MRI (Magnetic Resonance Imaging)

 Sejarah MRI

Penemuan MRI merupakan terobosan yang sangat penting dalam kedokteran modern yang ditemukan oleh dr. Raymond Damadian dan Sejawatnya Minkoff dan Goldsmith pada tanggal 3 Juli 1977 yang menandai tonggak sejarah pemeriksaan MRI pertama pada manusia setelah dilakukan penelitian selama 7 tahun.

Awalny Pada tahun 1946, Felix Bloch dan Purcell mengemukakan teori bahwa inti atom bersifat sebagai magnet kecil dan inti atom membuat spinning dan processing. Dari hasil penemuan kedua orang tersebut maka lahirlah alat Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectrometer yang penggunaanya terbatas pada kimia saja.

Setelah lebih dari sepuluh tahun, Raymond Damian bekerja dengan alat NMR Spectrometer maka pada tahun 1971 ia menggunakan alat tersebut untuk pemeriksaan pasien. Pada tahun 1979, The University of Nottingham Group memproduksi gambaran potongan coronal dan sagittal (disamping potongan aksial) dengan NMR selanjutnya karena kekaburan istilah yang digunakan untuk alat NMR dan dibagian apa sebaiknya NMR diletakkan maka atas saran dari AMERICAN COLLEGE of RADIOLOGI (1984), NMR diubah menjadi Magnetik Resonance Imaging (MRI) dan diletakkan dibagian Radiologi. Seperti namnaya Magnetic Resonance Imaging maka MRI terdiri atas 2 bagian  pembahasan yaitu Magnet dan Resonansi namun komponen sistem yang paling banyak adalah magnet. MRI menggunakan 0,5 T sampai 2 T (5.000-20.000 gauss).

ü   Pengertian MRI

MRI (Magnetic Resonance Imaging) adalah Suatu alat diagnostik mutakhir pada suatu metode pemeriksaan dan mendeteksi tubuh dengan menggunakan medan magnet dengan kekuatan tinggi dan gelombang frekuensi radio untuk mendapatkan gambar secara detail dari bagian tubuh tanpa operasi, tanpa menggunakan sinar X atau bahan radioaktif. MRI juga merupakan metode rutin yang dipakai dalam diagnosis medis karena menghasilkan gambar yang sangat jelas dari bagian tubuh khususnya jaringan lunak dalam tubuh dan pembuluh darah sehingga hasilnya sangat akurat.

Selain itu, MRI dapat digunakan untuk menghasilkan gambar organ dalam pada organisme hidup dan juga untuk menemukan jumlah kandungan air dalam struktur geologi. Selain itu bisa digunakan untuk menggambarkan secara patologi atau perubahan fisiologi otot hidup dan juga memperkirakan ketelusan batu pada hisrokarbon.

Secara garis besar instrumen MRI terdiri dari:

a.       Sistem magnet yang berfungsi membentuk medan magnet

b.      Sistem pencitraan berfungsi membentuk citra yang terdiri dari 3 buah kumparan koil, yakni:

1.      Gradien koil X untuk membuat citra potongan sagital

2.      Garadien koil Y untuk membuat citra potongan kooronal

3.      Gradien Z untuk membuat citra potongan aksial

Bila gradien koil X, Y, Z bekerja secara bersamaan maka terbentuk potongan oblik

c.    Sistem frekuensi radio berfungsi membangkitkan dan memberikan radio frekuensi serta mendeteksi sinyal.

d.    Sistem komputer berfungsi untuk membangkitkan urutan pulsa, mengontrol semua komponen alat MRI dan menyimpan memori beberapa citar. Sistem pencetakan citra, berfungsi untuk mencetak gambar pada film Rontgen atau untuk menyimpan citra.

