti darah vena.
Spin kepadatan tertimbang MRI
kepadatan Spin, juga disebut densitas proton, scan tertimbang berusaha untuk tidak memiliki kontras baik dari pembusukan atau T1 T2, perubahan sinyal hanya berasal dari perbedaan dalam jumlah yang tersedia spin (nuklei hidrogen dalam air). Menggunakan spin echo atau kadang-kadang gradien echo urutan, dengan TR TE dan jangka panjang.
Khusus MRI scan
Difusi MRI
Difusi MRI mengukur difusi molekul air dalam jaringan biologi. Dalam sebuah media isotropik (di dalam segelas air misalnya) molekul air secara alami bergerak secara random sesuai dengan turbulensi dan gerakan Brown. Dalam jaringan biologi Namun, di mana jumlah Reynold adalah cukup rendah untuk aliran menjadi laminar, difusi mungkin anisotropik. Misalnya molekul dalam akson dari neuron memiliki probabilitas rendah melintasi membran mielin. Oleh karena itu molekul bergerak terutama sepanjang sumbu serat saraf. Jika kita tahu bahwa molekul dalam difus voxel tertentu terutama di satu arah kita dapat membuat asumsi bahwa mayoritas serat di daerah ini akan sejajar dengan arah itu.
Perkembangan terbaru difusi tensor imaging (DTI) memungkinkan difusi yang akan diukur dalam berbagai arah dan anisotropi pecahan di setiap arah harus dihitung untuk setiap voxel. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk membuat peta otak arah serat untuk memeriksa konektivitas dari berbagai daerah di otak (menggunakan tractography) atau untuk memeriksa bidang degenerasi saraf dan demielinasi dalam penyakit seperti Multiple Sclerosis.
Aplikasi lain difusi pencitraan MRI difusi-tertimbang (DWI). Setelah stroke iskemik, DWI sangat sensitif terhadap perubahan yang terjadi pada lesi. Hal ini berspekulasi bahwa kenaikan pembatasan (hambatan) untuk resapan air, sebagai hasil dari sitotoksik edema (pembengkakan selular), bertanggung jawab untuk meningkatkan dalam sinyal pada DWI scan. Peningkatan DWI muncul dalam waktu 5-10 menit dari timbulnya gejala-gejala stroke (dibandingkan dengan tomografi komputer, yang sering tidak mendeteksi perubahan infark akut hingga 4-6 jam) dan tetap selama dua minggu. Ditambah dengan pencitraan perfusi otak, peneliti dapat menyoroti daerah "perfusi / mismatch difusi" yang dapat menunjukkan daerah mampu menyelamatkan dengan terapi reperfusi.
Seperti banyak aplikasi khusus lainnya, teknik ini biasanya digabungkan dengan urutan akuisisi gambar cepat, seperti echo urutan pencitraan planar.
Magnetisasi Transfer MRI
Magnetisasi transfer (MT) mengacu pada transfer magnetisasi longitudinal dari proton air bebas untuk proton air hidrasi di NMR dan MRI.
Dalam pencitraan resonansi magnetik solusi molekuler, seperti solusi protein, dua jenis molekul air, bebas (bulk) dan hidrasi (terikat), ditemukan. proton air gratis memiliki frekuensi rotasi lebih cepat rata-rata dan molekul air karena itu kurang tetap yang dapat menyebabkan inhomogeneity lapangan lokal. Karena keseragaman ini, proton air paling bebas memiliki frekuensi resonansi tergeletak sempit sekitar frekuensi resonansi proton normal 63 MHz (pada 1,5 teslas). Hal ini juga mengakibatkan dephasing magnetisasi transversal dan karenanya lebih lambat lagi T2. Sebaliknya, hidrasi molekul air diperlambat oleh interaksi dengan molekul zat terlarut dan karenanya menciptakan inhomogeneities lapangan yang mengarah ke spektrum resonansi frekuensi yang lebih luas.
Dalam cairan bebas, proton, yang dapat dilihat klasik sebagai dipol magnet kecil, menunjukkan translasi dan gerak rotasi. Dipol ini bergerak mengganggu medan magnet sekitarnya namun pada skala waktu yang cukup lama-(yang mungkin nanodetik) bidang rata-rata disebabkan oleh gerakan proton adalah nol. Hal ini dikenal sebagai "rata-rata yg menggerakkan" atau penyempitan dan karakteristik proton bergerak bebas dalam bentuk cair. Di sisi lain, proton terikat untuk makromolekul, seperti protein, cenderung memiliki orientasi tetap dan medan magnet sehingga rata-rata di dekat struktur tersebut tidak rata-rata nol. Hasilnya adalah pola tata ruang dalam medan magnet yang menimbulkan kopling dipole sisa (rentang frekuensi presesi) untuk proton mengalami medan magnet. Distribusi frekuensi yang luas muncul sebagai spektrum yang luas yang mungkin beberapa kHz lebar. Sinyal bersih dari proton ini menghilang sangat cepat, berbanding terbalik dengan lebar, karena hilangnya koherensi dari relaksasi, yaitu berputar T2. Karena mekanisme pertukaran, seperti transfer spin atau pertukaran proton kimia, (kacau) berputar terikat pada makromolekul terus bertukar posisi dengan (koheren) berputar di media massal dan membentuk kesetimbangan dinamis.
Magnetisasi transfer
: Meskipun tidak ada sinyal diukur dari terikat berputar, atau terikat berputar yang tukar ke media bulk, magnetisasi longitudinal mereka terpelihara dan dapat sembuh hanya melalui proses yang relatif lambat T1 relaksasi. Jika magnetisasi longitudinal hanya terikat berputar dapat diubah, maka efeknya dapat diukur dalam spin media massal karena proses pertukaran. Urutan transfer berlaku magnetisasi saturasi RF pada frekuensi yang jauh dari resonansi untuk saluran air sempit massal tapi masih pada resonansi untuk proton terikat dengan linewidth spektral kHz. Kejenuhan ini penyebab terikat spin yang tukar ke dalam air besar, mengakibatkan hilangnya magnetisasi longitudinal dan karenanya sinyal penurunan air massal. Ini memberikan ukuran tidak langsung konten makromolekul dalam jaringan. Implementasi transfer magnetisasi melibatkan offset memilih frekuensi yang cocok dan bentuk pulsa untuk jenuh terikat berputar cukup kuat, dalam batas-batas keamanan tingkat penyerapan spesifik untuk radiasi RF.
T1ρ (T1rho): Molekul memiliki energi kinetik yang merupakan fungsi dari suhu dan dinyatakan sebagai gerakan translasi dan rotasi, dan dengan tabrakan antara molekul. Dipol bergerak mengganggu medan magnet tetapi seringkali sangat cepat sehingga efek rata-rata selama skala-waktu yang lama mungkin nol. Namun, tergantung pada skala waktu, interaksi antara dipol tidak selalu rata-rata menjauh. Pada ekstrem paling lambat waktu interaksi secara efektif terbatas dan terjadi di mana terdapat besar, gangguan lapangan diam (misalnya implan logam). Dalam hal ini hilangnya koherensi digambarkan sebagai "dephasing statis". * T2 adalah ukuran hilangnya koherensi dalam sebuah ensemble dari spin yang mencakup semua interaksi (termasuk dephasing statis). T2 adalah ukuran dari hilangnya koherensi yang mengecualikan dephasing statis, menggunakan pulsa RF untuk membalikkan jenis interaksi dipole paling lambat. Ada sebenarnya sebuah kontinum skala waktu interaksi-dalam satu sampel biologis yang diberikan dan sifat dari pulsa memfokuskan kembali RF dapat disetel untuk kembali fokus lebih dari sekedar dephasing statis. Secara umum, tingkat kerusakan dari sebuah ensemble dari spins adalah fungsi dari waktu interaksi dan juga kekuatan pulsa RF. Jenis kerusakan, terjadi di bawah pengaruh RF, dikenal sebagai T1ρ. Hal ini mirip dengan pembusukan T2 tetapi dengan beberapa interaksi dipole lambat memfokuskan kembali serta interaksi statis.
Cairan pemulihan inversi dilemahkan (FLAIR)
Cairan Atenuasi Inversion Recovery (FLAIR)  adalah pulsa inversi-recovery urutan digunakan untuk null sinyal dari cairan. Sebagai contoh, dapat digunakan dalam pencitraan otak untuk menekan cerebrospinal fluid (CSF) sehingga untuk membawa keluar lesi hyperintense periventricular, seperti plak multiple sclerosis (MS). Dengan hati-hati memilih waktu inversi TI (waktu antara inversi dan pulsa eksitasi), sinyal dari jaringan tertentu bisa ditekan.
Resonansi magnetik angiography
Magnetic Resonance Angiography
Magnetic resonance angiography (MRA) menghasilkan gambar dari arteri untuk mengevaluasi mereka untuk stenosis (penyempitan abnormal) atau aneurisma (kapal dilatations dinding, beresiko pecah). MRA sering digunakan untuk mengevaluasi arteri pada leher dan otak, aorta dada dan perut, arteri ginjal, dan kaki (disebut "run-off"). Berbagai teknik dapat digunakan untuk menghasilkan gambar, seperti administrasi dari agen kontras paramagnetik (gadolinium) atau menggunakan teknik yang dikenal sebagai "peningkatan aliran-istimewa" (misalnya 2D dan 3D waktu-of-penerbangan urutan), di mana sebagian besar dari sinyal pada gambar adalah karena darah yang baru saja pindah ke pesawat itu, lihat juga FLASH MRI. Teknik melibatkan fase akumulasi (dikenal sebagai angiografi fase kontras) juga dapat digunakan untuk menghasilkan peta kecepatan aliran dengan mudah dan akurat. Venography resonansi magnetik (MRV) adalah prosedur yang sama yang digunakan untuk vena gambar. Dalam metode ini, jaringan sekarang bersemangat inferior, sedangkan sinyal dikumpulkan di pesawat segera unggul dari eksitasi pesawat-sehingga pencitraan darah vena yang baru saja pindah dari bidang bersemangat.
resonansi magnetik gated dinamika intrakranial CSF
resonansi magnetik gated cairan cerebrospinal intrakranial (CSF) atau dinamika minuman keras (MR-menyepuh) teknik adalah suatu urutan MR berdasarkan gradien pulsa bipolar digunakan untuk menunjukkan aliran CSF berdenyut di ventrikel, tangki air, saluran air dari Sylvius dan seluruh jalur intrakranial CSF. Ini adalah metode untuk menganalisis dinamika sistem sirkulasi CSF pada pasien dengan lesi obstruktif CSF seperti hidrosefalus tekanan normal. Hal ini juga memungkinkan visualisasi dari kedua aliran darah arteri dan vena berdenyut di kapal tanpa penggunaan agen kontras.
Waktu diastolik data akuisisi (DTDA). Sistolik data waktu akuisisi (STDA).
Spektroskopi resonansi magnetik
spektroskopi resonansi magnetik (MRS) digunakan untuk mengukur kadar metabolit yang berbeda dalam jaringan tubuh. Sinyal MR menghasilkan spektrum resonansi yang sesuai dengan pengaturan molekul yang berbeda dari isotop yang "bersemangat". tanda tangan ini digunakan untuk mendiagnosa gangguan metabolisme tertentu, terutama yang mempengaruhi otak, dan untuk memberikan informasi tentang metabolisme tumor.
Magnetic Resonance Imaging spektroskopi (MRSI) menggabungkan kedua metode spektroskopi dan pencitraan untuk menghasilkan spektra spasial lokal dari dalam sampel atau pasien. Resolusi spasial jauh lebih rendah (dibatasi oleh SNR tersedia), tetapi spektrum di setiap voxel berisi informasi tentang metabolit banyak. Karena sinyal yang tersedia digunakan untuk mengkodekan informasi spasial dan spektral, MRSI membutuhkan SNR tinggi dapat dicapai hanya pada kuat medan yang lebih tinggi (3 T dan di atas). 
MRI fungsional
Fungsional MRI (fMRI) mengukur perubahan sinyal di otak yang disebabkan oleh perubahan aktivitas saraf. Otak dipindai pada resolusi rendah tetapi pada tingkat yang cepat (biasanya sekali setiap 2-3 detik). Peningkatan aktivitas saraf menyebabkan perubahan dalam sinyal MR melalui T *
2 perubahan; mekanisme ini disebut sebagai BOLD (darah-oksigen-tingkat tergantung) efek. Peningkatan aktivitas saraf menyebabkan meningkatnya permintaan oksigen, dan sistem vaskular sebenarnya overcompensates untuk ini, meningkatkan jumlah hemoglobin beroksigen relatif terhadap hemoglobin terdeoksigenasi. Karena hemoglobin terdeoksigenasi melemahkan sinyal MR, respon pembuluh darah menyebabkan peningkatan sinyal yang berkaitan dengan aktivitas saraf. Sifat yang tepat dari hubungan antara aktivitas saraf dan sinyal BOLD adalah subjek penelitian saat ini. Efek BOLD juga memungkinkan untuk generasi peta 3D resolusi tinggi dari pembuluh vena dalam jaringan saraf.

