MRI

Definisi Menurut David D. Stark, Magnetic Resonance Imaging (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 = 1000 Gauss) dan resonansi getaran terhadap inti atom hidrogen.

Pemeriksaan MRI dilakukan tanpa operasi, penggunaan sinar-X ataupun bahan radioaktif. MRI menggunakan medan magnet untuk proses magnetisasi komponen ion hidrogen dari kandungan air di tubuh.
MRI mampu menggambarkan dengan sangat jelas dan kontras berbagai bagian organ tubuh.  

Sejarah  MRI
Penemuan MRI (Magnetic Resonance Imaging) merupakan terobosan penting dalam sejarah kedokteran modern. Pada tanggal 3 Juli 1977 menandai awal mula sejarah pemeriksaan MRI pertama pada manusia setelah melewati masa tujuh tahun penelitian oleh dr. Raymond Damadian dan rekannya Minkoff serta Goldsmith. Saat itu, untuk mendapatkan satu gambar MRI memerlukan waktu pemeriksaan sekitar lima jam. Perbedaannya sangat signifikan dengan MRI saat ini yang hanya memerlukan waktu 30-90 menit.  

Jenis MRI
Bila ditinjau dari tipenya terdiri dari:
a. MRI dengan kerangka terbuka (open gantry) yang memiliki ruang luas
b. MRI dengan kerangka (gantry) biasa yang berlorong sempit.
Sedangkan bila ditinjau dari kekuatan magnetnya terdiri dari :
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.  

Prinsip kerja
Pertama, putaran nukleus atom molekul otot diselaraskan dengan menggunakan medan magnet yang berkekuatan tinggi. Sebelumnya, struktur atom hidrogen dalam tubuh manusia di luar medan magnet mempunyai arah yang tidak beraturan. Ketika dimasukkan ke dalam alat MRI (gantry), maka atom hidrogen akan sejajar dengan arah medan magnet. Demikian juga arah spinning dan precessing akan sejajar dengan arah medan magnet.
2. Kemudian,frekuensi radio diberikan pada garis medan magnet agar sebagian nukleus hidrogen bertukar arah. Saat diberikan frekuensi radio, maka atom hidrogen akan mengabsorpsi energy dari frekuensi radio tersebut. Akibatnya dengan bertambahnya energi, atom hidrogen akan mengalami pembelokan arah. Besarnya pembelokan arah dipengaruhi oleh besar dan lamanya energi radio frekuensi yang diberikan.
3. Setelah itu, frekuensi radio dihentikan. Hal ini menyebabkan nukleus kembali pada susunannya semula. Pada saat kembali inilah, atom hidrogen akan memancarkan energi yang dimilikinya. Kemudian energi yang berupa sinyal tersebut dideteksi dengan detektor khusus dan diperkuat.
4. Sinyal ini lalu dicatat dan data yang dihasilkan akan diproses oleh komputer untuk menghasilkan gambar otot. Sinyal ini kemudian diolah dan direkonstruksikan berdasarkan sinyal yang diperoleh dari berbagai irisan.
5. Dengan ini, ciri-ciri anatomi yang jelas dapat dihasilkan.

Pada pengobatan, MRI digunakan untuk membedakan otot patologi seperti tumor otak dibandingkan otot normal.  

Instrumen  Instrumen MRI terdiri dari:
a.    Sistem magnet yang berfungsi membentuk medan magnet.
Agar dapat mengoperasikan MRI dengan baik, kita perlu mengetahui tentang: tipe magnet, efek medan magnet, magnet shielding, serta shimming coil dari pesawat MRI tersebut.
b.    Sistem pencitraan berfungsi membentuk citra yang terdiri dari tiga buah kumparan coil, yaitu:
-    Gradien coil X, untuk membuat citra potongan sagittal.
-    Gradien coil Y, untuk membuat citra potongan koronal.
-    Gradien coil Z untuk membuat citra potongan aksial .
Bila gradien coil X, Y dan Z bekerja secara bersamaan maka akan terbentuk potongan oblique.
c.    Sistem frekuensi radio berfungsi membangkitkan dan memberikan radio frekuensi serta mendeteksi sinyal.
d.    Sistem komputer berfungsi untuk membangkitkan sekuens pulsa, mengontrol semua komponen alat MRI dan menyimpan memori beberapa citra.
e.    Sistem pencetakan citra, fungsinya untuk mencetak gambar pada film rontgent atau untuk menyimpan citra.  

