Kelompok 1 (Cara Kerja Dan Komponen Mri) [PDF]

Citation preview

TUGAS MODUL MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI)



Praktikum 1 : Prinsip Kerja MRI dan Komponen MRI Disusun Oleh : Nur Rizki Citra Pamungkas Divo Kalama Nur Amalia Mega Utami Elvira Damayanti



(1910505004) (1810505032) (1910505003) (1910505004) (1910505005)



PRODI D3 RADIOLOGI FAKULTAS ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS ‘AISYIYAH YOGYAKARTA 2020 Pengertian MRI



Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah pencitraan resonansi magnetik atau mesin MRI adalah alat diagnostik kuat yang menggunakan magnet superkonduktor yang kuat dan gelombang radio untuk menghasilkan gambar jaringan lunak tubuh, di sini kita akan melihat persis bagaimana medan magnet berinteraksi dengan tubuh untuk membuat gambar-gambar tubuh manusia sebagian besar terdiri dari molekul air untuk h2o sehingga mengandung banyak atom hidrogen atom ini bereaksi dengan cara yang sangat berguna untuk MRI utama memancarkan inti dari setiap atom hidrogen adalah proton bermuatan positif yang berputar di sekitar sumbu seperti planet Bumi MRI pada awalnya Ditemukan oleh 2 fisikawan pada tahun 1946 yaitu Felix Bloch dan Edward Mills Purcell. Gambar klinis pertama diperolleh pada tahun 1977 oleh Paul Lauterbur dan Peter Mansfield Raymond Damadian MRI memiliki dua komponen yang penting yaitu medan magnet dan gelombang elektromagnetik. MRI menggunakan medan magnet dan radiofrekuensi. Tidak seperti X-Ray atau CT yang menggunakan radiasi pengion Densitas fluks magnet yang diukur dalam Tesla (T). Medan magnet yang digunakan pada MRI jauh lebih besar dari medan magnet bumi yaitu 1.5 – 3 T sedangkan energi medan magnet yang alami ada dibumi yaitu hanya sebesar 0.00005 T. MRI memanfaatkan efek yang ditimbulkn medan magnet terhadap spin – spin yang ada pada proton dan karena tubuh manusia terdiri dari 70% air atau H2O MRI mengandalkan properti magnetic dari atom hydrogen tersebut untuk menghasilkan gambar. Inti hydrogen dari setiap proton memiliki spin dan spin ini akan menghasilkan medan magnet yang kita namakan dengan momen magnetik



Atom hydrogen memiliki arah momentum magnetik yang random ketika tidak ada medan magnet



Beberapa faktor kelebihan yang dimilikinya, terutama kemampuannya membuat potongan koronal, sagital, aksial dan oblik tanpa banyak memanipulasi posisi tubuh pasien sehingga sangat sesuai untuk diagnostik jaringan lunak. Teknik penggambaran MRI relatif kompleks karena gambaran yang dihasilkan tergantung pada banyak parameter. Bila pemilihan parameter tersebut tepat, kualitas gambar MRI dapat memberikan gambaran detail tubuh manusia dengan perbedaan yang kontras, sehingga anatomi dan patologi jaringan tubuh dapat dievaluasi secara teliti. Untuk menghasilkan gambaran MRI dengan kualitas yang optimal sebagai alat diagnostik, maka harus memperhitungkan hal-hal yang berkaitan dengan teknik penggambaran MRI, antara lain : a. Persiapan pasien serta teknik pemeriksaan pasien yang baik b. Kontras yang sesuai dengan tujuan pemeriksaanya c. Artefak pada gambar, dan cara mengatasinya d. Tindakan penyelamatan terhadap keadaan darurat. Cara Kerja MRI   Seperti yang kita ketahui bahwa Tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air ( H2O) yang mengandung 2 atom hydrogen yang memiliki no atom ganjil ( 1) yang pada intinya terdapat satu proton. Inti hydrogen merupakan kandungan inti terbanyak dalam jaringan tubuh manusia yaitu 1019 inti/ mm3 , memiliki konsentrasi tertinggi dalam jaringan 100 mmol/ Kg dan memiliki gaya magnetic terkuat dari



elemen lain. Dalam aspek klinisnya, perbedaan jaringan normal dan bukan normal didasarkan pada deteksi dari kerelatifan kandungan air ( proton hydrogen ) dari jaringan tersebut. Sehingga melalui MRI dapat diketahui apakah di dalam tubuh pasien terdapat kanker yang notabene merupakan jaringan tidak normal dalam tubuh manusia.       Berdasarkan dari kondisi yang ada maka, prinsip dasar dari cara kerja suatu MRI adalah Inti atom Hidrogen yang ada pada tubuh manusia (yang merupakan kandungan inti terbanyak dalam tubuh manusia) berada pada posisi acak (random), ketika masuk ke dalam daerah medan magnet yang cukup besar posisi inti atom ini akan menjadi sejajar dengan medan magnet yang ada. Kemudian inti atom Hidrogen tadi dapat berpindah dari tingkat energi rendah kepada tingkat energi tinggi jika mendapatkan energi yang tepat yang disebut sebagai energi Larmor.             Ketika terjadi perpindahan inti atom Hidrogen dari tingkat energi rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi akan terjadi pelepasan energi yang kemudian ini menjadi unsur dalam pembentukan citra atau dikenal dengan istilah Free Induction Decay (FID). Secara sederhana prinsip tadi dapat dilihat pada gambar di bawah ini :