Sementara sinyal BOLD adalah metode yang paling umum digunakan untuk studi neuroscience pada subyek manusia, sifat fleksibel pencitraan MR menyediakan sarana untuk menyadarkan sinyal untuk aspek-aspek lain dari suplai darah. Alternatif menggunakan teknik spin arteri pelabelan (ASL) atau berat sinyal MRI oleh aliran darah serebral (CBF) dan volume darah otak (CBV). Metode CBV membutuhkan suntikan kelas agen kontras MRI yang kini dalam uji klinis manusia. Karena metode ini telah terbukti menjadi jauh lebih sensitif dibandingkan dengan teknik BOLD dalam studi praklinis, itu berpotensi memperluas peran fMRI dalam aplikasi klinis. Metode CBF menyediakan informasi lebih kuantitatif dari sinyal BOLD, walaupun pada kerugian yang signifikan kepekaan deteksi.
Real-time MRI
MRI Real-time mengacu pada pemantauan kontinyu ("film") dari objek bergerak secara real time. Sementara berbagai strategi telah dikembangkan selama dua dekade terakhir, perkembangan baru-baru ini melaporkan sebuah teknik MRI real-time berdasarkan FLASH radial yang menghasilkan resolusi temporal 20 sampai 30 milidetik untuk gambar dengan resolusi di-pesawat 1,5 sampai 2,0 mm . Metode baru berjanji untuk menambahkan informasi penting tentang penyakit sendi dan jantung. Dalam banyak kasus pemeriksaan MRI mungkin menjadi lebih mudah dan lebih nyaman untuk pasien.
Intervensi MRI
Kurangnya efek yang merugikan pada pasien dan operator membuat MRI cocok untuk "radiologi intervensi", di mana gambar yang dihasilkan oleh scanner MRI digunakan untuk memandu prosedur invasif minimal. Tentu saja, prosedur tersebut harus dilakukan tanpa instrumen feromagnetik.
Sebuah subset tumbuh khusus MRI intervensi adalah bahwa dari MRI intraoperative di mana MRI digunakan dalam proses bedah. Beberapa MRI sistem khusus telah dikembangkan yang memungkinkan pencitraan bersamaan dengan prosedur bedah. Lebih khas, bagaimanapun, adalah bahwa prosedur operasi untuk sementara terputus sehingga MR gambar dapat diperoleh untuk memverifikasi keberhasilan prosedur atau memandu pekerjaan bedah berikutnya.
Terapi radiasi simulasi
Karena pencitraan MRI unggul tentang jaringan lunak, sekarang sedang digunakan untuk secara khusus menemukan tumor dalam tubuh dalam persiapan untuk perawatan terapi radiasi. Untuk simulasi terapi, pasien ditempatkan di spesifik, posisi direproduksi, tubuh dan dipindai. Sistem MRI kemudian menghitung lokasi bentuk, tepat dan orientasi massa tumor, mengoreksi distorsi spasial yang melekat dalam sistem. Pasien kemudian ditandai atau tato dengan poin yang, bila dikombinasikan dengan posisi tubuh tertentu, izin triangulasi tepat untuk terapi radiasi.
Kepadatan arus pencitraan
kepadatan pencitraan Lancar (CDI) berupaya untuk menggunakan informasi fase dari gambar untuk merekonstruksi rapat arus dalam subjek. pencitraan kepadatan kini bekerja karena arus listrik menghasilkan medan magnet, yang pada gilirannya mempengaruhi fase dipol magnetik selama urutan pencitraan. [
Resonansi magnetik terfokus dipandu USG
Dalam terapi MRgFUS, USG balok difokuskan pada jaringan-dipandu dan dikendalikan dengan menggunakan MR thermal imaging-dan akibat deposisi energi yang signifikan di fokus, suhu di dalam jaringan naik lebih dari 65 ° C (150 ° F), benar-benar menghancurkan itu. Teknologi ini dapat mencapai ablasi tepat dari jaringan yang sakit. pencitraan MR memberikan tampilan tiga dimensi dari jaringan target, memungkinkan untuk tepat memfokuskan energi ultrasound. Pencitraan MR menyediakan kuantitatif, real-time, gambar termal dari daerah yang dirawat. Hal ini memungkinkan dokter untuk memastikan bahwa suhu yang dihasilkan selama setiap siklus energi USG cukup untuk menyebabkan ablasi termal dalam jaringan yang diinginkan dan jika tidak, untuk menyesuaikan parameter untuk memastikan pengobatan yang efektif. Hal ini memungkinkan dokter untuk memastikan bahwa suhu yang dihasilkan selama setiap siklus energi ultrasoound cukup untuk menyebabkan ablasi termal dalam jaringan yang diinginkan dan jika tidak, untuk menyesuaikan parameter untuk memastikan pengobatan yang efektif.
Multinuclear imaging
Hidrogen adalah inti paling sering dicitrakan di MRI karena terdapat pada jaringan biologis dalam kelimpahan yang besar. Namun, setiap inti dengan spin nuklir bersih berpotensi bisa dicitrakan dengan MRI. inti tersebut termasuk helium-3, carbon-13, fluorin-19, oksigen-17, sodium-23, fosfor-31 dan xenon-129. 23Na, 31p dan 17O secara alami melimpah dalam tubuh, sehingga dapat dicitrakan secara langsung. Gas isotop seperti 3He atau 129Xe harus hyperpolarized dan kemudian menghirup kepadatan nuklir mereka terlalu rendah untuk menghasilkan sinyal yang berguna dalam kondisi normal. 17O, 13C dan 19F dapat diberikan dalam jumlah yang cukup dalam bentuk cair (misalnya 17O-air, solusi 13C-glukosa atau perfluorokarbon) yang hyperpolarization bukan suatu keharusan.

