Babeh Edi

URUTAN PULSE ( PULSE SEQUENCE ) DALAM PEMERIKSAAN MRI

Dalam pemeriksaan MRI ( Magnetis Resonanse Imaging ), dikenal urutan-urutan pulse ( pulse sequence ), yaitu :

1. Spin Echo
2. Fast Spin Echo
3. Gradien Echo
4. Short Tau Inversion Recovery (STIR)
5. Fluid Acquisition Inversion Recovery (FLAIR).

1. SPIN ECHO.

Ø      Urutan sequencenya adalah : setelah pemberian RF pulsa 90°  di off kan lalu dikenai lagi 180° dikenal dengan spin echo.

Ø      Jadi 180° tersebut adalah refocusing.

Ø      2 parameters

Ø      TR : waktu antara RF pulse 90°

Ø      TE : waktu antara RF pulse 90° hingga puncak echo.

Ø      Single echo menghasilkan T1

Ø      Kelebihan :

Ø      Aplikasi 180 0 bisa lebih dari 1, dikenal dengan  dual echo, menghasilkan PD & T2

Ø      Artefak minimal

Ø      High ignal to noise

Ø      Least artifact prone sequence

Ø      Contats mechanisme easier to understand

Ø      Kekurangan :

Ø      Waktu scanning lama, sehingga PD & T2 jarang di pakai untuk pemeriksaan, hanya T1.

Ø      SAR nya lebih tinggi daripada gradient echo disebabkan oleh pulsa 90° dan 180° RF.

Ø      Waktu TR panjang yang bertentangan dengan aquisisi 3D.

           Penggunaan spin echo :

Ø      Hampir semua pemeriksaan klinik dapat dilakukan dengan spin echo.

Ø      Pembobotan T1 memberikan gambaran anatomis organ.

Ø      Pembobotan T2 memberikan gambaran pathologis karena adanya cairan (odema/haemorhage) dalam jaringan.

Ø      PD memberikan gambaran berdasar jumlah hidrogen proton dalam jaringan.

Ø      Kelebihan spin echo :

Ø      High signal to niose, signal to noise ratio adalah perbandingan sinyal yang dihasilkan dengan noise. Sinyal dihasilkan oleh spin proton pada irisan yang dikehendaki, sedangkan noise berasal dari beberapa bagi-an seperti pasien maupun jenis coil. Semakin besar ukuran/volume co-il akan semakin besar noise. Nilai SNR bergantung dari kalibrasi sis-tem misalnya RF maupun flip angles, coil tuning, RF shielding, image prosesing dan scanning parameter. Nilai SNR yang baik adalah setinggi-tingginya. Masing-masing sinyal yang didapatkan oleh masing-ma-sing elemen voxel akan terukur dalam peralatan MRI menjadi suatu nilai SNR yaitu perbandingan sinyal yang diperoleh masing-masing ele-men voxel terhadap noise. Nilai SNR ini yang akan menentukan citra yang diperoleh karena SNR adalah menggambarkan besar intensitas sinyal yang didapat pada elemen voxel, maka SNR akan bergantung pada langkah pengkodean fase dan dapat dijumlahkan serta diratakan.

Ø      Sedangkan waktu citra yang diperlukan untuk mendapatkan citra ter-gantung dari faktor pengkodean fase yang dipilih ( 128, 192 atau 256), jumlah akuisisi yang diperlukan dan waktu pengulangan TR yang di-berikan untuk melakukan satu evaluasi atau studi untuk satu slice.

Ø      Artefact prone sequence sangat sedikit.

Ø      Pengaturan kontras lebih mudah untuk dipahami.

2. FAST ( TURBO) SPIN ECHO.

Ø      Nama lain : RARE = Rapid Acquisiion with Relaxation Enhancement.

Ø      Digunakan hampir 40-60% dalam pemeriksaan MRI.

Ø      Banyak digunakan untuk gambar pembobotan T2 karena waktu bisa lebih singkat.

Ø      FAST SPIN ECHO (FSE) sama dengan spin echo akan tetapi waktu scanning jauh lebih singkat.

Ø      Pada spin echo sequencenya adalah 90 kemudian diaplikasi 180 ( re-focusing echo), dan hanya satu phase encodeng step per TR pada ma-sing-masing slice sehingga hanya satu baris K-space yang terisi per TR.

Ø      Fungsi waktu scanning : TR x NEX x phase encodeng.