Jenis Pemeriksaan
Jenis pemeriksaan MRI sesuai dengan organ yang akan dilihat, misalnya : Pemeriksaan kepala untuk melihat kelainan pada: kelenjar pituitary, lobang telinga dalam, rongga mata, sinus. Pemeriksaan otak untuk mendeteksi: stroke/infark, gambaran fungsi otak, pendarahan, infeksi; tumor, kelainan bawaan, kelainan pembuluh darah seperti aneurisma, angioma, proses degenerasi, atrofi. Pemeriksaan tulang belakang untuk melihat proses Degenerasi (HNP), tumor, infeksi, trauma, kelainan bawaan. Pemeriksaan Musculo-skeletal untuk organ: lutut, bahu, siku, pergelangan tangan, pergelangan kaki, kaki, untuk mendeteksi robekan tulang rawan, tendon, ligamen, tumor, infeksi/abses dan lain lain. Pemeriksaan Abdomen untuk melihat hati, ginjal, kantong dan saluran empedu, pakreas, limpa, organ ginekologis, prostat, buli-buli. Pemeriksaan Thorax untuk melihat: paru –paru, jantung.   Ada beberapa kelebihan MRI dibandingkan dengan pemeriksaan CT Scan yaitu : MRI lebih unggul digunakan untuk mendeteksi beberapa kelainan pada jaringan lunak seperti otak, sumsum tulang serta muskuloskeletal. MRI mampu memberi gambaran detail anatomi dengan lebih jelas.

MRI mampu melakukan pemeriksaan fungsional seperti pemeriksaan difusi, perfusi dan spektroskopi yang tidak dapat dilakukan dengan CT Scan. MRI mampu membuat gambaran potongan melintang, tegak, dan miring tanpa merubah posisi pasien. sehingga sangat sesuai untuk diagnostik jaringan lunak MRI tidak menggunakan radiasi pengion. MRI hanya menggunakan medan magnet kuat dan radiasi tidak mengion “non-ionizing MRI tidak memberikan rasa sakit akibat radiasi karena tidak digunakannya sinar-X dalam proses tersebut.

INTERAKSI ANTARA SINAR X DENGAN BAHAN

INTERAKSI  ANTARA SINAR X  DENGAN  BAHAN

A.      Pengertian

Berkas sinar-x jika dikenakan terhadap bahan, pada dasarnya adalah peristiwa fisika yang merupakan proses interaksi antara energi foton sinar-x dengan atom-atom dari bahan yang dikenainya. Berkas sinar-x terdiri dari foton-foton dengan berbagai energi, dan bahan yang dikenainya terdiri dari atom-atom. Interaksi sinar-x dengan  bahan dapat diilustrasikan sebagai individu, yaitu tumbukan antara energi foton sinar-x dengan atom bahan.

Sebagai suatu peristiwa fisika, ditinjau dari besar kecilnya energi foton sinar-x yang dikenakan terhadap bahan. Beberapa macam model interaksi dapat terjadi, dan beberapa efek atau akibat interaksi dapat pula terjadi.

Berikut adalah macam-macam peristiwa yangg terjadi akibat interaksi sinar-x dengan bahan, secara berurutan mulai dari interaksi pada energi rendah hingga energi tinggi :

1.       Hamburan klasik (Classical scattering)

2.       Penyerapan fotolistrik (Photoelectric absorption)

3.       Hamburan compton (Compton scattering)

4.       Pembentukan pasangan (Pair production)

5.       Disentegrasi fotonuklir (Nuclear disintegration)

Tingkat energi, macam interaksi dan efek interaksi

Tingkat energi Foton sinar-x	Interaksi yang terjadi	Efek interaksi
energi foton <10 kV	Energi foton dihamburkan	Hamburan klasik
Energi diagnostik	Energi foton diserap	Penyerapan fotolistrik
Energi diagnostik	Energi foton diserap dan dihamburkan	Hamburan compton
Energi >1020 kV	Pembentukan pasangan	Radiasi annihilasi
Energi >10000 kV	Disentegrasi fotonuklir	Fregmen inti