Multinuclear pencitraan pada dasarnya merupakan teknik penelitian saat ini. Namun, aplikasi potensial mencakup pencitraan fungsional dan pencitraan organ buruk dilihat pada 1H MRI (misalnya paru-paru dan tulang) atau sebagai agen kontras alternatif. Dihirup hyperpolarized 3He dapat digunakan untuk gambar distribusi ruang udara di dalam paru-paru. solusi injeksi yang mengandung 13C atau gelembung stabil dari 129Xe hyperpolarized telah dipelajari sebagai agen kontras untuk angiografi dan pencitraan perfusi. 31p berpotensi dapat memberikan informasi tentang kepadatan tulang dan struktur, serta pencitraan fungsional dari otak.
Kerentanan tertimbang imaging
Kerentanan pencitraan tertimbang , adalah jenis baru kontras di MRI berbeda dari kerapatan spin,, T1 atau T2 pencitraan. Metode ini memanfaatkan perbedaan kerentanan antara jaringan dan menggunakan kecepatan dapat dikompensasi, tiga dimensi, RF manja, resolusi tinggi, 3D gradien echo scan. Akuisisi ini data khusus dan pengolahan gambar menghasilkan gambar besarnya kontras ditingkatkan sangat sensitif terhadap vena, perdarahan darah dan penyimpanan besi. Hal ini digunakan untuk meningkatkan deteksi dan diagnosis tumor, pembuluh darah dan penyakit neurovaskular (stroke dan perdarahan, multiple sclerosis, Alzheimer's), dan juga mendeteksi cedera otak traumatis yang tidak dapat didiagnosis dengan menggunakan metode lain.
Lainnya khusus teknik MRI
bidang penelitian dan metode baru dan varian sering diterbitkan ketika mereka bisa mendapatkan hasil yang lebih baik dalam bidang tertentu. Contoh perbaikan ini baru-baru ini adalah T * 2-tertimbang turbo spin-echo (TSE T2 MRI), ganda pemulihan inversi MRI (DIR-MRI) atau pemulihan inversi fase-sensitif MRI (PSIR-MRI), semua dari mereka mampu meningkatkan pencitraan dari lesi otak. Contoh lain adalah MP-RAGE (akuisisi cepat magnetisasi-siap dengan gradien echo), [ yang meningkatkan citra lesi kortikal multiple sclerosis.
Portable instrumen
Portable instrumen resonansi magnetik yang tersedia untuk digunakan dalam pendidikan dan penelitian lapangan. Menggunakan prinsip-prinsip NMR lapangan bumi, mereka tidak memiliki polarisasi magnet yang kuat, sehingga instrumen tersebut dapat kecil dan murah. Beberapa dapat digunakan baik untuk EFNMR spektroskopi dan pencitraan MRI.  Kekuatan rendah hasil lapangan Bumi dalam sinyal miskin untuk rasio kebisingan, yang membutuhkan lama waktu pemeriksaan untuk menangkap data spektroskopi atau membangun gambar MRI.
Penelitian dengan magnetometer atom telah membahas kemungkinan untuk instrumen MRI murah dan portabel tanpa magnet besar.
MRI versus CT
A computed tomography (CT) scanner menggunakan X-ray, jenis radiasi pengion, untuk memperoleh gambar nya, membuatnya menjadi alat yang baik untuk memeriksa jaringan terdiri dari unsur-unsur dari nomor atom lebih tinggi dari jaringan di sekitar mereka, seperti tulang dan kalsifikasi (kalsium based) dalam tubuh (daging berbasis karbon), atau dari struktur (kapal, usus). MRI, di sisi lain, menggunakan frekuensi radio non-ionisasi (RF) untuk mendapatkan gambar dan sangat cocok untuk jaringan non-kalsifikasi, meskipun gambar MR juga dapat diperoleh dari tulang dan gigi  dan juga sebagai fosil.
CT dapat ditingkatkan dengan penggunaan agen kontras yang mengandung unsur nomor atom lebih tinggi dari daging sekitarnya seperti yodium atau barium. agen Kontras untuk MRI bersifat paramagnetik, misalnya, gadolinium dan mangan.
Baik CT dan scanner MRI mampu menghasilkan beberapa dua dimensi penampang (irisan) dari jaringan dan rekonstruksi tiga dimensi. Tidak seperti CT, yang hanya menggunakan redaman sinar-X untuk menghasilkan kontras gambar, MRI memiliki daftar panjang sifat yang dapat digunakan untuk menghasilkan kontras gambar.
Dengan variasi parameter pemindaian, kontras jaringan dapat diubah dan ditingkatkan dalam berbagai cara untuk mendeteksi fitur yang berbeda.
MRI dapat menghasilkan citra penampang dalam setiap bidang (termasuk pesawat miring). Di masa lalu, CT terbatas untuk memperoleh gambar dalam aksial (atau dekat aksial) pesawat. Scan digunakan disebut Computed Axial Tomography scan (CAT scan). Namun, pengembangan scanner CT multi-detektor dengan resolusi dekat-isotropik, memungkinkan pemindai CT untuk menghasilkan data yang dapat retrospektif direkonstruksi dalam pesawat dengan kehilangan minimal kualitas gambar.
Untuk tujuan deteksi dan identifikasi tumor di otak, MRI umumnya unggul Namun,. Dalam kasus tumor padat dari perut dan dada, CT sering disukai karena artefak kurang gerak. Selain itu, CT biasanya lebih banyak tersedia, lebih cepat, lebih murah, dan mungkin kurang cenderung memerlukan orang yang akan dibius atau terbius.
MRI juga paling cocok untuk kasus dimana seorang pasien untuk menjalani ujian beberapa kali berturut-turut dalam jangka pendek, karena, tidak seperti CT, itu tidak memaparkan penderita ke bahaya radiasi pengion.
Melihat melalui scanner MRI.
scanner MRI telah sumber pendapatan yang signifikan bagi penyedia layanan kesehatan di Amerika Serikat. Hal ini karena tingkat penggantian yang menguntungkan dari asuransi dan program pemerintah federal. Asuransi penggantian diberikan dalam dua komponen, biaya peralatan untuk kinerja aktual dari MRI scan dan biaya profesional untuk meninjau ahli radiologi gambar dan / atau data. Di Timur Laut AS, dengan biaya peralatan mungkin $ 3.500 dan biaya profesional mungkin $ 350 [34] meskipun biaya aktual yang diterima oleh pemilik peralatan dan dokter menafsirkan sering signifikan kurang dan tergantung pada tingkat negosiasi dengan perusahaan asuransi atau ditentukan oleh pemerintah tindakan seperti dalam Biaya Medicare Jadwal. Sebagai contoh, sebuah kelompok bedah ortopedi di Illinois ditagih biaya sebesar $ 1.116 untuk MRI lutut pada tahun 2007 tetapi penggantian Medicare pada tahun 2007 hanya $ 470,91. Banyak perusahaan asuransi memerlukan persetujuan awal dari sebuah prosedur MRI sebagai syarat untuk cakupan.
Di Amerika Serikat, Undang-Undang Pengurangan Defisit tahun 2007 secara signifikan mengurangi tingkat penggantian yang dibayarkan oleh program asuransi federal untuk komponen peralatan scan banyak, menggeser lanskap ekonomi. Banyak perusahaan asuransi swasta mengikuti.
Keselamatan
Sejumlah fitur dari pemindaian MRI dapat menimbulkan risiko.
Ini termasuk:
    * Medan magnet Powerfull
    * Cryogenic cairan
    * Kebisingan
    * Claustrophobia
Selain itu, dalam kasus-kasus dimana agen kontras MRI digunakan, risiko ini juga biasanya memiliki terkait.
Medan gaya
Sebagian besar bentuk implan medis atau biostimulation umumnya dianggap kontraindikasi untuk pemindaian MRI. Ini termasuk alat pacu jantung, stimulator saraf vagus, implan cardioverter-defibrillator, loop recorder, pompa insulin, implan koklea, stimulator otak dalam dan kapsul ditahan dari endoskopi kapsul. Pasien Oleh karena itu selalu meminta informasi lengkap tentang semua implan sebelum memasuki ruang untuk MRI scan. Beberapa kematian telah dilaporkan pada pasien dengan alat pacu jantung yang telah menjalani scan MRI tanpa tindakan yang tepat. [rujukan?] Untuk mengurangi risiko tersebut, implan semakin dikembangkan untuk membuat mereka dapat aman dipindai, dan protokol khusus telah dikembangkan untuk memungkinkan pemindaian aman implan dipilih dan perangkat mondar-mandir.

Ferromagnetik benda asing seperti potongan-potongan kulit, atau implan logam seperti prostesis bedah dan klip aneurisma juga potensi risiko. Interaksi medan magnet dan frekuensi radio dengan benda-benda tersebut dapat mengakibatkan trauma karena pergerakan objek dalam medan magnet atau cedera termal dari pemanasan induksi frekuensi radio-objek.