Ø      Untuk bisa mengurangi waktu scanning dapat ditempuh dengan mengurangi faktor-faktor tersebut. Jika TR dan NEX dikurangi akan ber-pengaruh pada pembobotan image dan SNR. Sedangkan bila mengu-rangi phase encoding akan menurunkan resolusi.

            Kelebihan :

Ø      Pada FSE, waktu scanning dikurangi dengan cara melakukan lebih dari satu  phase encode per TR, yang dikenal dengan Echo Train yakni aplikasi beberapa RF pulse 180 per TR.

Ø      Pada masing-masing rephasing/refocusing, dihasilkan satu echo se-hingga dapat melakukan phase encode yang lain.

Ø      Contoh pada SE, bila menggunakan phase matriks 256 maka 256 pha-se encode harus dilakukan, bila NEX 1, maka waktu scan membutuh-kan sebesar 256xTR.

Ø      Pada FSE dengan parameter yang sama, dengan echo train misal 16, artinya akan dilakukan 16 phase encode setiap TR. Sehingga waktu scannya menjadi 256/16 x TR = == waktu lebih singkat 1/16 nya.

Penggunaan :

Ø      Contras FSE sama dengan SE sehingga banyak digunakan untuk pemeriksaan.

Ø      Pada pemeriksaan sistem syaraf pusat, pelvis dan muskuloskeletal – sudah menggantikan panggunaan spin echo.

Ø      Pada thorax dan abdomen, kadang dapat menimbulkan respiratory artefact sehingga perlu adanya respiratory compensation technique

           Kelemahan FSE :

Ø      Fat tampak putih pada T2 diakibatkan karena multiple RF pulse se-hingga akan mengurangi efek interaksi spin-spin pada lemak ( J-Cou-pling). Untuk mengurangi digunakan teknik fat saturation.

Ø      Dengan pengulangan RF pulse dapat meningkatkan efek magnetisati-on tranfer, sehingga otot tampak lebih gelap pada FSE daripada SE.

Ø      Juga akan mengurangi efek magnetic suspectibility yang sangat pen-ting bilamana melihat hemorhage yang kecil, namun bila ada implant dari metal artifactnya tidak terlalu muncul.

Ø      SAR lebih tinggi dari SE.

Ø      Meningkatnya artefact karena flow dan motion.

Ø      Incompatible dengan beberapa opsi imaging.

Ø      Image blurring dapat terjadi karena koleksi data dilakukan dengan TE yang berbeda-beda.

     Parameter FSE :

Ø      TR : bisa lebih panjang hingga 6000 ms.

Ø      TE efektif : tidak bisa diatur oleh operator.

Ø      ETL = Echo Train Length/Turbo Factor, sangat penting dalam pem-bobotan :

Ø      Short ETL :

o       Meningkatkan pembobotan T1

o       Menurunkan TE efektif

o       Waktu scan lebih lama

o       Slice lebih banyak per TR

o       Menurunkan image blurring

Ø      Long ETL : 

o       Meningkatkan pembobotan T2

o       Meningkatkan TE efektif

o       Mengurangi waktu scan

o       Mengurangi jumlah slice per TR

o       Meningkatkan image blurring

Ø      ETS           : Echo Train Spacing/ waktu antara 180 dengan 180, parameter ini tidak bisa diubah operator.

Ø      Contoh parameter pada FSE :

§         T1 : Short TE eff (kurang dari 20 ms)

·        Short TR 300-600 ms

·        Turbo factor (ETL) 2-6

·        Typical waktu scan 30 detik-1 menit.

§         T2 : Long TE ( 100 ms+)

·        Long TR (4000 ms+)

·        Turbo factor 8-20

·        Typical waktu scan 2 menit

§         PD/T2 : TE eff short ( 20 ms)/ long Te eff 100 ms.

·        Long TR ( 2500 ms+)

·        Turbo factor 8-12

·        Typical waktu scan 3-4 menit.

3. GRADIENT ECHO

Ø      Flip angles (< 90° ) dan TE

Ø      Untuk rephasing tidak menggunakan RF pulse 180, tetapi mengguna-kan gradient.

Ø      TR dan waktu scan singkat.

Ø      Menghasilkan T2*, T1 dan PD

Ø      Berguna untuk abdomen, thorax,MRA. Pembuluh darah tampak hi-perintense.