ü   Manfaat MRI

1.      Mendeteksi kelainan otak dan syaraf tulang belakang

2.      Mendeteksi dini dari kasus-kasus Stroke

3.      Mendeteksi kelainan otot, sendi dan sumsum tulang belakang

4.      Mendeteksi kelainan organ-organ reproduksi wanita

5.      Pemeriksaan saluran empedu (MRCP)

6.      Pemeriksaan pembuluh darah (MRA)

ü   Macam-macam MRI

·      MRI ditinjau dari tipenya:

a.       MRI yang memiliki kerangka terbuka (open gantry) dengan ruang luas

b.      MRI yang memiliki kerangka (gantry) biasa yang berlorong sempit

·      MRI ditinjau dari kekuatan magnetnya:

a.       MRI Tesla tinggi (High Field Tesla) memiliki kekuatan diatas 1-1,5T

b.      MRI Tesla sedang (Medium Field Tesla) memiliki kekuatan 0,5-1T

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

Para peneliti menyarankan agar suatu rumah sakit memilih MRI yang mempunyai tesla tinggi karena alat tersebut dapat digunakan untuk teknik Fast Scan yaitu suatu teknik yang memungkinkan 1 gambar irisan penampang dibuat dalam hitungan detik sehingga dapat dibuat banyak irisin penampang yang bervariasi dalam waktu yang singkat. Dengan banyaknya variasi gambar tersebut menghasilkan suatu lesi menjadi lebih spesifik.

ü   Prinsip Dasar MRI

Alat MRI ini berupa suatu tabung berbentuk bulat dari magnet yang besar. Lalu penderita berbaring ditempat tidur yang dapat digerakkan ke dalam (medan) magnet. Magnet akan menciptakan medan magnetik yang kuat lewat penggabungan proton-proton atom hidrogen dan dipaparkan pada gelombang radio. Ini akan menggerakkan proton-proton dalam tubuh dan menghasilkan sinyal yang diterima akan diproses oleh komputer guna menghasilkan gambaran struktur tubuh yang diperiksa.

Struktur atom hidrogen dalam tubuh manusia saat diluar medan magnet mempunyai arah yang acak dan tidak membentuk keseimbangan. Kemudian 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 tersebut. Akibatnya dengan bertambahnya energi, atom hidrogen akan mengalami pembelokan sedangkan besarnya pembelokan arah dipengaruhi oleh besar dan lamanya energi radio frekuensi yang diberikan. Sewaktu radio frekuensi dihentikan maka atom hidrogen akan sejajar kembali dengan arah medan magnet. Pada saat kembali inilah, atom hidrogen akan memancarkan energi yang dimilikinya. Kemudian energi yang berupa sinyal tersebut dideteksi dengan detektor yang khusus dan diperkuat. Selanjutnya komputer akan mengolah dan merekonstruksi citra berdasarkan sinyal yang diperoleh dari berbagai irisan.

Untuk menghasilkan gambaran MRI yang berkualitas tinggi sebaiknya 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 pemeriksaannya

c.    Artefak pada gambar dan cara mengatasinya

d.    Tindakan penyelamatan terhadap keadaan darurat

v   Persiapan pemeriksaan MRI:

1.      Pasien tetap boleh melakukan aktivitas rutin serta makan dan minum obat seperti biasa

2.      Khusus untuk pemeriksaan saluran empedu (MRCP), pasien perlu berpuasa selama 6 jam sebelum pemeriksaan

3.      Pasien diminta untuk melepas semua barang-barang yang terbuat dari logam maupun elektronik seperti: perhiasan, jam tangan, kacamata, gigi palsu, alat bantu dengar, handphone, kartu kredit, kartu ATM, dompet dan yang lainnya karena barang-barang tersebut dapat menginterferensi gambar yang terjadi sehingga dapat mempengaruhi hasil MRI. Selain itu, medan magnet yang dipancarkan oleh alat MRI dapat merusak barang-barang yang terbuat dari elektronikk

v   Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeriksaan MRI:

1.      Pemeriksaan MRI, tidak boleh dilakukan pada wanita yang hamil muda (trisemester II), pengguna pace maker, pengguna klip pembuluh darah dan bersifat ferromagnetis (bahan yang tertarik oleh magnit) dan pengguna benda asiing logam pada seluruh bagian tubuh.