Energi frekuensi radio
Sebuah pemancar radio yang kuat diperlukan untuk eksitasi dari proton berputar. Hal ini dapat panas tubuh untuk titik risiko hipertermia pada pasien, khususnya pada pasien gemuk atau yang memiliki gangguan termoregulasi . Beberapa negara telah mengeluarkan pembatasan pada tingkat penyerapan spesifik maksimum bahwa scanner dapat menghasilkan.
Stimulasi saraf perifer (SSP)
Switching yang cepat dan mematikan dari gradien medan magnet yang mampu menyebabkan stimulasi saraf. Relawan laporan sensasi berkedut saat berhubungan dengan bidang cepat diaktifkan, khususnya di kaki mereka . Alasan saraf perifer dirangsang adalah bahwa peningkatan lapangan berubah dengan jarak dari pusat kumparan gradien (yang kurang lebih bertepatan dengan pusat magnet). Namun perlu dicatat bahwa ketika pencitraan kepala, jantung jauh dari pusat dan induksi bahkan arus kecil ke jantung harus dihindari.  Meskipun SSP bukan masalah bagi, gradien lambat lemah digunakan pada hari-hari awal MRI, yang kuat, cepat gradien diaktifkan digunakan dalam teknik seperti EPI, fMRI, difusi MRI, dll memang mampu merangsang PNS. Amerika dan badan pengatur Eropa bersikeras bahwa produsen tetap dB di bawah batas yang ditentukan dt / (dB / dt adalah perubahan di bidang per satuan waktu) atau pun membuktikan bahwa tidak ada PNS yang diinduksi untuk setiap urutan pencitraan. Sebagai hasil dari dB / dt keterbatasan, komersial MRI sistem tidak dapat menggunakan kekuatan nilai penuh dari amplifier gradien mereka.
Kebisingan akustik
Berpindah dari gradien lapangan menyebabkan perubahan pada gaya Lorentz yang dialami oleh kumparan gradien, menghasilkan ekspansi menit dan kontraksi kumparan itu sendiri. Sebagai switching biasanya di rentang frekuensi terdengar, getaran yang dihasilkan menghasilkan suara keras (mengklik atau bip). Hal ini paling ditandai dengan mesin yang tinggi-bidang dan teknik cepat-pencitraan di mana intensitas bunyi dapat mencapai 120 dB (A) (setara dengan mesin jet di take-off), dan oleh karena itu perlindungan telinga yang sesuai sangat penting bagi siapa saja di dalam ruang pemindai MRI selama pemeriksaan.
Cryogens
Seperti dijelaskan dalam Fisika Magnetic Resonance Imaging, MRI scanner banyak bergantung pada cairan kriogenik untuk memungkinkan superkonduktor kemampuan kumparan elektromagnetik dalam. Meskipun cairan kriogenik yang digunakan tidak beracun, sifat fisik mereka hadir bahaya tertentu.
Seorang yang tidak disengaja menutup-down dari elektromagnet superkonduksi, suatu peristiwa yang dikenal sebagai "memuaskan", melibatkan cepat didih helium cair dari perangkat. Jika helium berkembang pesat tidak dapat dihamburkan melalui eksternal lubang, kadang-kadang disebut sebagai 'memuaskan pipa', mungkin akan dilepaskan ke ruang scanner dimana dapat menimbulkan perpindahan oksigen dan menyajikan risiko sesak napas.
monitor kekurangan Oksigen biasanya digunakan sebagai tindakan pencegahan keselamatan. Liquid helium, kriogen paling umum digunakan di MRI, mengalami dekat ekspansi ledakan seperti perubahan dari cair ke keadaan gas. Penggunaan monitor Oksigen adalah penting untuk dua alasan: 1. Menjaga tingkat O2 aman bagi pasien / dokter dan; 2. Memastikan Pemindai MRI bekerja dengan benar. Kamar yang dibangun dalam mendukung superkonduktor peralatan MRI harus dilengkapi dengan mekanisme pelepas tekanan dan exhaust fan, selain pipa memuaskan diperlukan.
Karena hasil yang memuaskan dalam cepat hilangnya semua cryogens di magnet, magnet pengawalan yang mahal dan memakan waktu. memuaskan spontan jarang terjadi, tetapi bisa juga dipicu oleh kerusakan peralatan, teknik kriogen isi yang tidak benar, kontaminan dalam cryostat, atau gangguan magnetik atau getaran yang ekstrim.
Kontras agen
Para agen yang paling umum digunakan kontras intravena berdasarkan chelates dari gadolinium. Secara umum, agen ini telah terbukti lebih aman daripada iodinasi agen kontras yang digunakan dalam radiografi X-ray atau CT. reaksi Anaphylactoid jarang terjadi, terjadi di sekitar. 0,03-0,1%. Yang menarik adalah lebih rendah insiden nefrotoksisitas, dibandingkan dengan agen iodinasi, jika diberikan dengan dosis biasa-ini telah membuat MRI kontras-enhanced scanning pilihan bagi pasien dengan kerusakan ginjal, yang akan tidak akan mampu menjalani CT kontras-ditingkatkan.
Meskipun agen gadolinium telah terbukti berguna untuk pasien dengan kerusakan ginjal, pada pasien dengan gagal ginjal parah memerlukan dialisis ada risiko dari penyakit yang jarang namun serius, fibrosis sistemik nephrogenic, yang mungkin terkait dengan penggunaan tertentu gadolinium-mengandung agen. Yang paling sering dihubungkan adalah gadodiamide, namun agen lainnya telah dikaitkan juga. Walaupun hubungan sebab akibat belum pasti didirikan, pedoman saat di Amerika Serikat adalah bahwa pasien dialisis hanya harus menerima agen gadolinium mana yang penting, dan dialisis yang harus akan dilakukan sesegera mungkin setelah scan untuk menghilangkan agen dari tubuh segera Di Eropa, di mana lebih gadolinium mengandung agen tersedia, klasifikasi agen menurut potensi risiko telah dirilis.. Baru-baru ini agen kontras baru bernama gadoxetate, nama merek Eovist (AS) atau Primovist (UE), disetujui untuk penggunaan diagnostik:. ini memiliki manfaat teoritis jalur ekskresi ganda.
Kehamilan
Tidak ada efek dari MRI pada janin telah dibuktikan.  Secara khusus, MRI menghindari penggunaan radiasi pengion, yang janin sangat sensitif. Namun, sebagai tindakan pencegahan, pedoman saat ini merekomendasikan bahwa wanita hamil menjalani MRI hanya jika penting. Hal ini terutama terjadi selama trimester pertama kehamilan, sebagai organogenesis berlangsung selama periode ini. Perhatian pada kehamilan adalah sama seperti untuk MRI pada umumnya, tetapi janin mungkin lebih sensitif terhadap efek-khususnya untuk pemanasan dan kebisingan. Namun, satu perhatian tambahan adalah penggunaan agen kontras; senyawa gadolinium diketahui melewati plasenta dan memasuki aliran darah janin, dan disarankan bahwa penggunaan mereka dihindari.
Meskipun kekhawatiran ini, MRI dengan cepat semakin penting sebagai cara untuk mendiagnosis dan pemantauan cacat bawaan janin karena dapat memberikan informasi lebih diagnostik dari USG dan tidak memiliki radiasi pengion CT. MRI tanpa agen kontras modus pencitraan pilihan untuk pre-bedah, diagnosis dalam rahim dan evaluasi tumor janin, terutama teratoma, janin memfasilitasi operasi terbuka, intervensi janin lainnya, dan perencanaan untuk prosedur (seperti prosedur EXIT) dengan aman menyampaikan dan mengobati bayi yang cacat dinyatakan akan berakibat fatal.
Claustrophobia dan ketidaknyamanan
Karena pembangunan beberapa scanner MRI, mereka dapat berpotensi tidak menyenangkan untuk meletakkan masuk model lama dari sistem tertutup menanggung MRI fitur tabung yang cukup panjang atau terowongan. Bagian tubuh yang dicitrakan harus terletak di pusat magnet, yang di pusat mutlak terowongan. Karena waktu pemeriksaan atas scanner tua mungkin panjang (kadang-kadang sampai 40 menit untuk seluruh prosedur), orang bahkan dengan claustrophobia ringan kadang-kadang tidak dapat mentoleransi MRI scan tanpa manajemen. scanner modern mungkin telah membosankan lebih besar (sampai 70 cm) dan scan kali lebih pendek. Ini berarti claustrophobia yang kurang isu, dan banyak pasien sekarang menemukan MRI prosedur berbahaya dan mudah ditoleransi.
Gugup pasien mungkin masih menemukan strategi berikut membantu:
    * Advance persiapan
          o mengunjungi pemindai untuk melihat ruang dan praktik tergeletak di atas meja
          o visualisasi teknik
          o kimia sedasi
          o anestesi umum
    * Mengatasi sementara di dalam pemindai
          o memegang "tombol panik"

          o menutup mata serta meliputi mereka (misalnya kain lap, masker mata)
          o mendengarkan musik pada headphone atau menonton film dengan Kepala-mount     tampilan  sementara di mesin.
desain scanner alternatif, seperti sistem terbuka atau tegak, juga dapat membantu mana yang tersedia. Meskipun scanner terbuka telah meningkat popularitasnya, mereka menghasilkan kualitas pindai rendah karena mereka beroperasi pada medan magnet yang lebih rendah dari scanner tertutup. Namun, komersial 1,5 tesla sistem terbuka baru-baru ini telah tersedia, memberikan kualitas gambar yang jauh lebih baik dari kekuatan medan yang lebih rendah sebelumnya model terbuka
Untuk bayi dan anak-anak muda sedasi kimia atau anestesi umum adalah norma, karena mata pelajaran ini tidak dapat diinstruksikan untuk terus tetap selama sesi pemindaian. Pasien obesitas dan wanita hamil mungkin menemukan mesin MRI untuk menjadi sempit. Wanita hamil juga mungkin mengalami kesulitan berbaring di punggung mereka selama satu jam atau lebih tanpa bergerak.
Bimbingan
isu Keselamatan, termasuk potensi gangguan biostimulation perangkat, gerakan tubuh feromagnetik, dan pemanasan lokal insidentil, telah dibahas dalam American College of Radiology's White Paper on MR Keselamatan, yang aslinya diterbitkan pada tahun 2002 dan diperluas pada tahun 2004. The ACR White Paper pada MR Keselamatan telah ditulis ulang dan dirilis awal tahun 2007 dengan judul baru ACR Dokumen Pedoman Praktek Aman MR.
Pada bulan Desember 2007, Obat-obatan di Kesehatan Peraturan produk Agency (MHRA), sebuah badan pengawas kesehatan Inggris, mengeluarkan Pedoman Keselamatan mereka untuk Magnetic Resonance Imaging Equipment di Klinik Gunakan.
Pada bulan Februari 2008, Komisi Bersama, sebuah organisasi kesehatan AS akreditasi, mengeluarkan Sentinel Event Alert # 38, penasehat keamanan tertinggi pasien mereka, mengenai isu-isu keamanan MRI.
Pada bulan Juli 2008, Amerika Serikat Veteran Administrasi, sebuah badan pemerintah federal melayani kebutuhan kesehatan personil militer bekas, mengeluarkan revisi substansial untuk mereka MRI Desain Guide, yang mencakup pertimbangan keselamatan fisik atau fasilitas.
Fisik Eropa Directive Agen
Fisik Eropa Agen (Electromagnetic Fields) Directive adalah peraturan yang ditetapkan dalam legislatif Eropa. Awalnya dijadwalkan akan dibutuhkan pada akhir tahun 2008, masing-masing negara individual dalam Uni Eropa harus menyertakan direktif dalam hukum sendiri pada akhir 2012. Beberapa negara anggota lulus mematuhi undang-undang dan sekarang berusaha untuk mencabut undang-undang negara mereka dengan harapan bahwa versi terakhir dari Uni Eropa Fisik Agen Petunjuk akan secara substansial direvisi sebelum tanggal adopsi direvisi.
direktif ini berlaku untuk pajanan medan elektromagnetik (bukan paparan medis) dan dimaksudkan untuk membatasi pekerja akut 'medan elektromagnetik yang kuat, yang mungkin ditemukan di dekat gardu listrik, pemancar radio atau televisi atau peralatan industri. Namun, dampak peraturan signifikan pada MRI, dengan bagian-bagian terpisah dari peraturan membatasi paparan medan magnet statis, perubahan medan magnet dan energi frekuensi radio. batas kekuatan lapangan yang diberikan, yang mungkin tidak terlampaui. Seorang majikan bisa melakukan tindak pidana dengan memungkinkan pekerja untuk melampaui batas pemaparan, jika itu adalah bagaimana Instruksi diimplementasikan dalam sebuah negara anggota tertentu.
Petunjuk didasarkan pada konsensus internasional efek didirikan paparan medan elektromagnetik, dan khususnya saran dari penasihat Komisi Eropa, Komisi Internasional pada Non-Radiasi pengion Protection (ICNIRP). Tujuan dari Directive, dan pedoman ICNIRP itu didasarkan pada, adalah untuk mencegah paparan medan yang berpotensi membahayakan. Batas-batas yang sebenarnya dalam Directive sangat mirip dengan batas disarankan oleh Institute of Engineers Listrik dan Elektronika, dengan pengecualian frekuensi yang dihasilkan oleh gulungan gradien, di mana batas IEEE secara signifikan lebih tinggi.
Banyak negara anggota Uni Eropa telah memiliki baik EMF peraturan tertentu atau (seperti di Inggris) suatu persyaratan umum menurut kesehatan kerja dan undang-undang keamanan untuk melindungi pekerja terhadap medan elektromagnetik. Dalam hampir semua kasus, peraturan yang ada selaras dengan ICNIRP batas sehingga Directive harus, secara teori, berdampak kecil terhadap setiap majikan sudah memenuhi tanggung jawab hukum mereka.
Pengenalan Instruksi telah membawa cahaya masalah potensi yang ada dengan eksposur pekerjaan untuk bidang MRI. Terdapat pada data yang sangat sedikit hadir pada jumlah atau jenis praktek MRI yang dapat mengakibatkan eksposur yang melebihi tingkat Petunjuk. Ada kekhawatiran dibenarkan di antara praktisi MRI bahwa jika Petunjuk itu harus ditegakkan lebih keras daripada perundangan yang ada, penggunaan MRI mungkin dibatasi, atau bekerja praktik personil MRI mungkin harus perubahan.
Dalam draft awal batas kekuatan medan statis untuk 2 T diberikan. Ini telah dilakukan sejak dihapus dari peraturan, dan sementara itu tidak mungkin dikembalikan seperti itu tanpa alasan yang kuat, beberapa pembatasan pada bidang statis dapat diperkenalkan kembali setelah masalah tersebut telah dianggap lebih sepenuhnya oleh ICNIRP. Pengaruh seperti batas mungkin untuk membatasi instalasi, operasi dan pemeliharaan scanner MRI dengan magnet dari 2 T dan kuat. Sebagai peningkatan kekuatan medan telah berperan dalam mengembangkan resolusi yang lebih tinggi dan scanner kinerja yang lebih tinggi, ini akan menjadi langkah yang signifikan kembali. Inilah sebabnya mengapa tidak mungkin terjadi tanpa alasan yang kuat.
Masing-masing instansi pemerintah dan Komisi Eropa kini telah membentuk sebuah kelompok kerja untuk memeriksa implikasi pada MRI dan mencoba untuk mengatasi masalah eksposur kerja medan elektromagnetik dari MRI.
Tiga dimensi (3D) citra rekonstruksi
Prinsip
Karena kontemporer MRI scanner menawarkan isotropik, atau dekat isotropik, resolusi, tampilan gambar tidak perlu harus dibatasi untuk gambar aksial konvensional. Sebaliknya, adalah mungkin bagi sebuah program perangkat lunak untuk membangun volume dengan 'menumpuk' irisan individu satu di atas yang lain. Program ini kemudian dapat menampilkan volume secara alternatif.
3D teknik rendering
Permukaan rendering
    Sebuah nilai ambang densitas greyscale dipilih oleh operator (misalnya tingkat yang sesuai dengan lemak). Tingkat threshold diatur, menggunakan algoritma deteksi tepi citra pengolahan. Dari sini, model 3-dimensi dapat dibuat dan ditampilkan pada layar. Beberapa model dapat dibangun dari berbagai batasan yang berbeda, sehingga warna yang berbeda untuk mewakili setiap komponen anatomis seperti tulang, otot, dan tulang rawan. Namun, struktur interior setiap elemen tidak terlihat pada mode ini operasi.
Volume rendering
    Rendering permukaan terbatas dalam hal itu hanya menampilkan permukaan yang memenuhi kepadatan ambang, dan hanya menampilkan permukaan yang paling dekat dengan penampil imajiner. Dalam memberikan volume, transparansi dan warna yang digunakan untuk memungkinkan representasi yang lebih baik dari volume yang ditampilkan dalam satu gambar - misalnya tulang panggul dapat ditampilkan seperti semi-transparan, sehingga bahkan pada sudut miring, salah satu bagian gambar tidak menyembunyikan lain.
Gambar segmentasi
    Dimana struktur yang berbeda memiliki kepadatan ambang serupa, ia bisa menjadi tidak mungkin untuk memisahkan mereka hanya dengan menyesuaikan parameter volume rendering. Solusinya disebut segmentasi, sebuah manual atau prosedur otomatis yang dapat menghilangkan struktur yang tidak diinginkan dari gambar.
Hadiah Nobel 2003
    Mencerminkan pentingnya fundamental dan penerapan MRI di kedokteran, Paul Lauterbur dari Universitas Illinois di Urbana-Champaign dan Sir Peter Mansfield dari Universitas Nottingham diberikan tahun 2003 Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk mereka "penemuan tentang magnetic resonance imaging" . Kutipan Nobel Lauterbur mengakui wawasan tentang menggunakan gradien medan magnet untuk menentukan lokalisasi spasial, penemuan yang memungkinkan akuisisi cepat gambar 2D. Mansfield dikreditkan dengan memperkenalkan formalisme matematika dan mengembangkan teknik untuk pemanfaatan gradien efisien dan pencitraan cepat. Penelitian aktual yang memenangkan hadiah itu dilakukan hampir 30 tahun sebelum, sementara Paul Lauterbur berada di Stony Brook University di New York.
   Penghargaan ini gigih memprotes oleh Raymond Vahan Damadian, pendiri FONAR Corporation, yang menyatakan bahwa ia menemukan MRI, dan bahwa Lauterbur dan Mansfield memiliki hanya menyempurnakan teknologi Sebuah kelompok ad hoc,. disebut "Sahabat Raymond Damadian ", mengeluarkan iklan satu halaman penuh di New York Times dan The Washington Post berjudul" The "memalukan Salah Yang Harus dikoreksi, menuntut bahwa dia akan diberikan setidaknya berbagi Penghargaan Nobel . Juga, bahkan sebelumnya, di Uni Soviet, Ivanov Vladislav diajukan (tahun 1960) dokumen dengan Komite Negara Uni Soviet Penemuan dan Discovery di Leningrad untuk perangkat Magnetic Resonance Imaging,  meskipun ini tidak disetujui sampai tahun 1970  Dalam. surat kepada Fisika Hari ini, Herman Carr menunjukkan penggunaan sendiri bahkan lebih awal dari gradien lapangan untuk pencitraan MR satu-dimensi.