Parameter GRE :

Ø      Parameter yang penting pada GRE adalah flip angle (sudut balik), TE dan TR. Pembobotan yang dihasilkan adalah T1,T2* dan PD. Sudut balik dan TR menentukan T1. Agar tidak terjadi saturasi, sudut balik harus kecil dan TR panjang. Agar terjadi saturasi, sudut balik harus besar dan TR pendek sehingga full recovery tidak terjadi. TE mengon-trol T2*, TE pendek maka T2* minimal, untuk memaksimalkan T2*, TE panjang.

Ø      Karena proses rephasing dengan gradien maka decaynya adalah T2*.

            Kelebihan :      

Ø         Waktu pencitraan lebih cepat

Ø         Flip angle yang kecil memerlukan energi yang sedikit

Ø         Mengurangi SAR

Ø         Dapat dibuat akuisisi 3D

Kekurangan :

Ø      Sulit untuk menghasilkan pembobotan T2 yang baik

Ø      Inhomogenitas medan magnet karena kehilangan signal

Ø      Lebih jelek dengan pengurangan waktu TE

Ø      Terjadinya efek susceptibility

Ø      Terjadinya dephasing pada air dan proton lemak.

4. INVERSION RECOVERY :

Ø      Inversion recovery (IR) merupakan variasi sequence dari SE sequence

Ø      Memberikan gambaran dengan pembobotan T1 yang lebih gelap.

Ø      Basik sequencenya adalah : 180-90-180-180. Waktu yang diperlukan dari aplikasi 180 ke 90 dikenal dengan T1 (time inversion ) atau TAU. Kontras gambar tergantung pada panjang pendeknya T1.

Ø      Jika dilakukan aplikasi RF 90 maka NMV akan berada pada bidang transversal, sehingga kontras gambar tergantung pada longitudinal recovery seperti pada SE. Hasil akhir IR adalah pembobotan T1, de-ngan kontras antara fat dan air yang sangat baik.

Ø      Jika RF pulsa 90 tidak diaplikasikan hingga NMV mencapai recovery penuh, maka akan dihasilkan gambar PD ( tergantung hidrogen proton ), karena lemak dan air sudah recovery penuh semua.

Ø      Setelah aplikasi RF pulse 90, kemudian refocusing dengan RF pulse 180, yang akan menghasilkan spin echo.

Ø      TR adalah waktu antara aplikasi inverting pulse 180. TR biasanya di-pilih 3xT1 agar diperoleh SNR yang baik.

      Penggunaan :

Ø      Untuk menampakkan anatomi dengan heavily T1 daripada SE.

Ø      Dikombinasi dengan FSE untuk mempersingkat waktu.

Ø      Ada dua macam IR yakni :

-         STIR = short tau inversion recovery

-         FLAIR = fluid acquisition inversion recovery.

            Aplikasi :

§         Untuk pemeriksaan abdomen, chest, and MRA

§         Pembuluh darah tampak hiperintens.

5. STIR ( short tau inversion recovery ) :

Ø      Sequncenya 180-90-180, meng-nol-kan fat. Fat tampak gelap pada T1 ( fat biasanya terang pada T1 ).

Ø      Aplikasi :

Umumnya digunakan pada musculoske-letal, orbita, liver, tumor pada tulang. Bila media kontras dimasukkan, jarang dilihat dengan STIR walaupun STIR juga untuk melihat T1,ka-rena kontras akan memperpendek T1 times, yang tissue akan kelihat-an terang. Bila kemudian digunakan STIR maka bagian tersebut akan lebih pendek T1 timesnya sehingga T1 times hampir sama dengan fat, dan akan di-nol-kan dengan STIR. Artinya kontras tidak ada gunanya.

            Parameter :

Ø      Short T1 =150-175 ms

Ø      Short TE = 10-30 ms

Ø      Long TR = 2000 ms+

Ø      Rata-rata Scan time = 5-15 menit. Bila dengan FSE, maka 180-90-echo train 180. Maka waktunya akan lebih singkat.

6. FLAIR ( Fluid Acquisition Inversion Recovery ).

Ø      Basic sequncenya : 180-90-180,fluid nulled.

Ø      Menggunakan long T1 untuk bisa nol kan air karena air nol maka fluid akan nampak gelap pada T2 (biasanya terang pada T2 SE ).

MS plaque  pada brain dan spinal cord tervisualisasi