DASAR-DASAR MRI DISUSUN OLEH: HENDRANA TJAHJADI, ST 2007

Transkripsi

1 DASAR-DASAR MRI DISUSUN OLEH: HENDRANA TJAHJADI, ST 2007

2 PENDAHULUAN NMRI atau MRI? Magnetic Resonance Imaging (MRI) merupakan teknik pencitraan yang digunakan untuk menghasilkan citra dalam tubuh manusia dengan kualitas tinggi. Prinsip dasar dari MRI berasal dari Nuclear Magnetic Resonance (NMR) yaitu teknik yang menggunakan spectrum untuk mendapatkan informasi microscopic kimia maupun fisika dari suatu molekul. Teknik pencitraan tersebut pada awalnya dikenal dengan Nuclear Magnetic Resonance Imaging (NMRI).Tetapi disebabkan oleh konotasi negative dengan kata Nuclear pada era 70 an maka kata tersebut dihilangkan

3 Perkembangan MRI Data yang didapat pada tahun 2003 kira-kira baru terdapat unit MRI di seluruh dunia dan diperkirakan terjadi 75 juta MRI scans per tahun dihasilkan. Sedangkan di Indonesia baru terdapat dibawah dibawah angka 20 unit dibandingkan dengan populasi X-ray, USG dan CT sangatlah rendah. Hal ini membuka peluang untuk lulusan ATEM dan APRO dalam mengusai teknologi MRI karena diperkirakan perkembangannya kedepan sangatlah pesat. Selain dari itu sejarah MRI masih muda disbanding dengan X-Ray yang dimulai pada abad 18. Mempelajari MRI kita dapat melihatnya dari beberapa disiplin Ilmu diantaranya : Kimia, Fisika, Elektro, Kedokteran dan IT.

4 Hardware MRI

5 Magnet Magnet pada MRI mempunyai fungsi sebagai penentu kualitas image, semakin besar kuat medan magnet semakin besar spectrum atom yang dapat diolah sehingga gambar semakin tajam.sesuai dengan rumus Larmor: F=Frekwensi resonansi γ= gyromagnetic ratio F=γBo Bo=Medan magnet Namun besarnya medan magnet untuk aplikasi medis dibatasi hanya sampai 2 Tesla, sedangkan untuk riset yang menggunakan tubuh manusia dibatasi sampai 3 Tesla. Selain untuk keamanan kalau magnet terlalu besar kontras yang dihasilkan tidak bagus karena terdapat peristiwa yang dikenel dengan chemical shift artifact.

6 1.Magnet Permanent Keuntungan utama dari magnet permanent ini adalah tidak membutuhkan supply listrik untuk magnetisasinya, oleh karena itu biaya pengoperasiannya relative rendah. Arah medan magnet utama (Bo) dari selatan ke utara atau dari bawah ke atas sehingga dapat digunakan untuk open configurasi. Kelemahannya kekuatan medan magnet kecil dan tidak merata sehingga kualitas gambar rendah.sedangkan dari segi fisik sangat berat.

7 2. Elektromagnet Kuat medan magnetnya tergantung dari banyaknya dan diameter kawat gulungan,juga besarnya arus listrik pada kawat tsb. Sesuai dengan rumus solenoidal electromagnet: Bo = 2Π k N (I/R) Bo= besar kuat medan magnet I = arus k = konstanta N = banyaknya lilitan R= panjang lilitan Untuk menghasilkan medan magnet yang besar dibutuhkan banyak kawat yang dibuat pararel. Namun pada MRI tidak mungkin dibuat susunan kawat pararel, untuk menghasilkan efek yang sama maka satu kawat dibuat menjadi suatu lilitan. Keuntungannya; magnet dapat di hidup atau dimatikan secara langsung, kekuatan medan magnet lebih besar dari permanent.secara fisik rimgan Kelemahannya; membutuhkan daya listrik yang besar, suhu disekitar magnet sangat panas.

8 3. Magnet Superkonduktor Kelemahan dari system elektromagnetik adalah adanya nilai tahanan pada kawat lilitan sehingga membutuhkan daya yang besar.untuk menhilangkan tahanan maka bahan kawat diganti dari jenis superkonduktor.pada superkonduktor nilai tahanan adalah nol. Saat ini MRI menggunakan superkonduktor Nb-Ti (Niobium Titanium) yang bersifat superkonduktor pada suhu Helium cair (- 273 C).