MRI


Dasar – Dasar Pengetahuan MRI
1.         Konsep Dasar Inti Atom Hidrogen

Pada dasarnya setiap materi dengan jumlah proton dan netron ganjil akan  mempunyai nilai momen magnetik yang dikenal dengan MR nuklei sedangkan inti yang mempunyai jumlah proton dan netron genap akan mempunyai momen  magnetik yang bernilai nol. Atom hidrogen terdapat dalam tubuh dalam jumlah yang melimpah, kurang lebih 80% penyusun tubuh manusia adalah atom hidrogen. Setiap atom hidrogen mempunyai satu inti bermuatan tunggal yang mempunyai nilai magnetisasi. Oleh karena itu maka inti atom hidrogen mempunyai peranan yang sangat besar pada MRI (Westbrook dan kuat, 1999).

2.         Presesi dan Frekuensi Larmor Jaringan

Di dalam medan magnet eksternal inti atom akan mengalami gerakan perputaran menyerupai gerakan sebuah gasing. Gasing berputar di atas sumbu bidang vertikal yang bergerak membuat bentuk seperti sebuah kerucut. Gerakan ini disebut dengan presesi. Frekuensi presesi ini besarnya sebanding dengan kekuatan medan magnet eksternal dan nilai gyromagnetic inti atom. Apabila atom dengan frekuensi gyromagnetic yang berbeda berada dalam suatu medan magnet eksternal yang sama maka  masing-masing  atom mempunyai frekuensi presesi yang berbeda.   Sebaliknya walaupun atomnya sama (misalnya atom hidrogen), namun bila diletakkan  dalam medan magnet eksternal dengan kekuatan yang berbeda maka akan  menghasilkan frekuensi presesi yang berbeda pula. Inti atom hidrogen mempunyai frekuensi presesi 42,6 MHz/ Tesla. Frekuensi presesi ini  disebut juga dengan frekuensi Larmor jaringan.

Tiap-tiap inti hidrogen membentuk NMV spin pada sumbu atau porosnya. Pengaruh dari Bo akan menghasilkan spin sekunder atau ”gerakan” NMV mengelilingi Bo. Spin sekunder ini disebut precession, dan menyebabkan momen magnetik bergerak secara sirkuler mengelilingi Bo. Jalur sirkulasi pergerakan itu disebut  ”precessional path” dan kecepatan gerakan NMV mengelilingi Bo disebut ”frekuensi presesi” . Satuan frekuensinya MHz, dimana 1 Hz = 1 putaran per detik.

Kecepatan atau frekuensi presesi proton atom hidrogen tergantung pada kuat medan magnet yang diberikan pada jaringan. Semakin kuat medan semakin cepat presesi proton dan frekuensi presesi yang tergantung pada kuat medan magnet disebut dengan frekuensi Larmor yang mengikuti persamaan :

ω = γ B

dimana:

ω adalah frekuensi Larmor proton,

γ adalah properti inti gyromagnetik, dan

B adalah medan magnet eksternal (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999).


Gambar 5 :   Presesi (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999).


1.         Resonansi

Resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu materi akibat getaran materi lain yang mempunyai frekuensi yang sama. Dalam MRI resonansi merupakan peristiwa perpindahan energi dari pulsa RF ke proton hidrogen karena kesamaan frekuensi. Karena adanya penyerapan energi dari RF inilah pada dasarnya yang mengakibatkan terjadinya magnetisasi transversal sehingga magnetisasi yang diakibatkan oleh pembangkit magnet eksternal dapat diukur berupa pulsa signal MRI. Signal MRI dikenal dengan FID (free induction decay).

Resonansi terjadi bila atom hidrogen dikenai pulsa radiofrekuensi (RF) yang memiliki frekuensi yang sama dengan frekuensi Larmor atom hidrogen tersebut. Normalnya tubuh manusia mempunyai muatan magnet yang arahnya acak sehingga Net  Magnetization Vektor (NMV) nilainya nol, Apabila tubuh manusia dimasukkan dalam medan magnet eksternal yang sangat kuat sebagaimana pada pemeriksaan MRI, maka akan terjadi magnetisasi longitudinal pada inti-inti atom hidrogen. Magnetisasi longitudinal ini sangat kecil bila dibandingkan dengan kuat medan magnet eksternal dari pesawat MRI dan oleh karenanya belum dapat diukur. Untuk dapat mengetahui besarnya magnetisasi inti-inti atom Hidrogen maka inti-inti atom Hidrogen harus mempunyai magnetisasi yang arahnya berbeda dengan medan magnet eksternal. Resonansi pulsa RF mengakibatkan terjadinya magnetisasi transversal yang secara vektor mempunyai arah berbeda dengan medan magnet eksternal sehinga memungkinkan dilakukannya pengukuran NMV.

Untuk dapat terjadi proses resonansi maka besarnya frekuensi RF harus disesuaikan dengan kekuatan medan magnet eksternal dan frekuensi Larmor jaringan. Agar resonansi terjadi pada atom hidrogen pada medan magnet eksternal dengan kekuatan 1 Tesla (10.000 Gauss), maka frekuensi RF yang diberikan adalah 42.6 MHz sedang untuk medan magnet eksternal dengan kekuatan 1.5 Tesla diperlukan 63.2 MHz. Hasil dari peristiwa resonansi adalah  adanya perubahan arah NMV pada magnetisasi longitudinal ke arah magnetisasi transversal dan magnetik moment menjadi dalam keadaan in phase. Peristiwa resonansi ini pada dasarnya adalah suatu transfer energi dari gelombang RF ke inti atom Hidrogen yang mengalami magnetisasi oleh pembangkit magnet eksternal.

2.         Signal MRI

Pada saat terjadi magnetisasi transversal maka terjadi pula keadaan in  phase pada bidang transversal sehingga akan terjadi induksi dari medan magnet terhadap koil penerima yang akan tercatat sebagai sinyal. Kuat dan lemahnya magnetisasi pada bidang transversal ini akan berpengaruh pada kekuatan signal MRI dan berpengaruh pada intensitas gelap dan terang pada citra MRI. Bila signal MRI kuat maka akan memberikan gambaran citra yang terang atau hiperintens, sedangkan apabila signal MRI lemah akan memberikan citra MRI gelap atau hipointens.

