Pengertian MRI (Magnetic Resonance Imaging) Sebagai Peralatan Kedokteran

          Oke sobat blogger, pada pertemuan sebelumnya telah kita bahas tentang peralatan elektronik untuk keperluan navigasi yaitu GPS. Kali ini kita akan membahas tentang peralatan elektronik untuk keperluan kedokteran. Peralatan elektronik yang digunakan untuk kepentingan kedokteran dapat diklasifikasi ke dalam 4 kelompok bahasan yaitu :

1. MRI (Magnetic Resonance Imaging) sebagai peralatan kedoteran menggunakan prinsip pemanfaatan medan magnit

2. Scanner CT (Computed Tomography) atau yang dikenal dengan istilah CT Scan sebagai peralatan kedokteran menggunakan prinsip pemanfaatan sinar X

3. USG (Ultrasonography) sebagai peralatan kedokteran menggunakan prinsip pemanfaatan gelombang suara ultrasonik.

4. Scanner PET (Positron Emission Tomography) sebagai peralatan kedoteran menggunakan prinsip pemanfaatan sifat pembelahan inti.

          Pembahasan keempat pokok bahasan tersebut meliputi pengertian, prinsip dasar kerja alat, hasil yang dicapai, pemanfaatan dan tingkat bahaya pemakaian bagi manusia. Tapi untuk pertemuan yang perdana pada sesi ini kita akan bahas lebih dulu tentang pengertian MRI sebagai peralatan kedokteran.

A. Pengertian MRI (Magnetik Resonance Imaging)

          MRI ialah gambaran potongan badan yang diambil dengan menggunakan daya magnet kuat yang mengelilingi anggota tubuh. Berbeda dengan CT scan, MRI tidak memberikan rasa sakit pada pasien oleh karena radiasi yang disebabkan oleh penggunaan sinar-X dalam prosesnya. 

          Magnetik Resonance maging (MRI) merupakan suatu kaidah untuk menghasilkan gambar organ dalam organisme hidup dan juga untuk menemukan jumlah kandungan air dalam struktur geologi. Biasa digunakan untuk menggambarkan secara patologi atau perubahan fisiologi otot hidup

          Proses pertama kali, putaran inti atom molekul otot disejajarkan dengan menggunakan medan magnet yang berkekuatan tinggi. Kemudian dikenai frekuensi radio pada tingkat menegah, dimaksudkan agar garis medan magnet inti hidrogen bertukar arah. Selepas itu, frekuensi radio akan dimatikan yang menyebabkan inti berganti pada konfigurasi awal. Ketika ini terjadi tenaga frekuensi radio dibebaskan yang dapat ditemukan oleh gelung yang mengelilingi orang yang sakit (pasien).

          Sinyal ini dicatat dan data yang dihasilkan diproses dengan komputer untuk menghasilkan gambar otot. Dengan ini, ciri-ciri anatomi yang jelas dapat dihasilkan. Pada penggunaan untuk pengobatan, MRI digunakan guna membedakan otot patologi seperti tumor otak dibandingkan otot normal. Teknik ini bergantung kepada ciri hidrogen yang dirangsang menggunakan magnet dalam air.

          Contoh bahan ditunjukkan pada tenaga radio frekuensi, dengan kehadiran medan magnit, membuat inti dalam keadaan bertenaga tinggi. Ketika molekul kembali turun pada keadaan normal, tenaga akan dilepaskan ke sekitarnya, melalui proses yang dikenal sebagai relaksasi. Penggunaan istilah "nuklir" dihindari untuk menghindarkan kebingungan yang tak beralasan disebabkan istilah "nuklir" berkaitan dengan teknologi yang digunakan dalam senjata nuklir dan beresiko menimbulkan bahan radioaktif atau radiasi.

          Salah satu kelebihan MRI, menurut pengetahuan pengobatan masa kini, tidak berbahaya pada orang yang sakit. Dibandingkan dengan CT scan (computed axial tomography) yang menggunakan aksial tomografi berkomputer dengan dosis radiasi mengion.

