MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI)

DATA TEKNIS ALAT

Nama Pesawat : Magnetic Resonance Imaging

Merk : Siemens

Tipe : Magnetom Essenza

Produksi : Germany

Tegangan Line : 380 Volt, 3 Fase

Frekuensi Input : 50/60 Hz

Jenis Magnet : Super Knduktif Cryomagnetic

Kekuatan Medan Magnet : 1,5 T

Frekuensi (RF) 21,09 Mhz

PENGERTIAN

MRI (Magnetic Resonance Imaging)   adalah   teknik   diagnostik   yang  menggunakan medan magnet   dan gelombang   radio untuk  menghasilkan   gambar rinci jaringan   lunak tubuh dan tulang. MRI membuat pencitraan tulang dengan menggunakan magnet yang terbentuk di sekitar tubuh untuk  merangsang atom hidrogen. Setelah atom kembali   ke tingkat   rangsang normal,   mereka memancarkan   energi yang terdeteksi   pada scanner. MRI scan umumnya dianggap sebagai studi pencitraan yang terbaik.

Dan berdasarkan dari pengertian secara fisis, MRI adalah suatu alat kedokteran di bidang pemeriksaan   diagnostik   radiologi,   yang   menghasilkan   rekaman   gambar   potongan penampang   tubuh   /   organ  manusia   dengan  menggunakan  medan  magnet   berkekuatan antara 0,064 – 1,5 Tesla (1 tesla = 10000 Gauss) dan resonansi getaran terhadap inti atom hidrogen.

Dasar   dari   pencitraan   resonansi   magnetik   (MRI-Magnetic   Resonance   Imaging)   adalah fenomena resonansi magnetik dari inti benda dimana sebuah inti benda yang dikenai medan meagnet  kemudian  mengasilkan  gambar  benda   tersebut. Resonansi  magnetik   itu   sendiri merupakan getaran inti atom karena adanya penyearahan momen magnetik inti dari bahan oleh medan magnetik  luar  dan rangsangan gelombang EM yang  tepat  dengan frekuensi gerak gasing inti tersebut.

Sebelumnya telah dijelaskan bahwa medan magnet yang digunakan berkekuatan dari 0,064 –   1,5   tesla.   Dari   interval   tersebut,   MRI   dibagi   menjadi   3   macam   yang   ditinjau   dari kekuatanmedan magnetnya :

a. MRI Tesla tinggi ( High Field Tesla ) memiliki kekuatan di atas 1 – 1,5 T

b. MRI Tesla sedang (Medium Field Tesla) memiliki kekuatan 0,5 – T

c. MRI Tesla rendah (Low Field Tesla) memiliki kekuatan di bawah 0,5 T

PRA INSTALASI RUANG MRI

1. Tidak ada tiang / pilar di dalam ruangan magnet.2. Ketinggian ruang magnet sebaiknya 2.8 meter (tidak terhalang balok beton apapun).3. Lantai harus dapat menahan berat lebih dari 17 ton. 4. Area yang akan dilalui magnet saat instalasi juga harus dapat menahan beban 17 ton 

dengan jarak lebar minimal 2.5 mtr dan tinggi 2.5 mtr.5. Area unloading harus sama tinggi dengan ruang magnet.  Harus mampu menahan 

beban 17 ton.6. Ruang  MRI   harus   kosong   /   bebas   dari   tembok   atau   halangan   lainnya   sebelum 

magnet di masukkan.7. Tembok partisi dan interior ruang magnet dipasang setelah magnet berada dalam 

ruang magnet.8. Peralatan yang harus memiliki jarak (atas-bawah, samping-samping) minimal dengan 

magnet9. Kabel listrik besar (PLN)/tiang listrik (> 100 kva) :  >10 meter10. Moving iron11. Troli <50 kg : >5 meter12. Troli pasien 200kg : >7 meter13. Kabel DC dari trem / subway : >50 meter14. Kebutuhan listrik 42 kva, 3 phase 380 volts15. MCCB breaker 63 A (panel untuk MRI)16. Ukuran kabel tembaga 4 core, 50 mm2, dengan jarak ke main panel maksimal 50 