Bila pulsa RF dihentikan, magnetik moment pada bidang transversal yang dalam keadaan in phase akan mengalami dephase kembali sehingga magnetisasi pada bidang transversal akan menurun, akibatnya induksi pada koil penerima juga akan semakin melemah yang dikenal dengan sinyal Free Induction Decay (FID).

3.         Fenomena T1 dan T2

Setelah RF diberikan dan terjadi peristiwa resonansi maka pulsa lalu dihentikan (off) maka NMV kehilangan energi yang dikenal dengan relaksasi. Ada dua fenomena yang terjadi pada peristiwa relaksasi, yaitu jumlah magnetisasi pada bidang longitudinal meningkat kembali atau recovery dan pada saat yang sama jumlah magnetisasi pada bidang transversal akan meluruh yang dikenal dengan decay.

Recovery magnetisasi longitudinal disebabkan oleh suatu proses yang disebut dengan T1 recovery, dan decay pada magnetisasi transversal disebabkan suatu proses yang disebut dengan T2 decay. T1 recovery disebabkan oleh karena nuklei memberikan energinya pada lingkungan sekitarnya atau lattice, sehingga disebut juga dengan Spin-Lattice Relaxation. Energi yang dibebaskan ke lingkungan sekitar akan menyebabkan magnetisasi bidang longitudinal akan semakin lama semakin menguat dengan waktu recovery yang disebut waktu relaksasi T1. T1 didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan suatu jaringan untuk mencapai pemulihan magnetisasi  longitudinal hingga mencapai 63% dari nilai awalnya.

Sebagai contoh adalah lemak dan cairan cerebrospinal. Lemak memiliki  waktu relaksasi T1 yang pendek sekitar 180 ms sedangkan cairan cerebrospinal memiliki  waktu relaksasi T1 cukup panjang berkisar 2000 ms. Sehingga waktu relaksasi T1 lemak lebih cepat dibandingkan dengan waktu relaksasi cairan cerebrospinal.  Dengan demikian untuk pembobotan T1, jaringan dengan waktu relaksasi T1 pendek (lemak) akan tampak terang (hiperintens) dan jaringan dengan waktu relaksasi T1 panjang (cairan cerebrospinal) akan tampak lebih gelap (hipo-intens).

Relaksasi T2 disebabkan oleh adanya pertukaran energi antara inti atom hidrogen dengan inti atom di sekitarnya. Pertukaran energi antar nuklei ini dikenal dengan Spin-Spin Relaxation dan akan menghasilkan decay pada magnetisasi transversal. Waktu yang diperlukan suatu jaringan untuk kehilangan energinya hingga 37% dikenal dengan waktu relaksasi T2 (Snopek, 1992). Waktu relaksasi T2 akan lebih pendek dari pada waktu relaksasi T1. Pada pembobotan T2 dengan waktu relaksasi T2 panjang (seperti cairan cerebrospinal sekitar 300 ms) akan tampak terang (hiperintens) dan jaringan dengan waktu relaksasi T2 pendek (seperti lemak sekitar 90 ms) akan tampak lebih gelap (hipo-intens)  .

Komponen Sistem MRI

Komputer pada MRI merupakan otak dan komponen utama yang digunakan untuk memproses sinyal, menyimpan data dan menampilkan gambar yang dihasilkan. Selain sistem komputer komponen utama pada pesawat MRI adalah: pembangkit magnet utama, koil gradien, koil penyelaras (shim’s coils), antena atau koil pemancar dan penerima, serta sistem akuisisi data dalam komputer.


1.         Magnet Utama

Untuk keperluan diagnosa klinis diperlukan magnet utama yang memproduksi kuat medan magnet besar antara 0.1 – 3.0 Tesla (Bontrager, 2001).  Pembangkitan medan magnet untuk MRI menggunakan salah satu dari beberapa tipe magnet, yaitu magnet permanen, magnet resistif dan magnet superkonduktor.


2.         Shims Coils

Untuk menjaga kestabilan, keseragaman atau homogenitas medan magnet utama maka dipasang koil elektromagnetik tambahan yang disebut dengan shim coil. Inhomogenitas magnet diharapkan tidak melebihi 10 ppm (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999).

3.         Gradien Coils

Terdapat tiga buah koil gradien yang merupakan penghasil gradien magnet yaitu gradien x, y dan z masing-masing mengarahkan medan magnet pada sumbu x, y dan z.  Ketiganya dapat dioperasikan sesuai dengan kebutuhan arah irisan pada tubuh yang diperiksa.

4.         Antena

Koil radiofrekuensi (RF) terdiri dari dua tipe koil yaitu koil pemancar (transmitter) dan koil penerima (receiver). Fungsinya lebih mirip sebagai antena. Koil pemancar berfungsi untuk memancarkan gelombang RF pada inti yang terlokalisir dengan frekuensi tertentu sehingga terjadi proses resonansi, sedangkan koil penerima berfungsi untuk menerima sinyal output  dari sistem. Bentuk dan ukuran koil penerima ini telah dirancang disesuaikan dengan bagian tubuh yang akan diperiksa,  misalnya  koil  untuk  kepala,  vertebra atau ekstremitas. Jenisnya ada 3 yaitu koil volume, koil surface dan koil phased array.


Pulsa Sekuen dan Spin Echo

Spin Echo adalah sekuens yang diperoleh dengan menggunakan aplikasi pulsa RF 90 diikuti dengan aplikasi pulsa RF 180 untuk rephase agar sinyal dapat dicatat dalam masing masing K-space agar diperoleh citra MRI. Pulsa sekuens Spin Echo paling banyak digunakan pada pemeriksaan MRI (Bushong, 1996). Diagram Pulsa sekuens Spin Echo secara sederhana dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Komponen utama dari pulsa sekuens tersebut adalah Time Repetition (TR) dan Time Echo (TE).



Gambar 6 : Spin Echo sekuens (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999).

TR adalah waktu pengulangan aplikasi pulsa RF 90 terhadap aplikasi pulsa RF 90 berikutnya, dengan satuan millisecon (ms). TR akan menentukan waktu relaksasi T1 yang akan terjadi. TR yang digunakan dalam MRI bisa dipilih oleh radiografer mulai berkisar 200 ms hingga lebih dari 2000 ms tergantung pada teknik pembobotan yang dipilih. TE adalah waktu antara eksitasi pulsa dengan echo yang terjadi.  Echo  dihasilkan  dari  aplikasi  pulsa  RF  90   sampai  dengan sinyal terkuat dari aplikasi rephase pulsa RF 180 saat menginduksi koil.  Waktu  TE  dapat  diubah tergantung pembobotan citra yang dikehendaki. Waktu TE berkisar antara 10 ms hingga lebih dari 80 ms.

Kontras Citra SE

Kontras citra pada MRI dibentuk oleh perbedaan gelap dan terang yang diakibatkan karena perbedaan kuat signal MRI. Signal MRI yang kuat akan mengakibatkan bayangan terang atau dikatakan hiperintens, sedangkan signal MRI yang lemah akan menyebabkan bayangan yang gelap atau hipointens. Suatu daerah yang diperiksa bisa menjadi hiperintens atau hipointens tergantung pada pembobotan citra yang dipilih. Secara umum ada tiga pembobotan citra yaitu: T1-Weighted Image, T2-Weighted Image, dan proton density.

1.         Kontras Citra T1 -Weighted Image

Pada pembobotan T1 WI diberikan TR yang cukup pendek sehingga baik jaringan lemak maupun air tidak cukup waktu untuk dapat kembali recovery pada nilai magnetisasi awal (B0), dengan demikian terjadi perbedaan yang cukup besar pada signal MR dari air dan lemak.  Pada T1WI air mempunyai signal yang lemah sehingga memiliki gambaran yang kurang terang, gelap atau hipointens, sedangkan lemak mempunyai signal yang lebih kuat sehingga memiliki gambaran yang lebih terang atau hiperintens.

Waktu relaksasi T1  lemak lebih pendek (180 ms) dari pada waktu relaksasi T1 air (2500 ms), maka recovery lemak akan lebih cepat dari pada air sehingga komponen magnetisasi lemak pada bidang longitudinal lebih besar dari pada magnetisasi longitudinal pada air. Dengan  demikian  lemak  memiliki  intensitas  sinyal  yang lebih tinggi dan tampak terang pada kontras citra T1. Sebaliknya air akan tampak dengan intensitas sinyal yang rendah dan tampak gelap pada kontras citra T1. Citra yang demikian itu  (lemak tampak terang dan air tampak gelap) dalam MRI dikenal dengan T1-Weighted Image (T1 WI). Jadi untuk menghasilkan kontras citra T1 WI, dipilih parameter waktu TR yang pendek (berkisar antara 300-600 ms) dan waktu TE yang pendek (berkisar antara 10 -20 ms).

2.         Kontras Citra T2-Weighted Image

Pada pembobotan T2WI air mempunyai signal yang lebih kuat sehingga memiliki gambaran lebih terang atau hiperintens sedangkan lemak mempunyai signal yang lebih lemah sehingga memiliki gambaran yang lebih kurang terang, gelap atau hipointens. Hal ini disebabkan pada pembobotan T2 WI diatur TE yang cukup panjang sehingga baik air maupun lemak cukup waktu untuk mengalami decay dan mengakibatkan terjadinya perbedaan signal yang cukup besar.

Karena  waktu  relaksasi  T2  lemak  (90  ms)  lebih pendek  dari  pada  air  (2500  ms),  maka  komponen  magnetisasi transversal lemak akan decay lebih cepat dari pada air sehingga akan menghasilkan intensitas sinyal yang kuat dan akan tampak terang pada kontras citra T2. Sebaliknya magnetisasi transversal pada lemak  lebih  kecil dan menghasilkan citra intensitas rendah dan tampak gelap pada kontras citra T2. Citra yang demikian itu (lemak tampak gelap dan air tampak terang) dalam MRI dikenal dengan T2-Weighted Image (T2 WI). Jadi untuk menghasilkan kontras citra T2 WI, dipilih waktu TR yang panjang (800 ms hingga 2000 ms atau lebih) dan waktu TE yang panjang (lebih dari 80 ms).