2.      Pasien memberikan informasi kepada petugas sebelum dilakukan pemeriksaan

v   Proses pemeriksaan MRI:

1.      Pasien berbaring terlentang dengan posisi kedua tangan disamping badan

2.      Meja MRI akan bergerak maju kedalam posisi medan magnet yang tepat

3.      Pasien akan mendengar suara dari gelombang radio frekuensi seperti suara ketukan selama jalnnya pemeriksaan

4.      Selama pemeriksaan MRI, pasien akan selalu dibawah pengawasan petugas dan dapat langsung berkomunikasi dengan petugas MRI

5.      Pasien akan diberi bel tangan dan dapat ditekan untuk memanggil petugas MRI atau mengalami kondisi yang kurang nyaman

6.      Pada umumnya, pemeriksaan MRI membutuhkan waktu sekitar 40 menit

7.      Setelah pemeriksaan MRI selesai, pasien dapat melakukan aktivitas normal seperti biasa.

v   Cara Kerja MRI

1.    Pertama, putaran nukleus atom molekul otot diselarikan dengan menggunakan medan magnet yang berkekuatan tinggi.

2.    Kemudian, denyut/pulsa frekuensi radio dikenakan pada tingkat menengak kepada garis medan magnet agar sebagian nuklei hidrogen bertukar arah

3.    Selepas itu, frekuensi radioo akan dimatikan menyebabkan nuklei berganti pada konfigurasi awl. Ketika ini terjadi, tenaga frekuensi radio dibebaskan yang dapat ditemukan oleh gegelung yang mengelilingi pasien

4.    Sinyal ini dicatat dan data yang dihasilkan diproses oleh komputer untuk menghasilkan gambar otot

Dengan ini, ciri-ciri anatomi yang jelas dapat dihasilkan. Pada pengobatan, MRI digunakan untuk membedakan otot patologi seperti tumor otak dibandingkan otot normal.

Teknik ini bergantung kepada ciri tenang nuklei hidrogen yang dirangsang menggunakan magnet dalam air. Bahan contoh ditunjukkan seketika pada tenaga radio frekuensi, yang dengan kehadiran medan megnet, membuatkan nuklei dalam keadaan bertenaga tinggi. Ketika molekul kembali menurun kepada normal, tenaga akan dibebaskan ke sekitarnya, melalui proses yang dikenal sebagai relaksasi. Molekul bebas menurun pada ambang normal, tenang lebih pantas. Perbedaan antara kadar tenang merupakan asas gambar MRI--sebagai contoh, molekul air dalam darah bebas untuk tenang lebih pantas, dengan itu, tenang pada kadar berbeda berbanding molekul air dalam otot lain.

MRI menerapkan getaran RF (Radio Frequency) hidrogen. Getaran tersebut langsung mengenai tubuh pasien. Getaran tersebut menyebabkan proton yang ada pada tubuh pasien diserab yang menghasilkan energi untuk membuatnya berputar (spin) dan precess (pergerakan lambat pada bagian axis) pada arah yang berbeda-beda. Bagian ini disebut dengan “resonance” atau resonansi. Proton yang menyebabkan hal itu terjadi apabila terdapat satu atau dua juta proton yang berbeda. Sehingga menghasilkan frekuensi resonansi yang disebut juga dengan “Larmour Frequency“. Lalu dihitung berdasarkan sebagian jaringan yang telah diambil dan berdasarkan kekuatan medan magnet pada bagian yang akan didiagnosa.