mtr.17. AC split duct min 4 hp/pk / 5 Ton Refrigeration hanya untuk ruang magnet. Min 2 

unit untuk stand by back up

BAGIAN BAGIAN RUANGAN PESAWAT MRI

1. RUANG PEMERIKSAANa. Magnet

Magnet   superkonduktif   yang   digunakan   pada   pesawat   MRI   ini.magnet superkonduktif   mungkin   paling   tidak   dikenal.   Magnet   ini   adalah   suatu magnet   listrik  yang menggunakan suatu kumparan sebagai  materi  dengan suatu   gejala   superkonduktif   terjadi.   Gejala   superkonduktif   adalah   bahwa hambatan   listrik   (electrical   resistance)   dari   suatu   logam  menjadi   nol   bila metal  didinginkan dengan temperature yang sangat rendah (-272°  C),  dan temperature   pada   saat   tersebut   disebut   temperature   kritis   (critical temperature)   Tc.   Hambatan   listrik  menjadi   nol   berarti   bahwa   suatu   arus besar dapat mengalir dengan memakai tegangan (voltage) rendah beberapa volt.

Ciri-ciri sistem MRI dengan magnet superkonduktif adalah sebagai berikut: Pemakaian   daya   listrik   sangat   rendah  dibandingkan  dengan   sistem 

magnet kumparan. Medan magnet  yang kuat  dapat  dihasilkan karena arus  listrik  yang 

cukup besar dapat dialirkan. Untuk mendapatkan temperatur yang sangat rendah, kumparan harus 

dicelupkan ke dalam helium cair (-272° C). Magnet  superkonduktif  memerlukan biaya daya  listrik  yang rendah 

daripada magnet kumparan untuk mendapatkan medan magnet yang kuat,   yang  membuat  magnet   superkonduktif   lebih  berguna,   tetapi masalahnya adalah helium cair yang dibutuhkan untuk mendinginkan kumparan.

Kekurangan dengan menggunakan helium cair adalah sebagai berikut: Tidak mudah untuk menangani Harga helium cair sangat mahal Helium cair menguap pada kecepatan 0,6 sampai 0,7 liter/jam Penggunaan kembali helium gas sesudah penguapan adalah sulit

b. Meja pasienMeja pasiendibuat dari bahan non magnet. Pergerakan meja ke arah vertikal dan horizontal dikontrol oleh mikroprosessor. Pada saat emergency seperti kerusakan   pada   supply   listrik,  meja   dapat   dan   dengan  mudah   digerakan manual oleh tangan sedangkan pergerakan motor diontrol dikontrol secara manual  melalui  2   saklar  panel  dan  pad   switch  yang   terdapat  pada  cover magnet.

c. Sangkar faradaySangkar   faraday   digunakan   sebagai   flter   untuk   mencegah   terjadinya interferensi medan magnet dari dalam ruagan magnet maupun dari luar ke dalam ruangan.  Sangkar faraday  ini  mempunyai  6 sisi   ruang yaitu sisi  kiri-kanan, sisi depan-belakang dan sisi atas-bawah

2. RUANG OPERATORa. Operating console

Ruang operating console merupakan bagian dari sistem MRI yang berfungsi untuk mengontrol kerja dari MRI.

b. Patient monitorBerfungsi untuk melihat kondisi pasien dari luar ruang pemeriksaan. Patient monitor disini menggunakan CCTV yang dihubungkan ke monitor.