3.         Kontras Citra Proton Density-Weighted Image

Apabila diberikan TR cukup panjang maka baik air maupun lemak akan sama-sama mempunyai cukup waktu untuk mengalami recovery menuju magnetisasi longitudinal awal sehingga menghilangkan gambaran pembobotan T1. Apabila pada saat yang bersamaan juga diberikan TE yang sangat pendek maka tidak cukup waktu bagi air maupun lemak untuk terjadinya relaksasi transversal sehingga menghilangkan gambaran pembobotan T2. Dengan demikian apabila TR panjang dan TE pendek maka gambaran yang terjadi bukan T1 WI  ataupun T2 WI. Gambaran yang terjadi semata mata diakibatkan oleh perbedaan densitas atau kerapatan proton, yaitu jumlah proton persatuan volume. Suatu area dengan kerapatan proton yang tinggi akan memberikan gambaran yang terang atau hiperintens sebaliknya suatu area dengan kerapatan proton yang rendah akan tampak gelap atau hipointens.

Gambaran Proton Density-Weighted Image (PDWI) bergantung dari banyak sedikitnya jumlah proton per unit volume. Kontras citra diperoleh berdasarkan perbedaan banyak sedikitnya proton pada masing-masing jaringan. Misalnya jaringan otak dengan proton yang tinggi akan menghasilkan komponen magnetisasi transversal besar dan tampak terang pada kontras citra PDWI. Sedangkan tulang memiliki proton yang rendah dan tampak gelap pada kontras citra PDWI. Untuk memilih kontras citra PDWI, diatur dengan waktu TR yang panjang dan waktu TE yang pendek.

Waktu Scanning

Waktu scanning pada sekuens Spin Echo dapat dihitung dengan rumus :

Waktu scanning SE =  (TR) x (jumlah tahapan phase encode) x (NEX)

Dimana :  

TR                                           : Time Repetition dalam ms.

Jumlah phase encode          : jumlah phase yang digunakan.

NEX                                          : jumlah eksitasi pulsa.


Misalnya pencitraan dengan TR 550 ms, jumlah phase encode 256,

dan NEX 1 maka waktu scanning adalah 2 menit 35 detik.


Teknik DWI

Difusi adalah istilah yang dipergunakan untuk menggambarkan pergerakan molekul secara acak pada jaringan. Gerakan ini dibatasi oleh batas-batas seperti ligamen, membran dan makromolekul. Kadangkala terjadinya pembatasan difusi adalah secara langsung tergantung pada struktur jaringan.        Pada stroke yang masih dini, yaitu segera setelah terjadinya iskemia tapi sebelum terjadinya infark atau kerusakan permanen pada jaringan otak, sel-sel membengkak dan menyerap air dari ruang extraseluler. Ketika sel-sel penuh oleh molekul air dan dibatasi oleh membran, maka difusi yang terjadi akan terbatas dan nilai rata-rata difusi pada jaringan tersebut akan berkurang.


Imejing dengan sekuen spin echo dapat memperlihatkan struktur dengan  tanda-tanda difusi pada jaringan. Gambaran difusi dapat diperoleh dengan lebih efektif dengan mengkombinasikan dua pulsa gradien yang diaplikasikan setelah eksitasi. Pulsa gradien digunakan untuk saling mempengaruhi pada spin-spin yang tidak bergerak sementara spin-spin yang bergerak pada jaringan normal tidak dipengaruhi. Ini sebabnya mengapa pada gambaran difusi sinyal yang mengalami atenuasi terjadi pada jaringan normal dengan pergerakan difusi yang random dan jaringan normal akan tampak lebih gelap, dan sinyal yang intensitasnya tinggi terjadi pada jaringan dengan difusinya yang terbatas (restriksi) seperti yang tejadi pada stroke akut.    

Banyaknya atenuasi tergantung pada amplitudo dan arah dari aplikasi gradien difusi. Pulsa gradient dapat diaplikasikan searah dengan sumbu X, Y, dan Z. Arah difusi pada sumbu X, Y, dan Z dikombinasikan untuk menghasilkan gambaran difusi weighted. Ketika gradien difusi hanya diaplikasikan sepanjang sumbu Y, atau pada arah sumbu X, perubahan sinyal yang terjadi hanya sedikit. Istilah isotropic difusion dipakai untuk menggambarkan bahwa gradien difusi diaplikasikan pada ketiga sumbu tersebut. Gradien difusi harus panjang dan kuat untuk dapat memperoleh citra dengan pembobotan difusi (difusion weighting). Sensitivitas dan intensitas sinyal difusi dikontrol oleh parameter ’b’. Nilai ’b’ menentukan atenuasi difusi dengan memodifikasi durasi dan amplitudo dari gradien difusi. Nilai ’b’ dapat dinyatakan dalam satuan s/ mm2. Rentang ‘b’ value adalah 500 s/mm2 sampai 1000 s/mm2 (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999). ‘b’ value dipengaruhi oleh kekuatan magnet gradien yang terdapat pada pesawat MRI itu sendiri.

Semakin tinggi ‘b’ value maka intensitas sinyal difusi dan sensitifitas difusi akan meningkat, intensitas sinyal difusi yang meningkat pada jaringan otak normal akan tampak lebih gelap pada citra otak yang ditampilkan. Sensitifitas difusi yang dimaksud disini adalah kemampuan difusi tersebut untuk mendeteksi adanya difusi yang terbatas pada jaringan otak. Jika terdapat kelainan stroke maka jaringan otak yang difusinya terbatas akan menghasilkan intensitas sinyal yang terlihat terang dibandingkan jaringan yang normal (GE Signa Horizon DW-EPI Operator Manual, 1998).

Untuk pencitraan difusi jika menggunakan sekuen multi-shot maka perubahan phase akan berbeda untuk garis-garis yang berbeda pada K-space dan hal ini akan menghasilkan artefak yang terlihat sepanjang phase direction. Karena alasan ini maka citra MRI dengan pembobotan difusi pada umumnya diperoleh dengan teknik SE-EPI yang dilakukan dengan gradien yang kuat. Echo tambahan yang dikenal sebagai navigator echo dapat dihasilkan dan kemudian digunakan untuk mengkoreksi artefak selama post processing. Aplikasi klinis pencitraan difusi secara langsung adalah untuk mendiagnosa stroke. Lesi-lesi iskemik yang masih dini dapat diperlihatkan dengan pencitraan MRI difusi sebagai daerah dengan difusi air yang lebih lambat akibat akumulasi cairan atau akibat pengurangan ruang extra seluler. Pencitraan MR difusi dapat memperlihatkan lesi-lesi iskemik baik yang irreversible maupun yang reversible, sehingga potensial dapat membedakan jaringan otak yang masih dapat diperbaiki dengan jaringan yang mengalami kerusakan irreversible sebelum dilakukan tindakan therapy.     



Gambar 7 : Jaringan dengan cairan yang berdifusi

normal (gambar kiri), dan jaringan yang

difusinya terbatas (gambar kanan)

(Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999).



MRI HARDWARE

1. Magnet Utama

Magnet utama adalah magnet yang memproduksi kuat medan yang besar dan mampu menginduksi jaringan atau objek. Sehingga menimbulkan magnetisasi dalam objek itu sendiri. Medan magnet yang digunakan untuk diagnosis medis mempunyai jangkauan antara 0,1 Tesla sampai 3,0 Tesla (Bontrager 2001).

Pembangkitan medan magnet untuk MRI pada saat ini menggunakan salah satu dari tipe magnet, yaitu magnet permanen yang terbuat dari bahan ferromagnetic, magnet resistif atau magnet super konduktif. Sedangkan untuk menjaga kestabilan, keseragaman atau kehomogenan medan magnet utama dipasang koil elektromagnetik yang disebut Shim Coil pada pusat koil utama. Homogenitas magnet diharapkan berkisar antara 1 sampai 10 ppm (Wesbrook dan Kaut, 1998).

Magnet utama berfungsi sebagai penghasil medan magnet untuk mensejajarkan inti atom hidrogen yang tadinya acak di dalam tubuh. Ada 3 jenis magnet yang bisa digunakan pada pesawat MRI (Wesbrook dan Kaut,1998). Yaitu:

a. Magnet Permanen

Magnet permanen dapat menghasilkan kekuatan medan magnet hingga 0,3 Tesla. Magnet ini dibuat dengan cara menginduksi medan magnet pada sebuah bahan ferromagnetik. Magnet ini berukuran besar dan beratnya mencapai 100 ton (20.000 pounds). Pemeliharaannya relatif murah dan daya kemagnetannya bersifat permanen serta menghasilkan sinyal yang lemah.

b. Magnet Resistif

Magnet resisitif dapat menghasilkan medan magnet dengan kekuatan 0,2 Tesla sampai dengan 0,4 Tesla. Medan magnet resisitif dibuat berdasarkan arus listrik yang yang dialirkan melalui kawat yang dililitkan pada bahan ferromagnetik. Sehingga medan magnet akan timbul di sekitar kawat, tetapi untuk terus mengalami magnetisasi maka memerlukan daya listrik yang kontinyu agar membuat medan magnet yang terbentuk kuat. Beratnya kurang dari 100 Ton. Medan magnet yang dihasilkan terbatas, karena dihasilkan dari hambatan (resistan) yang terjadi akibat adanya aliran listrik pada kawat, kemudian menimbulkan panas yang cukup tinggi. Dalam penggunaannya, memerlukan sistem pendingin.

c. Magnet Superkonduktif

Magnet superkonduktif dapat menghasilkan kekuatan medan magnet hingga 7 Tesla. Prinsip magnet superkonduktif sama dengan magnet resistif. Keduanya mengalirkan arus listrik melalui kawat yang dililitkan. Magnet superkonduktif menggunakan Cryogen yang berupa helium cair dan bahan ferromagnetic sebagai penghasil medan magnet. Dan ditambahkan nitrogen cair sebagai pendingin. Penggunaan cryogen dapat membuat resistensi pada kawat menjadi nol, sehingga arus yang mengalir dapat dinaikkan dan memungkinkan untuk menghasilkan medan magnet yang berkekuatan tinggi, namun memiliki kelemahan. Penggunaan cryogen dapat beresiko, misalnya jika temperatur cryogen naik hingga titik didih helium pada waktu yang bersamaan maka kedua cairan tersebut akan menguap menjadi gas. Proses ini disebut quenching yang dapat berbahaya bagi medan magnet. Perawatan dan pemeliharaannya relatif mahal karena harus mengisi helium sebagai bahan pendingin magnet superkonduktif.

Magnet ini beratnya sekitar 4 ton sampai dengan 16 ton. Dalam hal mencegah pemanasan, magnet superkonduktif memiliki sistem pengaman yaitu evakuasi pipa gas, pemantauan presentase oksigen dan suhu di dalam ruangan MRI serta membuka pintu keluar yang lebar. Magnet superkonduktif sifatnya kontinyu, untuk membatasi magnet, instalasi memiliki sistem pengaman baik pasif (logam) maupun aktif (di luar gantri) untuk mengurangi kekuatan yang datang.