          MRI hanya menggunakan medan magnet kuat dan radiasi tidak mengion dalam jalur frekuensi radio. Bagaimanapun, perlu sobat blogger diketahui bahwa orang sakit (pasien) dengan benda asing logam seperti implant terbenam (pace maker) tidak boleh discan dengan mesin MRI, disebabkan adanya penggunaan medan magnit yang kuat. Satu lagi kelebihan scan MRI yaitu kualitas gambar yang diperoleh beresolusi lebih baik dibandingkan dengan CT scan. Terlebih lagi untuk scan otak dan tulang belakang walaupun kadangkala CT scan lebih berguna untuk cacat tulang.

Gambar 1.Hasil scan otak dengan MRI

          Pada tanggal 3 July 1977, untuk pertama kalinya MRI diujikan pada manusia. Gambaran atau tentang imaging standard masa kini, diperkenalkan oleh Dr. Raymond Damadian, seorang dokter dan ilmuwan, bersama dengan Dr. Larry Minkoff Dan Dr. Michael Goldsmith, tanpa lelah selama tujuh tahun memperjuangkan untuk terwujudnya mesin MRI. Mereka memberikan nama asli mesin ini Indomitabel untuk mengenang tentang perjuangan mereka. Pada awalnya banyak orang mengatakan adalah hal yang mustahil untuk diwujudkan, api akhirnya pada tahun 1982, untuk pertama kali MRI alat scaner dikenalkan di Amerika, sampai sekarang ribuan MRI telah digunakan. MRI merupakan teknologi yang sangat rumit yang tidak dapat dengan mudah dipahami setiap orang.

1. Scanner MRI

          Perancangan MRI, kebanyakan berupa tabung raksasa. Tabung dalam sistem berukuran sekitar tinggi 7 kaki, lebar 7 kaki dan panjang 10 kaki (2m x 2m x 3m), meskipun model baru telah banyak bermunculan. Terdapat tabung horizontal yang dijalankan dengan magnit di depan maupun di belakangnya. Tabung ini diketahui mengandung magnit. Pasien, berbaring, punggung ditempatkan pada meja khusus. Pertama kali masuk adalah kepala pasien, seberapa banyak magnit yang digunakan ditentukan oleh jenis pengujian yang akan dilakukan. Ukuran dan bentuk MRI scanner, untuk model lebih baru dibagian sisi lebih terbuka tetapi disain pada dasarnya sama. Setelah dipastikan bagian tubuh yang akan di scan berada pada senter atau isocenter dari medan magnet, scan baru dapat dimulai.

Gambar 2. Mesin MRI

2. Konstruksi Mesin MRI

          Konstruksi mesin MRI dari tahun ke tahun telah banyak mengalami peningkatan. Ada dua faktor yang mempengaruhi pengembangan perancangan MRI yaitu (1) keingian untuk meningkatkan kualitas penggambaran dan (2) Keinginan membuat scanner sedikit lebih membatasi pasien. Di bawah ini sebagian inovasi perancangan memperkenalkan scanner MRI yang mengurangi claustrophobic dan memungkinkan pasien lebih bebas selagi discan. Gambar 3 di bawah ini menunjukkan scanner MRI pada umumnya dimana pasien hampir dimasukkan dalam tabung scanner.

Gamabr 3. Jenis Scanner MRI panjang terbuka

          Sedang gambar 4 menunjukkan desain MRI dengan terowongan pendek. Disain terowongan pendek mengurangi claustrophobic (trauma terhadap ruang sempit dan gelap) pasien. Desain ini mudah pembatasan perasaan, namun masih membatasi kemampuan pasien untuk menyusun tugas. 

Gambar 4. Scanner MRI terowongan pendek

          Scanner berdiri seperti yang ditunjukkan pada gambar 5 lebih menyenangkan bagi pasien, memungkinkan penggambaran dalam perilaku normal dan tegas dalam menyeimbangkan kondisi. Scaner diturunkan disekitar pasien, yang duduk pada tempat duduk yang bisa diatur.

