PRINSIP KERJA MAGNETIC RESONANSI IMAGING (MRI)

A.    Prinsip kerja Magnetic Resonance Imaging (MRI)

Gambar 2.2 Skema prinsip kerja MRI

Prinsip dasar dari cara kerja suatu MRI adalah seluruh inti atom di alam tersusun dari proton dan neutron seperti bumi yang bergerak pada sumbunya sehingga mempunyai kutub utara dan kutub selatan yang akan menghasilkan medan magnet eksternal. Inti atom juga bergerak pada sumbu ( spinning ) muatannya. Spinning menghasilkan momen dipole magnetic yang disebut spin. ( Osbon,1992 )

Tubuh manusia paling dominan terdiri atas cairan sehingga atom – atom yang mendominasi jaringan biologi adalah atom hidrogen. Atom hidrogen hanya mempunyai 1 proton tanpa neutron yang memungkinkan adanya momen dipole magnetic sehingga dapat terjadi fenomena resonansi. Momen dipole magnetic yang kuat yang dimiliki atom hidrogen akan menghasilkan konsentrasi yang besar dan kekuatan yang kuat perinti. Oleh karena itulah, instrumentasi pada MRI memanfaatkan atom hidrogen ini.

Dalam keadaan normal, spinning atom hidrogen adalah acak atau tidak beraturan sehingga orientasi dalam jaringan tubuh manusia tidak menimbulkan nilai magnetisasi. Jika spin proton diletakkan dalam medan magnet eksternal yang sangat kuat maka akan dihasilkan suatu orientasi proton yang searah ( proton dengan kuat energi yang lebih rendah ) dan proton yang berlawanan arah orientasinya ( proton dengan kuat energi yang lebih tinggi ) sehingga terbentuk suatu nilai magnetisasi longitudinal searah sumbu z. ( Brown,2003 )

Proton individual setiap inti tidak berorientasi pada sumbu z, tetapi pada dirinya sendiri. Kecepatan frekuensi presisi atom hidrogen bergantung pada kuat medan magnet ekternal maka semakin cepat presisi proton.

Kecepatan atom frekuensi presisi proton tergantung pada kuat medan magnet yang diberikan pada jaringan. Semakin besar kuat medan magnet yang diberikan pada jaringan maka semakin cepat presisi proton. Frekuensi presisi proton tergantung pada kuat medan magnet tersebut.

Pada saat dalam keadaan presisi proton tubuh diberikan suatu energi berupa gelombang radiofrekuensi ( RF ) yang berubah – ubah baik besar maupun sudutnya sehingga mengakibatkan proton tubuh dalam keadaan tereksitasi karena ikut menyerap gelombang radiofrekuensi tersebut ( beresonansi ). Hanya inti atom yang memiliki frekuensi presisi yang sama dengan frekuensi RF yang diberikan dan arahnya tegak lurus dengan medan magnet eksternal yang akan mengalami resonansi. Gelombang RF yang digunakan biasanya 90^o dan 180^o yang disebut pulsa 90^o dan 180^o.

Pada saat RF dalam keadaan aktif ( on ), keadaan masing – masing proton hidrogen akan berubah, kuat medan magnet yang dahulunya searah dengan medan magnet luar ( Longitudinal magnetisation/Mz ) akan berubah menjadi transversal magnetisation ( Mx ) dan pada saat gelombang RF dihentikan ( off ) maka proton – proton hidrogen tersebut akan kehilangan energi yang diserap sebelumnya dan kembali kepada keadaan  posisi semula ( relaksasi ) sambil mengeluarkan energi dalam bentuk sinyal listrik ( spin echo ). (McRobbie,2006) Sinyal ini lah yang diterima oleh gradien coil dan oleh sistem pencitraan sinyal tersebut diubah menjadi gambaran dalam bentuk irisan sagital, coronal, dan axial. Sinyal listrik ini diteruskan ke radiofrekuensi elektronik . Sinyal listrik yang berupa data analog yang berada di radiofrekuensi elektronik ini akan dirubah menjadi data digital oleh ADC dan berbentuk dalam data biner dan kemudian diteruskan ke CPU berbentuk algoritma. Dari CPU ini data digital tersebut ada yang diteruskan ke data storage , image console , image processor . dan kemudian tampil gambaran di image display.