3. RUANG TEKNIKa. Sistem pendingin(chiller)

Sistem  pendingin   ini   digunakan  untuk  mendinginkan   ruang  pemeriksaan beserta   komponen-komponen   di   dalamnya,   ruang   operator   dan   ruang teknik itu sendiri.

b. Kompresor helium Kompresor   helium   ini   fungsinya   agar   menjaga   suhu   pada   magnet superkonduktif tetap dalam keadaan stabil -272⁰C atau 0⁰K.

c. rf data cabinetberfungsi mengolah data dan mengatur komunikasi dari komputer e mesin yang   lain   atau   dari   frekuensi   yang   di   tangkap   receiver   coil.   Frekuensi tersebut di masukkan ke RF data kemudian data ii di terjemahkan ke bentuk digital.

d. Amplifier data cabinetBerfungsi memperkuat sinyal dari radio frekuensi yang di tembakkan oleh MRI

SEJARAH

P  ada tahun 1946   , Felix Bloch dan Edward Purcell menemukan teori Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

Pada   tahun   1971   ,   Raymond   Vahan   Damadian  menemukan   kegunaan  Magnetic Resonance   Imaging   (MRI)   untuk   membedakan   jaringan   normal   dan   jaringan abnormal / tumor pada spesimen hewan percobaan

Pada   tahun   1977   ,   Raymond   Vahan   Damadian   untuk   pertama   kali   menerbitkan makalah hasil penelitiannya tentang rekaman MRI pada makhluk hidup.

Pada tahun 1981,     pesawat Magnetic Resonance Imaging (MRI) untuk pertama kali dipergunakan untuk pemeriksaan tubuh di Hammersmith Hospital di London, Inggris

Pada akhir   tahun 1982   ,  pesawat Magnetic Resonance  Imaging  (MRI)  mulai   ramai digunakan di rumah sakit besar, terutama di Amerika dan Eropa

PRINSIP DASAR

Struktur atom hidrogen dalam tubuh manusia saat diluar medan magnet mempunyai arah yang acak dan tidak membentuk kesimbangan

Saat diletakkan dalam alat MRI (gantry), maka atom hidrogen akan sejajar dengan arah medan magnet

Saat diberikan frekuensi radio, maka atom hidrogen akan mengabsorpsi energi dari frekuensi radio. Akibat dari bertambahnya energi, atom hidrogen akan mengalami pembelokkan.   Besarnya  pembelokkan   arah  dipengaruhi   oleh  besar   dan   lamanya energi frekuensi radio yang diberikan

Sewaktu   frekuensi   radio   dihentikan  maka   atom   hidrogen   akan   sejajar   kembali dengan arah medan magnet. Pada saat kembali inilah, atom hidrogen memancarkan energi yang dimilikinya

Energi   yang   berupa   sinyal   tersebut   dideteksi   oleh   detektor   yang   khusus   dan diperkuat.   Selanjutnya,   komputer   akan   mengolah   dan   merekonstruksi   gambar berdasarkan sinyal yang diperoleh

BAGIAN BAGIAN ALAT

Komputer Utama (host computer), berfungsi uuntuk menjalankan program aplikasi MRI.   Program   aplikasi   ini   bertugas   untuk   mengoperasikan   sistem   MRI   secara keseluruhan, mendaftarkan pasien, menentukan parameter-parameter pengukuran, serta untuk mengolah, menampilkan, dan menyimpan citra MRI

Pemroses Citra (Image Processor), berfungsi untuk melakukan rekonstruksi citra dan melakukan fungsi post processing. Data mentah (raw data) akan diproses menjadi citra MRI oleh komputer pengolah citra ini

Unit  Kendali  Pengukuran (Measurement  Control),  berfungsi  untuk mengendalikan unit frekuensi radio (RF), gradien magnet, dan sistem akuisisi data selama melakukan pengukuran

Rf Power Amplifier,  berfungsi  untuk memperkuat sinyal  RF (   frekuensi radio) dari pemancar  untuk dipancarkan kebagian tubuh yang diperiksa melalui  antenna/koil pemancar.

Sistem   Gradien  Magnet,  terdiri   dari   gradient   amplifier   dan   gradient   coil   yang berfungsi untuk membangkitkan gradient magnetic dalam arah sumbu x, y, dan z.