Getaran RF biasanya diterapkan menggunakan coil. Coil ini mempunyai berbagai macam jenis sesuai dengan digunakan untuk apa MRI tersebut. Misalnya untuk: kaki, bahu, kepala, persendian, leher dan lainnya. Pada saat yang bersamaan juga magnet bekerja. Magnet pada MRI mempunyai 3 tipe. yaitu:

• Resistive magnets yang terdiri atas banyak coil yang membungkus silinder dan dilewatkan dengan arus listrik. Hal ini menyebabkan terjadinya medan magnet, jika listrik mati, maka magnet juga tidak aktif. Membutuhkan 50 KW dan menghasilkan 0,3 tesla.

• Permanent magnet merupakan magnet yang permanen dan ukurannya besar dengan berat yang mencapai ribuan kilogram (7.711kg - 4.400 kg) dan menghasilkan 0.4 tesla.

• Superconducting magnets biasanya jarang digunakan. Mirip dengan resistive magnet - dimana coil yang dialiri listrik ini diselubungi oleh cairan helium yang sangat dingin yaitu 452.4 derajat dibawah nol. Sehingga tabung MRI sangat dingin, namun hal tersebut dilapisi kembali dengan vacumm flask. Menghasilkan 0.5-tesla sampai 2.0-tesla, dan menghasilkan kualitas image yang sangat baik.

Kemudian hasilnya disebut dengan “slice” ataupun potongan-potongan. Besarnya hanya beberapa milimeter saja dan hasilnya sangatlah presisi. Mesin ini akan secara otomatis mengambil gambar perbagian dari tubuh pasien yang akan didiagnosa.

Saat getaran RF dimatikan, proton hidrogen menjadi lambat kembali kebentuk awalnya yang menyebabkan terjadinya pelepasan energi, sehingga kemudian proton tersebut ditanggap oleh medan magnetik. Setelah itu mengirimkannya ke coil dan kemudian mengirimkan sinyal tersebut ke komputer. Data yang diperoleh diproses oleh komputer dengan menggunakan transformasi Fourier.

ü   Kelebihan MRI

MRI menciptakan gambar yang dapat menunjukkan perbedaan sangat jelas dan lebih snsitif untuk menilai anatomi jaringan lunak dalam tubuh terutama otak, sumsum tulang belakang dan susunan saraf dibandingkan dengan pemeriksan X-ray biasa. Selain itu, jaringan lunak dalam susunan muskuloskeletal seperti otot, ligamen, tendon, tulang rawan, ruang sendi seperti cedera pada lutut dapat dievaluasi dengan baik menggunakan MRI. Beberapa faktor kelebihan lainnya yang dimiliki terutama kemampuannya membuat potongan koronal, sagital, aksial, dan oblik tanpa banyak memanipulasi posisi tubuh pasien sehingga sangat sesuai untuk diagnostik jaringan lunak. Selain itu, ada beberapa kelebihan MRI dibandingkan dengan pemeriksaan melalui CT-Scan yakni:

1.      MRI lebih unggul untuk mendetaksi beberapa kelainan pada jaringan lunak seperti otak, sumsum tulang serta muskuloskeletal

2.      Mampu memberi gambaran detail anatomi dengan lebih jelas

3.      Mampu melakukan pemeriksaan fungsional seperti pemeriksaan difusi, perfusi dan spektroskopi yang tidak dapat dilakukan dengan CT-Scan

4.      Mampu membuat gambaran potongan melintang, tegak, dan miring tanpa merubah posisi pasien

5.      MRI tidak menggunakan radiasi pengion

ü   Artefak pada MRI dan Upaya Mengatasinya

Artefak adalah kesalahan yang terjadi pada gambar yang menurut jenisnya dapat terdiri dari kesalahan geometrik, kesalahan algoritma, dan kesalahan pengukuran atenuasi. Sedangkan menurut penyebabnya terdiri dari

1. Artefak yang disebabkan oleh pergerakan physologi karena gerakan jantung, gerakan pernafasan, gerakan darah dan cairan cerebrospinal, gerakan yang terjadi secara tidak periodik seperti gerakan menelan, berkedip dan lain-lain.
2. Artefak yang terjadi karena perubahan kimia dan pengaruh magnet
3. Artefak yang terjadi karena letak gambaran tidak pada tempat yang seharusnya.
4. Artefak yang terjadi akibat dari data pada gambaran yang tidak lengkap
5. Artefak sistem pennampilan yang terjadi misalnya karena perubahan bentuk gambaran akibat faktor kesalahan geometri, kebocoran dari tabir radio frekuensi.