9 Untuk tetap bersifat superkonduktor maka lilitan harus tetap terendam helium cair, apabila volume helium cair dibawah standart yang ditetapkan maka akan terjadi peristiwa Quench. Pada Quench terjadi pelepasan arus didalam lilitan sehingga magnet akan hilang, selain itu juga terjadi perubahan helium cair menjadi helium gas. Perlu diketahui apabila 1 liter helium cair menjadi gas akan menghasilkan 6 liter gas helium, sedangkan didalam tangki MRI terdapat sekitar 1400 liter helium cair untuk itu disediakan saluran keluar untuk Quench. Quench sangat dihidarkan karena apabila terjadi maka sama dengan membeli baru MRI.Namun Quench dapat digunakan untuk alasan keselamatan apabila terjadi keadaan pasien terhimpit oleh metal (tabung gas) dan dapat membahayakan nyawanya maka Quench harus diaktifkan.

10

11 Gradient Coil Pada setiap MRI memiliki magnet kedua dengan nama gradient coil. Gradient coil termasuk jenis electromagnet yang berfungsi untuk membuat irisan atau potongan tubuh.terdiri dari 3 arah yaitu x, y dan z. Arus untuk gradient dihasilkan oleh gradient amplifier sebesar 250 A.Letaknya didalam gantry.

12 Receiver Coil Digunakan untuk menerima sinyal FID dengan kata lain berfungsi sebagai antenna ditempatkan sesuai dengan organ tubuh yang ingin diambil gambarnya. Seperti : Head coil, Knee coil, Neck coil dll.

13 Cold Head Helium akan tetap menguap dan tidak tergantung oleh banyaknya pemakaian MRI. Dipakai atau tidaknya MRI, Helium tetap menguap. Untuk mengurangi jumlah penguapan helium maka digunakan cold Head.

14 Sangkar Faraday MRI menggunakan RF yang dapat menggangu peralatan elektronik disekitarnya demikian pula peralatan elektronik disekitarnya dapat mengganggu MRI.Untuk mengatasi masalah itu maka di buatlah sangkar faraday. Gantry beserta kelengkapannya diletakan didalam sangkar faraday. Sangkar faraday berfungsi ssebagai antenna bagi frekuensi dari dan menuju MRI. Terbuat dari tembaga yang disekitarnya terhubung dengan ground sehingga frekwensi yang tertangkap langsung menuju ground

15 Console Merupakan tempat operator mengendalikan MRI. Untuk melaksanakan komunikasi antara computer dengan MRI mengunakan LAN.

16 Pengisian Helium Untuk Magnet superkonduktor diperlukan pengisian helium yang dilaksanakan secara berkala. Peralatan yang dibutuhkan : Deware helium cair isi liter Helium gas dg kemurnian 99,999 % Transfer line Helium reffil tools kit

17

18 Quality Control MRI memerlukan pemeriksaan berkala sehubungan dengan kualitas gambar, oleh karena itu disediakan phantom. Dalam pengecekan kita menggukur signal to noise ratio.

19

20 PROSES PENCITRAAN MRI

21 PROSES PENCITRAAN MRI Pada bagian ini kita akan membahas bagaimana MRI dapat menghasilkan image tanpa terjadi radiasi pengion. MRI menggunakan Radio Frekwensi untuk menghasilkan gambar, tidak seperti CT yang menggunakan X-Ray sebagai sumber penghasil gambar. Komposisi software MRI lebih dominan dibandingkan dengan hardwarenya. Untuk mempermudah pemahaman kita tentang MRI kita dapat menganalogikan dengan prinsip kerja pemacar dan penerima radio. Setiap pemancar atau stasiun radio memiliki frekwensi sendiri. Demikian juga dengan atom dalam tubuh kita dari hasil penelitian apabila setiap atom masuk kedalam medan magnet maka atom tersebut memancarkan frekwensi yang berbeda dengan yang lainnya. Larmor adalah penemu dari peristiwa tersebut maka frekwensi atom tsbt dikenal dengan frekwensi Larmor. Rumus Larmor : F=γBo F=Frekwensi resonansi Larmor Bo=Medan magnet γ= gyromagnetic ratio

22 Gyromagnetic mewakili frekwensi atom per 1 tesla. Namun karena tubuh kita sebagian besar terdiri dari hydrogen. Maka sebagai basic frekwensi MRI diambil dari gyromagnetic H yaitu 42 Mhz/Tesla. Sebagai contoh frekwensi yang dipancarkan MRI 0.5 T adalah 21Mhz. Kembali ke analogi kita, misalkan kita ingin mendengarkan siaran radio A maka kita harus tahu berapa frekwensi radio tersebut sama hal apabila kita ingin mendapatkan image dari tubuh, kita harus tahu frekwensi Hidrogen.Setelah mengetahui frekwensi tentunya kita akan melaksanakan Tuning pada radio penerima kita. Tuning diarahkan ke frekwensi stasiun A.Sama halnya dengan MRI untuk menyamakan frekwensi penerima dengan pemancar pada MRI terdapat bagian dinamakan Tuning dan Matching Box.