Unit Catu Daya Shim (Shim Power Supplay Unit),  berfungsi untuk membangkitkan arus listrik untuk koil shim.

Laser Camera  atau  Imager,  berfungsi untuk mencetak citra hasil pemeriksaan MRI pada film.

Sistem Magnet,  terdiri   dari  magnet,  magnet   supervision   (MSUP),   dan   catu  daya magnet   yang   digunakan   untuk  membangkitkan  medan  magnet   atau  mematikan medan magnet

Sistem Pendingin,  untuk mendinginkan cold head dan komponen komponen yang berdaya tinggi   seperti penguat  daya  frekuensi   radio,  penguat  daya gradient,  dan kumparan gardien dalam magnet.

Sangkar Faraday  atau  Rf Shielding  adalah ruang dimana magnet dan meja pasien diletakan.  Juga berfungsi  untuk mencegah sinyal  radio  lain masuk kedalam ruang pemeriksaan yang dapat mengganggu jalannya proses pemeriksaan.

Kumparan   Frekuensi   Radio   (Rf   Coils)  adalah   koil   local   yang   berfungsi   sebagai pemancar sekaligus penerima sinyal RF.

BLOK DIAGRAM MRI DAN CARA KERJANYA

Pesawat MRI dinyalakan, ketika itu akan timbul medan magnet dari tegangan listrik.

Pasien yang berada di dalam pesawat MRI pada mulanya mempunyai susunan atom hydrogen yang acak, akan berubah menjadi teratur. Fase ini disebut Fase Presesi.

Setelah atom hydrogen dalam tubuh pasien teratur, menyusul setelahnya pemberian frekuensi   radio   (RF)   pada   tubuh   pasien.   Hal   ini   menyebabkan   atom   hydrogen menyerap energi dari gelombang RF,   sehingga atom hydrogen pun termagnetisasi kearah transversal. Fase ini disebut Fase Resonansi.

Gelombang RF kemudian dihentikan, sehingga atom hydrogen akan kembali ke posisi awalnya   sambil   melepaskan   sinyal-sinyal   elektromagnetik   yang   didapatkan   dari gelombang  RF  pada   fase   sebelumnya.   Fase   ini   disebut  Fase  Relaksasi.    Fase   ini terbagi menjadi dua yaitu; fase relaksasi T1 (waktu awal) dan fase relaksasi T2 (waktu akhir).

Sinyal elektromagnetik tersebut kemudian di terima oleh antenna penerima. Sinyal tersebut kemudian diubah menjadi sinyal listrik kembali (tegangan listrik) kemudian di kirim ke komputer, dan diproses sehingga sinyal listrik tersebut berubah menjadi gambar.

MAGNET SISTEM

Didalam system MRI magnet utama yang menghasilkan kuat medan yang besar dan sangat homogeny merupakan komponen yang amat penting. Ada 3 macam magnet yang dapat digunakan dalam pesawat MRI, yaitu :

1. Magnet Permanen (terbuat dari bahan besi, fernite, atau baja yang bersifat sebagai magnet tetap)

2. Magnet Resistif (arus listrik searah dialirkan kumparan sehingga dihasilkan medan magnet listrik)

3. Magnet Super Konduktor (hampir sama dengan magnet resistif, hanya saja terbuat dari bahan niobium-titanium atau niobium-seng).

SISTEM PENDINGIN (COOLING SYSTEM)

1. Cryosheilding  :  magnet  superkonduktor  dengan pendingin  sekunder  nitrogen cair (LN2)

2. Refrigerator  :  magnet   superkonduktor   yang   dilengkapi   dengan   “cold   head”   dan helium kompresor sebagai pendingin sekundernya.

3. Re-liquifier  : helium yang menguap akan dicairkan kembali oleh suatu system daur ulang dan akan digunakan lagi sebagai pendingin.