Akibat adanya artefak-artefak tersebut pada gambaran akan tampak: gambaran kabur, tidak bersih, bergaris-garis miring dan tidak beraturan.

Upaya untuk mengatasi timbulnya artefak pada gambar MRI antara lain dilakukan dengan cara saat pemotretan dibuat secepat mungkin memeriksa keutuhan tabir pelindung radio frekuensi, menanggalkan benda-benda yang bersifat ferromagnetik bila memungkinkan dan perlu kerja sama yang baik dengan pasien.

ü   Tindakan yang Perlu Dilakukan Bila Terjadi Kecelakaan

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam kaitannya dengan kecelakaan selama pemeriksaan MRI. Bila terjadi keadaan gawat pada pasien, segera menghentikan pemeriksaan dengan menekan tombol ABORT dan pasien segera dikeluarkan dari pesawar MRI dengan menarik meja pemeriksaan dan segera berikan pertolongan dan apabila tindakan selanjutnya memerlukan alat medis yang bersifat ferromagnetik harus dilakukan diluar ruang pemeriksaan.

Seandainya terjadi kebocoranHelium, yang ditandai dengan bunyi alarm dari sensor oxigen, tekanlah EMERGENCY SWITCH dan segera membawa pasien ke luar ruang pemeriksaan serta buka pintu ruang pemeriksaan agar terjadi pertukaran udara karena pada saat itu ruang kekurangan oksigen,

Apabila terjadi pemadaman yakni hilangnya sifat medan magnet yang kuat pada gentry secara tiba-tiba maka tindakan yang perlu dilakukan buka pintu ruangan lebar-;ebar agar terjadi pertukaran udara dan pasien segera dibawa keluar ruang pemeriksaan. Hal yang perlu dilakukan karena pemadaman ini menyebabkan terjadinya penguapan helium sehingga tercemar gas helium.

Selama pemeriksaan MRI untuk ana kecil atau bayi sebaiknya ada keluarga yang menunggu didalam ruang pemeriksaan.

ü   Aplikasi MRI

MRI cocok untuk mendiagnosis pengerasan otak atau sumsum tulang belakang (multiple sclerosis, penyakit saraf yang dikarakterisasi oleh gangguan berbicara, tidak ada koordinasi otot, lemah, dan gerakan bola mata tak terkendali), tumor-tumor (dikelenjar pituitari dan otak), infeksi-infeksi (diotak, tulang belakang dan persendian), radang tendon dan stroke pada tahap paling awal.

Selain itu dapat “melihat” cairan sendi (pada pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan kaki) maupun luka pada bahu. Massa jaringan lunak tubuh, tumor tulang dan kista tulang belakang juga mudah dievaluasi dengan MRI. Dan aplikasi MRI pada penyakit antara lain:

1. Kanker pada Payudara

Kanker adalah pertumbuhan yang tidak normal (tidak terkontrol)  yang terkadang terlihat seperti benjolan. Dalam keadaan normal, sel membelah sesuai dengan kebutuhan namun pada penderita kanker, sel bermutasi tidak terkontrol dan mendesak sel-sel sehat. Keganasannya bertambah saat sel membelah setiap minggunya. Oleh karena itu diperlukan alat yang dapat mendeteksi sedini mungkin untuk memeriksakannya.