2. Gradien Magnet

Gradien medan magnet Bo sepanjang ketiga sumbu-sumbu spasial orthogonal merupakan prinsip dasar dari produksi citra MRI. Gradien-gradien sepanjang sumbu yang lain dapat dijabarkan dengan kombinasi gradien- gradien yang orthogonal. Gambar 3 dan 4 menunjukkan skema dasar untuk memperoleh suatu gradien Bo yang parallel terhadap arah Bo. Dua lilitan kawat (a) dan (b) dialirkan arus listrik yang membangkitkan medan magnet, yang dapat menambah (a) atau mengurangi (b) dari medan utama Bo. Pada sembarang waktu sepanjang sumbu gradien, medan magnetic netto sama dengan jumlah Bo ditambah dengan sumbangan dari lilitan (b). Lilitan yang lebih dekat ke posisi yang di kehendaki inilah yang memberi efek lebih besar pada medan magnetik netto. Pada sebuah titik di tengah-tengah antara kedua lilitan, medan magnet yang dibangkitkan oleh kedua lilitan gradien saling meniadakan, yang menyebabkan medan magnet nettonya sama dengan Bo.

Lilitan gradiennya ditempatkan sedemikian rupa sehingga titik tengah ini berada pada pusat magnet (Bo) dan ditandai dengan isocenter. Lilitan gradien pada kedua sumbu orthogonal lainnya dibuat berbeda, tetapi keduanya juga memberikan tambahan dan pengurangan terhadap medan Bo tergantung pada sepanjang sumbu-sumbu tersebut. Tambahan pula titik-titik tengah dari sambungan untuk gradien netto sebesar nol diatur untuk terjadi pada isocenter dari magnet. Daya diberikan pada setiap lilitan gradien oleh gradient amplifier yang dikendalikan secara bebas oleh komputer. Dari beberapa sifat gradien medan magnet yang memberikan dampak pada penampilan sistem dan kualitas citra yang optimal adalah:

Amplitudo gradien maksimum dapat diperoleh dengan membatasi tebal irisan dan FOV.-
- Linieritas gradien mengacu pada keseragaman koefisien arah (sloop) sepanjang sumbu gradien, gradien yang tidak linier dapat menimbulkan artefak.

Kecepatan suatu gradien untuk dibangkitkan dari nilai nol ke amplitudo maksimum harus diupayakan sesingkat mungkin.

Aksi mengubah-ubah gradien on dan off menimbulkan masalah lain. Aksi ini akan menginduksi pembentukan arus elektronik yang disebut Eddy current dalam struktur metalik dari magnet. Arus ini menimbulkan medan magnet tersendiri yang kemudian menghilang dengan laju waktu yang berbeda. Jadi Eddy current adalah hal yang tidak diinginkan dan menimbukan efek yang menurunkan kualitas citra.

Untuk mengatasi masalah ini dilakukan dengan beberapa cara:

- Dengan mengatur lilitan gradien dengan bentuk pulsa yang tidak dikehendaki, tetapi dengan suatu bentuk pulsa yang ditentukan secara empirik, yang menghapuskan sumbangan Eddy current dan menghasilkan gradien yang dikehendaki magnet.
 Dengan pemakaian self shielding
- gradient coil. Lilitan-lilitannya dibuat sedemikian rupa sehingga medan magnet yang timbul diarahkan ke bagian dalam lilitan Hal ini berguna untuk mencegah Eddy current di bagian lain magnet.

3. Radiofrekuensi (RF) Coil

Radiofrekuensi (RF) coil terdiri dari dua tipe coil, yaitu coil pemancar dan coil penerima. Fungsiya lebih mirip sebagai antena. Sistem radiofrekuensi terdiri dari komponen untuk transmisi dan menerima radiofrekuensi gelombang. Ia terlibat dalam pembentukan nuclei, memilih irisan dan menerapkan gradien sinyal akuisisi.
a. Koil adalah komponen penting dalam kinerja sistem radiofrekuensi. Koil pemancar fungsinya untuk memberikan rangsangan energi RF yang merata keseluruh volume pencitraan. Semua langkah-langkah ini dikendalikan dengan sebuah komputer yang juga mengatur pembangkitan deretan pulsa. Energi RF terakhir dikirim ke lilitan RF dalam magnet yang berfungsi sebagai antena. Pemberian pulsa ini merupakan pengendalian modulasi amplitude yang menyebabkan terjadinya medan magnet pada area yang besarnya 0° sampai 180°. Diperlukan pula frekuensi amplifier untuk modulasi gelombang digital frekuensi larmor proton sehingga energi RF dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan pencitraan MRI. Rancangan lilitan pemancar (transmitter) sangatlah berpengaruh pada pencitraan MRI. Pemberian flip angle pada RF pemancar, berbanding lurus dengan lamanya keluaran sinyal dan amplitudo pulsa RF. RF amplifier yang tidak linier dapat menimbulkan flip angle sehingga dapat menghasilkan pencitraan yang mengalami distorsi dari bentuk irisan yang dibangkitkan.

b. Radiofrekuensi penerima (RF receiver)

Koil penerima harus peka terhadap sinyal radiofrekuensi. Magnetisasi transversal menginduksi arus bolak-balik dalam lilitan RF yang digunakan untuk penerima. Lilitan RF ini digunakan untuk menghasilkan medan B1. Sedangkan sinyal RF dengan frekuensi yang mendekati frekuensi Larmor digunakan untuk menghasilkan medan Bo. Secara teknis, bekerja pada frekuensi tinggi bukanlah hal yang mudah. Fungsi utama koil penerima adalah untuk menunjukkan secara benar nilai-nilai amplitudo, periode, dan fasa dari sinyal MR yang datang ke dalam memori komputer. Untuk mewujudkan fungsi ini perlu diukur nilai relatif dari sinyal MR terhadap standar yang diketahui. Standar yang digunakan untuk suatu RF adalah sebuah local oscillator yang dalam prakteknya seringkali adalah suatu bagian sinyal RF dari frekuensi synthesizer untuk transmisi.

 Kemudian memberikan sesuatu sinyal yang merupakan selisih antara sinyal RF yang ditransmisi dan yang diterima. Sinyal yang berbeda ini berada dalam rentang frekuensi audio (AF). Rentang frekuensi inilah yang perlu diperhatikan dalam hubungannya dengan lebar pita (bandwidth) penerima. Sinyal AF diperkuat dengan suatu factor 10 hingga 1000 oleh sebuah AF amplifier. Sinyal ini kemudian diarahkan ke analog digital converter (ADC) yang mengkonversi sinyal AF menjadi suatu deretan angka biner. Angka-angka ini selanjutnya disimpan dalam memori komputer untuk dimanipulasi dan dilakukan transformasi Fourier dengan resolusi dalam bentuk bit. Melihat dari kegunaannya, maka koil ini harus berada pada jarak yang paling dekat dengan objek yang diperiksa. Koil antena dibuat dengan berbagai variasi bentuk dan ukuran. Diantaranya jenis; volume coil, phase array coil dan surface coil.

4. Jenis Koil

a. Body Coil

Body coil berbentuk lingkaran dan terdapat di dalam gantry. Koil ini dapat berfungsi sebagai transmitter dan receiver. Memancarkan pulsa RF untuk semua jenis pemeriksaan organ tubuh dan menerima sinyal pada objek tubuh yang besar. Seperti abdomen dan thorax.

b. Head coil jenis volume coil

Head coil berbentuk seperti helm dan dipasangkan mengelilingi kepala pasien. Koil ini berfungsi untuk menerima sinyal pada pemeriksaan kepala, sedangkan sinyal RF pemancar diberikan oleh body coil.

c. Spine Coil jenis phase array

Spine coil berfungsi sebagai penerima sinyal RF dan digunakan untuk organ tulang belakang.
d. Breast Coil jenis phase array

Breast coil berfungsi sebagai penerima sinyal RF dan digunakan untuk organ payudara.
e. Cervical coil jenis volume coil

Cervical coil berfungsi sebagai penerima sinyal RF dan digunakan untuk pemeriksaan organ leher.

f. Knee Coil jenis volume coil

Knee coil berfungsi sebagai penerima sinyal RF dan digunakan untuk pemeriksaan organ lutut.
g. Surface Coil

Surface coil adalah jenis coil yang digunakan untuk organ yang berada pada permukaan seperti organ extrimitas.

h. Shim Coil

Shim coil berfungsi untuk menjaga kehomogenan medan magnet utama. Shim coil terletak di dalam gantry pada sisi lateral tubuh pasien.

5. Meja Pemeriksaan

Meja pemeriksaan biasanya berbentuk kurva dengan tujuan untuk memberikan rasa aman dan nyaman pada pasien. Meja disesuaikan dengan bentuk lingkaran magnet utama. Meja pemeriksaan dapat bergerak keluar dan masuk ke dalam gantry secara otomatis.


6. Sistem Komputer
Suatu instrumen MRI modern mempunyai beberapa komputer yang dihubungkan dengan jaringan komunikasi. Sebagai contoh sistem sinyal, sekarang ini mempunyai empat computer; sebuah komputer induk, sebuah komputer array processor dan dua komputer yang berfungsi khusus sebagai status control modem (SCM) dan pulse control modul (PCM) atau disebut juga dengan measurement control.

a. Komputer induk atau komputer utama

Memori inti secara langsung diakses oleh central processing unit (CPU). Memori ini harus cukup besar untuk menampung semua perintah dan bentuk gelombang dalam satu deretan pulsa, satu set data yang masih berupa data mentah dan sejumlah operating soft ware. Software selebihnya untuk keperluan data lainnya dapat ditemukan atau disimpan dalam disk memory.

b. Sebuah array processor diperlukan agar rekonstruksi dapat diproses dengan cepat. Untuk itu array processor memerlukan akses langsung untuk mengerjakan rekonstruksi dari keseluruhan citra. Karena deretan pulsa harus bekerja dalam real time, sistem komputer harus memberikan prioritas utama pada pelaksanaan instruksi dalam deretan pulsa. ADC penerima harus mempunyai akses memori untuk menjamin bahwa data yang datang dapat disimpan dengan cepat sehingga tidak ada data yang teringgal atau hilang. Penyimpana data jangka panjang pada umumnya disalurkan ke pita magnetik.

c. Measurement Controle

Measurement controle unit terdiri dari dua bagian, yaitu measurement control system yang berfungsi sebagai pembangkit gelombang gradien magnet, dan high frequency system untuk mengatur pulsa RF yang dipancarkan dari sinyal yang diterima, serta mengatur auto tunning agar sinyal dapat diterima  2009ãsecara optimal sehingga dapat menghasilkan gambaran yang bagus.