MAGNETIC SHIELD YANG DIGUNAKAN

1. Unsheilded : medan magnet diluar magnet utama tidak dikompensasi.

2. Passive shielded : medan magnet diluar medan magnet utama dikompensasi dengan menggunakan bahan besi (iron shielded)

3. Active Shielded  : medan magnet di luar area medan magnet utama dikompensasi dengan   kumparan   lain   yang   membangkitkan   medan   magnet   melawan   medan maghet tersebut.

GRADIENT COIL1. Koil gradien dipakai untuk membangkitkan medan magnet  gradien yang berfungsi 

untuk  menentukan  irisan,  pengkodean  frekuensi,  dan pengkodean fase.  Terdapat tiga medan yang saling tegak lurus, yaitu bidang x,y, dan z.

2. Gradien koil X untuk membuat citra potongan sagital, gradien koil Y untuk membuat citra potongan koronal, dan  gradien koil Z untuk membuat citra potongan aksial. Bila gradien koil X, Y dan Z bekerja secara bersamaan maka terbentuk potongan oblik.

RADIO FREKUENSI

1. Koil radio frekuensi ( RF Coil ) terdiri dari 2 yaitu koil pemancar dan koil penerima. 2. Koil pemancar berfungsi untuk memancarkan gelombang radio pada inti yang 

terlokalisir sehingga terjadi eksitasi, sedangkan koil penerima berfungsi untuk menerima sinyal output setelah proses eksitasi terjadi.

3. Koil RF dirancang untuk sedekat mungkin dengan obyek agar sinyal yang diterima memiliki amplitudo besar.

MANFAAT PEMERIKSAAN DENGAN MRI

MRI  menciptakan   gambar   yang   dapat  menunjukkan   perbedaan   sangat   jelas   dan   lebih sensitive untuk menilai anatomi jaringan lunak dalam tubuh, terutama otak,.sumsum tulang belakang,  susunan saraf  dibandingkan dengan pemeriksaan x-ray biasa maupun CT scan Juga jaringan lunak dalam susunan musculoskeletal seperti otot, ligament, tendon, tulang rawan,   ruang   sendi   seperti   misalnya   pada   cedera   lutut   maupun   cedera   sendi   bahu. Pemeriksaan  lain yang dapat dilakukan dengan MRI yaitu evaluasi  anatomi dan kelainan dalam rongga dada, payudara , organ organ dalam perut, payudara, pembuluh darah, dan jantung. Pada umumnya struktur tulang akan dapat lebih diteliti dengan lebih baik dengan CT scan daripada dengan MRI. Selain itu, MRI Jika telah melakukan  Sofware Updates akan mampu  melakukan  pemeriksaan   3D  Hearts   dan  MRI   Touch.   Bagi   pasien   yang  memiliki kelaianan pada organ jantung, MRI 3D Hearts mampu menganalisa  lebih detail  dan jelas sehingga dokter mampu mediagnosis penyakit lebih tepat dan akurat. Sedangkan MR Touch digunakan untuk menganalisa kkerasan pada hati sehingga seorang dokter mampu menilai dan  memberikan   terapi   yang   tepat   serta  meminimalkan   resiko   infeksi   akibat   tindakan pemeriksaan lainnya.

KEAMANAN PADA PENGGUNAAN MRI

Prosedur MRI tidak menimbulkan sakit, kerusakan jaringan dan sebagainya. Namun karena berada   di  medan  magnet   yang   besar,pada   saat   pemeriksaan   berlangsung   akan   dapat menarik  benda-benda  yang bersifat   logam,  dan menyebabkan tempatnya  bergeser   .Bisa dibayangkan jika letaknya di dalam tubuh maka akan dapat melukai pasien. Oleh karena itu sangatlah   penting   diingatkan   kepada   pasien   untuk  melepas   benda-benda   yang   bersifat logam sebelum pasien menjalani pemeriksaan MRI. Fasilitas MRI tentu saja mengharuskan operator atau staf radiologi untuk mengetahui keberadaan benda-benda logam di dalam tubuh  dengan  menanyakan   riwayat  operasi   atau   riwayat  kesehatan  pasien   sebelumnya. Benda-benda logam yang ditanamkan di dalam tubuh (implant) antara lain dapat berupa clip pada operasi aneurisma, pacemaker pada jantung, alat bantu dengar (hearing-aid), gigi palsu, dan sebagainya. Pada pasien dengan keadaan-keadaan tersebut diatas prosedur MRI dapat dibatalkan karena takut akan melukai pasien.