Kanker payudara sendiri merupakan tumor ganas yang tumbuh dalam jaringan payudara. Kanker pada payudara ini dapat tumbuh dalam kelenjar susu, saluran susu, jaringan lemak maupun jaringan ikat pada payudara. Sehingga Fungsi MRI pada kanker payudara sangat penting dalam melengkapi skrining dan diagnostik yang telah dilakukan dan bukan sebagai penggantinya karena teknik MRI ini dapat terlihat struktur, bentuk dan komposisinya. Selain itu juga dapat mendeteksi secara dini sel-sel abnormal pada bagian payudara yang sulit dideteksi oleh mamografy dan USG sehingga dapat ditangani dengan cepat dan tidak menyebar ketubuh yang lain seperti yang di katakan oleh Kepala Radiologi dari RS Gading Pluit DR Tjondro Setiawan, Sp Rad. Guideline baru tersebut juga memberikan petunjuk lanjutan tentang penggunaan MRI payudara yang merupakan alat relatif baru. Namun yang perlu diperhatikan yakni harus disuntikkan agen kontras sebelum dan sesudah dilakukan MRI agar upaya untuk meningkatkan detail gambar informasi mengenai fungsi jaringan.

“Kebijakan tentang penggunaan teknologi yang penting namun tergolong mahal harus didasarkan pada bukti bahwa alat tersebut memberikan keuntungan yang dapat terukur pada pasien” kata Dr. Benjamin Anderson seorang profesor bedah di Uiversity of Washington yang menjadikan MRI pilihan utama yang digunakan pada kondisi tertentu seperti ketika ingin mendapatkan gambaran visual terhadap dugaan kanker payudara yang dijadikan rekomendari sebelum dilakukan operasi payudara.

2.      Gangguan pada otak

Mri dapat menggambarkan secara rinci pada bagian otak dan saraf tulang belakang. Seperti telah diketahui bahwa hampir semua gangguan otak terjadi akibat perubahan kandungan air. Perbedaan kandungan air ini kurang dari satu persen cukup untuk mendeteksi perubahan patologi. MRI dilakukan sebelum melakukan operasi pembedahan misalnya operasi bedah mikro otak dalam menangani penyakit parkinson dan dalam kasus operasi pengangkatan tumor.

3. Sakit punggung bagian bawah

MRImampu membedakan antara sakit otot dan sakit yang disebabkan tekanan pada saraf atau urat saraf tulang belakang. Sejak MRI menghasilkan gambar 3D rinci, teknik ini mampu memberi informasi yang jelas dimana luka terlokalisasi. Informasi ini sangat berharga sebelum melakukan operasi pembedahan.

4.      Menganalisis autisme melalui MRI 

Baru-baru ini, beberapa peneliti medis dari University of Utah melakukan penelitian MRI untuk mendiagnosa pada autisme dan menghasilkan hasil yang mengejutkan dimana alat ini bisa dipergunakan dalam membayangkan struktur internal dan fungsi kedalaman yang dibatasi dari otak pada penderita autisme (gejala yang dikonfirmasi sebagian besar untuk anak-anak dibawah umur tiga tahun) melalui gangguan saraf dan menunjukkan tanda-tanda komunikasi sosial melemah dan hubungan oleh perilaku dikontrol atau monoton.

Para peneliti ini menggunakan MRI guna mengenali daerah otak pederita autisme dan menemukan belahan otak(kiri dan kanan) dari otak yang terkena dampak ‘autis’ (anak-anak pada umumnya) tidak sesuai secara baik satu dengan yang lainnya. Sehingga apabila sedini mungkin sudah ditemukan adanya kelinan ini, para medis dapat menata sambungan dari kedua belahan dari ujung yang satu dengan yang lain pada penderita autis. Setelah melakukan penyambunga ini, peneliti dapat mencoba membayangkan lebih lanjut tentang perbedaan yang bisa diidentifikasi dengan memeriksa daerah otak untuk mengetahui lebih banyak bagaimana berkomuniksi bersama dan mencoba menilai pengaturan mendalam massa putih menghubungkan otak yang berbeda untuk mengenal lebih dengan autis dan dapat memberikan obat dan perawatan untuk orang-orang autis dari kelompok umur.