B.      Peristiwa hamburan klasik (Classical Scattering)

Peristiwa hambur klasik terjadi pada energi foton sinra-x yang mengenai bahan sangat lemah, lebih kecil dari sepuluh kV. Energi foton akan berinterkasi dengan elektron orbit dan atom bahan target. Energi foton tidak mampu melepaskan elektron orbit yang dikenainya, sehingga energi foton tersebut akan dibelokan arahnya tanpa mengalami pengurangan energi.

Gambar

Foton sinar-x yang mengenai elektron disebut foton primer, dan foton setelah menumbuk elektron orbital disebut foton sekunder. Peristiwa hambur klasik, ditandai dengan dua hal sebagai berikut :

1.       Energi foton primer besarnya sama dengan energi foton sekunder.

2.       Arah foton sekunder tidak sama dengan arah foton primer, membentuk sudut tertentu, sehingga disebut sebagai foton hambur.

Persamaan untuk hamburan klasik adalah :  Efp = Efs

Dimana Efp adalah energi foton primer dan Efs adalah energi foton sekunder

Ada dua model  peristiwa hambur klasik, yaitu :

1.       Thomson Scattering

Apabila interaksi terjadi hanya dengan salah satu elektron orbit saja.

2.       Reileigh Scattering                

Apabila interaksi terjadi dengan beberapa (sekelompok) elektron orbit.

C.      Peristiwa penyerapan fotolistrik (Photoelectric absorption)

Penyerapan fotolistrik banyak terjadi pada energi foton rendah sampai menengah, dimana energi radiasi banyak diserap oleh bahan.

SINAR X UNTUK KEDOKTERAN HEWAN

(( KIVNAS X (Konferensi Ilmiah Veteriner Nasional X PDHI 2008) yang dilaksanakan di IPB International Convention Center (IICC) di Bogor pada 19 Agustus sampai dengan 22 Agustus 2008 di antaranya mempresemntasikan pemanfaatan radiografi sebagai sarana diagnostik penunjang dalam dunia kedokteran hewan yang aman bagi hewan, manusia dan lingkungan. ))

M. Fakhrul Ulum dan Deni Noviana dari Bagian Bedah dan Radiologi, DepartemenKlinik, Reproduksi dan Patologi, Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor menyatakan bahwa Radiografi merupakan sarana penunjang diagnostik yang sudah berkembang pesat baik didunia kedokteran manusia maupun dalam dunia kedokteran hewan yang bertujuan untuk kesejahteraan. 
Menurut ilmuwan tersebut, pemanfaatan sinar-x dalam radiodiagnostik dunia kedokteran hewan sangat menunjang dalam penegakkan diagnosa. Secara tidak langsung hal ini akan memberikan kontribusi radiasi yang berasal dari sumber radiasi buatan terhadap pasien. 
Kontribusi radiasi buatan akan menimbulkan efek biologis yang secara langsung atau tidak langsung akan diderita oleh penerima radiasi. Pemanfaatan radiasi yang semena-mena tanpa memperhatikan bahayanya sangat merugikan pada banyak pihak yang ikut andil dalam radiogafi.
Selanjutnya, kata M. Fakhrul Ulum dan Deni Noviana, pemanfaatan radiasi di Indonesia diawasi oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN). Oleh karena itu, maka pemanfaatan sinar-x sebagai radiodiagnostik bidang kesehatan telah diatur oleh pemerintah dalam Peraturan Pemerintah Nomor 33 Tahun 2007 tentang Keselamatan Radiasi Pengion dan Keamanan Sumber Radioaktif serta Surat Keputusan Kepala BAPETEN Nomor 01/Ka-BAPETEN/V-99 tentang Ketentuan Keselamatan Kerja dengan Radiasi. 
“Dengan demikian segala sesuatu berkaitan pemanfaatan radiasi untuk radiodiagnostik harus dilakukan dengan arif dan bijaksana yang aman baik bagi hewan, manusia dan lingkungan,” kata dua ilmuwan itu.
M. Fakhrul Ulum dan Deni Noviana bermaksud sosialisasi pemanfaatan sinar-x sebagai sarana diagnosa penunjang (radiodiagnostik) dalam dunia kedokteran hewan yang aman baik bagi hewan, manusia dan lingkungan.