KELEBIHAN PENGGUNAAN MRI

Kelebihan  MRI  berbanding  peralatan   lain   ialah  gambar  yang  dihasilkan   lebih   jelas   serta dapat dilihat dari berbagai sisi tanpa melibatkan pengunaan radiasi, memberikan hasil tanpa perlu  mereposisi  pasien,  tidak menggunakan kontras  untuk  sebagian besar  pemeriksaan MRI.   Fasilitas  MRI   dilengkapi   dengan   kemampuan   untuk  menilai   fungsi   organ   tertentu secara  dinamik   (Functional MRI),  untuk  menilai  distribusi  darah baik  di  otak  maupun di jantung  (Perfusion Imaging)  serta melihat metabolisme yang ada didalam sebuah tumor (Spectroscopy Imaging).

PERSYARATAN DAN PERALATAN YANG HARUS DILAKUKAN DAN DI SIAPKAN SEBELUM PEMERIKSAAN MRI

Tidak ada persiapan khusus untuk pemeriksaan MRI. Hanya saja pasien akan diminta untuk melepaskan beberapa benda-benda logam seperti :

dompet, kartu kredit, dam kartu-kartu lainnya

peralatan elektronik seperti telepon genggam

alat bantu pendengaran (hearing-aid)

perhiasan atau jam tangan

ballpoint, klip kertas, kunci, dan koin

ikat rambut ,bulu mata palsu

baju yang memiliki kancing logam / resleting logam

sepatu, sabuk, pin, dsb.

Sebelum prosedur MRI pasien akan diminta untuk mengisi kuesioner / selembar kertas mengenai keadaan pasien sebelum dilakukan pemeriksaan MRI. Selain itu pasien akan ditanyakan juga riwayat kesehatan atau operasi sebelumnya.

Seperti   pada   pemeriksaan   CT   scan   dan   Radiologi   lainnya,   kadang   kadang   dokter memerlukan   penyuntikan   kontras   media   intra   vena   pada   kasus   tertentuk   untuk memperjelas kelainan yang ada didalam tubuh .Untuk hal ini pasien diharapkan puasa untuk   tidak   makan   padat   4   jam   sebelum   pemerikaan.   Dan   untuk   menghindari kemungkinan   risiko   penyuntikan   kontras   intravena   terhadap   gangguan   fungsi   ginjal, maka   diperlukan   penilaian   funksi   ginjal   (cek   ureum  dan   creatinine   darah)   sebelum pemeriksaan dilakukan.

MRI  dilakukan di   ruangan khusus  dan pasien akan diminta  oleh staf   radiologi  untuk berbaring   didalam  meja   pemeriksaan.   Selanjutnya   dipasang   penutup   telinga   untuk mengurangi bunyi mesin yang tidak diinginkan (beberapa jenis suara akan terdengar dari mesin selama pemeriksaan berlangsung).

Hal  penting  yang  harus  dilakukan  oleh  pasien  adalah  berbaring  dengan   tenang  dan relaks.   Pemeriksaan  MRI   biasanya   berlangsung   antara   20-60  menit   tergantung   dari bagian tubuh mana yang akan diperiksa.

Saat  pemeriksaan berlangsung petugas  MRI  akan dapat  berkomunikasi  dengan Anda dapat  mendengar   Anda,   serta  mengobservasi   Anda   setiap   saat.   Segera   sampaikan kepada   petugas  MRI   jika   ada   perasaan   yang   tidak   nyaman   pada   saat   pemeriksaan berlangsung. Setelah prosedur MRI selesai, Anda dapat melakukan aktivitas normal.