Gambar 5. Scanner MRI berdiri

          Akhirnya pada gambar 6 menunjukkan scanner MRI yang memungkinkan untuk cakupan yang lebih besar sehingga pasien lebih tenang, perasaan lebih terbatas.

Gambar 6. Scanner MRI terbuka

          Meskipun perancangan bervariasi, elemen dasar dari scanner MRI tetap cantik dan banyak kesamaan. Scanner terdiri dari magnit besar (biru) yang menciptakan medan magnit utama. Kuat magnit dalam sistem MRI diukur dalam satuan kerapatan fluksi magnit yang dinamakan tesla. Satu tesla adalah gaya magnetik yang mencukupi untuk menginduksi 1 volt listrik dalam rangkaian kumparan tunggal selama waktu satu detik untuk setiap meter persegi, 1 tesla ekuivalen dengan 10 000 gauss, pengukuran gaya magnit lain didefinisikan sebagai satu garis dari gaya persentimeter kuadrat waktu perdetik.Kuat arus magnit bervariasi dari 0,5 tesla sampai 2 tesla. Oleh karena itu peneliti mengembangkan scanner MRI  3 tesla dalam waktu 90 detik menjadi lebih biasa. Untuk mendapatkan angka perspektif tersebut, medan magnit bumi sekitar 5 gauss sampai 0,000005 tesla. Tambahan magnit, dilakukan dengan kumparan gradient (merah). Kumparan gradient ini merupakan kumparan elektro magnetik yang teknisi gunakan untuk memasuki medan magnit utama pada titik yang sangat akurat dan untuk waktu pengontrolan yang sangat teliti. Kumparan gradient dapat diubah seperti pada pengaturan mesin jenis materi tubuh yang digambar.

          Akhirnya scanner MRI juga menyertakan kumparan frekuensi radio yang dapat mengirim pulsa frekuensi radio difokuskan ke dalam kamar scanner. Teknisi dapat mengubah kumpran frekuensi radio untuk mengatur materi dan bagian tubuh.

Gambar 7. Blok diagram rangkaian Scanner MRI

Gambar 8. Ruang kontrol pengoperasian MRI

          Sehubungan dengan energi pulsa gelombang radio, scanner MRI dapat memilih titik yang sangat kecil pada tubuh pasien dan menanyakannya, terutama macam jaringannya. Titik mungkin berupa kubus yang berukuran ½ mili meter pada setiap sisinya. Sistem MRI berjalan melalui setiap titik tubuh pasien dari titik ke titik untuk membangun pemetaan jenis jaringan 2 atau 3 dimensi. Titik-titik ini kemudian dipadukan, semua informasi secara besama-sama membuat model gambar 2 atau 3 dimensi.

          MRI memberikan suatu pandangan tak ada bandingnya di dalam tubuh. Tingkat detail yang dapat dilihat adalah luar biasa dibandingkan dengan kemampuan menggambarkan dengan alat lain. MRI merupakan metoda pilihan untuk mendiagnosa tentang jenis luka-luka kebanyakan dan kondisi, karena kemampuannya yang tak masuk akal untuk menguji khususnya masalah kedokteran yang banyak dipertanyakan. Dengan menguji parameter, sistem MRI dapat menampilkan jaringan tubuh secara berbeda. Hal ini sangat membantu para ahli radiologi (yang membaca MRI) dalam menentukan sesuatu yang nampak normal namun sesungguhnya tidak. Akan diketahui kapan harus dikerjakan jaringan A normal yang nampak seperti B, jika tidak kemungkinan merupakan suatu kelainan. MRI juga dapat menggambarkan aliran darah dalam hampir semua bagian tubuh. Ini memungkinkan membuat suatu pengamatan sistem arteri dalam tubuh, tanpa jaringan di sekitarnya. Dalam banyak kasus, sistem MRI dapat mengerjakannya tanpa suntikan kontras, seperti yang diperlukan dalam radiologi vascular.