Kemudian perilaku atom Hidrogen lainnya ketika masuk kedalam daerah medan magnet yang cukup besar adalah dia akan melakukan presisi ketika di dalam medan magnet tadi diberikan lagi medan magnet pengganggu yang frekuensinya dapat diubah-ubah sehingga dengan peristiwa tersebut dapat dihasilkan signal FID yang akan dirubah kedalam bentuk pencitraan. Hal ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini :



Secara ringkas, proses terbentuknya citra MRI dapat digambarkan sebagai berikut: Bila tubuh pasien diposisikan dalam medan magnet yang kuat, inti-inti hidrogen



tubuh



akan



searah



dan



berotasi



mengelilingi



arah/vektor medan magnet. Bila signal frekuensi radio dipancarkan melalui tubuh, beberapa inti hidrogen akan menyerap energi dari frekuensi radio tersebut dan mengubah arah, atau dengan kata lain mengadakan resonansi. Bila signal frekuensi radio dihentikan pancarannya, inti-inti tersebut akan kembali pada posisi semula, melepaskan energi yang telah diserap dan menimbulkan signal yang ditangkap oleh antena dan kemudian diproses computer dalam bentuk radiograf.  Komponen MRI



1. Primary magnet Primary magnet memiliki berkekuatan sangat tinggi, yang berfungsi untuk menimbulkan medan magnet yang sangat kuat.



Medan primer ini terbentuk dari adanhya magnet superkonduktor yang memberikan medan magnet konstan yaitu 1,5 – 3 T, Atom hydrogen memiliki arah momentum magnetik yang terarah ketika mendapatkan medan magnet dari luar. Arah – arah spin medan magnet tersebut akan ada yang mengarah ke bagian atas (spin up) dan ada yang terarah ke bagian bawah (spin down) Spin atom hidrogen yang searah dengan medan magnet primer (spin up) (low energy) memiliki energi yang lebih rendah daripadan spin-spin yang arahnhya berlawanan dengan medan magnet primer (spin down) (low energy) lebih banyak daripada anti. Jumlah spin up lebih banyak dari spin down. Ketika spin proton sudah terarah pralel/anti paralel akibat adanya medan magnet primer



spin proton tersebut tidak diam tetapi harus



berputar memutari z-axis dari medan magnet primer hal ini disebut dengan presesi, sedangkan laju resensi tersebut disebut frekuensi larmor



Ketika proton tersebut sedang berputar atau berpresesi bersamaan disebut dengan in phase, ketika proton berpresesi secara



berpisah disebut out of phase, Frekuensi larmor dari suatu spin proton ini berubah – rubah secara dinamis tergantung dengan kekuatan dari medan magnet tersebut sebagi contoh, ketika medan magnet tersebut berkekuatan 1,5 T maka frekuensinya akan menjadi 63,9 MHz. Inti atom dengan massa atom atau nomor atom ganjil, mengalami gerakan berputar pada porosnya dan mengikuti sumbu, disebut spin. Ketika dia berputar pada porornya dia menghasilkan energi magnetisation sehingga dia sinkron dengan magnet eksternal Bo dan menghasilkan precession.



Persamaan Larmor: Precessing freq = Bo (T) x Gyromagnetic ratio (Mhz) Frekuensi larmor Hydrogen = 42.57 MHz (1T) 1.5 T = 63.86 MHz 0.5 T = 21.28 MHZ



2. Gradient magnet/ Gradient coil



Gradient magnet/ Gradient coil adalah magnet yang kekuatannya tidak terlalu tinggi, yang berfungsi untuk membedakan arah dari komponen magnet itu sendiri Gradient coil berfungsi untuk menghasilkan medan magnet sekunder. Gradient coil ini berfungsi untuk mengubah arah dari medan magnet primer, gradient coil terdapat sumbu X, Y dan Z. Gradient coil pada MRI menyebabkan suara nyaring.



Gradient coil mengubah kekuatan dari medan magnet primer dengan cara mengubah frekuensi presensi antar slice dan lokalisasi sumbu x, y, z yang disebut encoding spasial dari gambar MRI.



Keterangan: Z gradient:



gambar Axial



Y gradien =



gambar coronal



X gradient =



gambar sagital



3. Radiofrequency (RF) coils Radiofrequency (RF) coils berfungsi untuk memberikan glombal elektromagnetik dan menerima sinyal di MRI. Terdapat banyak disain untuk mengoptimalkan pencitraan dan menyesuaikan bentuk tubuh contohnya radiofrequency (RF) coils untuk kepala, badan , lutut, bahu, dada dll. Kemudian unuk meningkatkan kualitas gambar kita dapat memperkecil SNR dengan cara mengatur kekuatan dari radiofrequency coils. 4. Computer system Radiofrequency (RF) coils komputer sistem untuk membuat gambar. Signal yang didapatkan dari pasien berupa arah sinyal kemudian arah RF signal akan dihubah dalam bentuk digital melalui analog to digatal conversion kemudian diubah dengan transformasi courier sehingga akan menghasilkan gambar pasien yang diinginkan.



Sumber Materi: https://youtu.be/tt1CtR7DZY0



https://youtu.be/kmfmGhI8l9E