Sejarah Sinar X
Sinar-x ditemukan oleh ahli fisika Jerman yang bernama Wilhelm Conrad Roentgen pada 8 November 1895, sehingga sinar-x ini juga disebut Sinar Roentgen. 
Perkembangan Roentgen di Indonesia dimulai oleh Dr. Max Herman Knoch seorang ahli radiologi berkebangsaan Belanda yang bekerja sebagai dokter tentara di Jakarta. Pemanfaatan sinar-x ini terus berkembang dari tahun ke tahun dan sudah banyak dimanfaatkan dalam dunia kedokteran hewan sebagai sarana penunjang diagnosa.

Radiasi Ionisasi
Sinar-x merupakan gelombang elektromagnetik atau disebut juga dengan foton sebagai gelombang listrik sekaligus gelombang magnit. Energi sinar-x relative besar sehingga memiliki daya tembus yang tinggi. Sinar-x tebagi atas 2 (dua) bentuk yaitu sinar-x karakteristik dan sinar-x brehmsstrahlung.
Proses terbentuknya sinar-x diawali dengan adanya pemberian arus pada kumparan filament pada tabung sinar-x sehingga akan terbentuk awan elektron. Pemberian beda tegangan selanjutnya akan menggerakkan awan elektron dari katoda menumbuk target di anoda sehingga terbentuklah sinar-x karakteristik dan sinar-x brehmsstrahlung. 
Sinar-x yang dihasilkan keluar dan jika beinteraksi dengan materi dapat menyebabkan beberapa hal diantaranya adalah efek foto listrik, efek hamburan Compton dan efek terbentuknya elektron berpasangan. Ketiga efek ini didasarkan pada tingkat radiasi yang berinteraksi dengan materi secara berurutan dari paling rendah hingga paling tinggi. Radiasi ionisasi akan mengakibatkan efek biologi radiasi yang dapat terjadi secara langsung ataupun secara tidak langsung.

Bahaya Efek Biologis Radiasi
Disamping sinar-x memiliki nilai positif juga memiliki nilai negatif secara biologis. Efek biologis berdasarkan jenis sel yaitu efek genetik dan efek somatik. Efek genetik terjadi pada sel genetik yang akan diturunkan pada keturunan individu yang terpapar. Sedangkan efek somatik akan diderita oleh individu yang terpapar radiasi. 
Apabila ditinjau dari segi dosis radiasi, efek radiasi dapat dibedakan berupa efek stokastik dan deterministik (non stokastik). Efek stokastik adalah peluang efek akibat paparan sinar-x yang timbul setelah rentang waktu tertentu tanpa adanya batas ambang dosis. 
Sedangkan efek deterministik (non stokastik) merupakan efek yang langsung terjadi apabila paparan sinar-x melebihi ambang batas dosis dimana tingkat keparahan bergantung pada dosis radiasi yang diterima. Dosis radiasi bersifat akumulatif sehingga dosis paparan yang diterima akan bertambah seiring dengan frekuensi radiasi yang mengenahinya.

Keselamatan Radiasi dalam Radiodiagnostik
Keselamatan radiasi adalah tindakan yang dilakukan untuk melindungi pasien (hewan), pekerja (operator, dokter hewan, paramedis), anggota masyarakat dan lingkungan hidup dari bahaya radiasi. Radiodiagnostik merupakan kegiatan yang memanfaatkan energi (sinar-x/foton) untuk tujuan diagnosis berdasarkan panduan Radiologi.
Syarat proteksi radiasi dalam pemanfaatan sinar-x sebagai sarana penunjang diagnosa radiodiagnostik harus memperhatikan beberapa hal diantaranya adalah (1) justifikasi pemanfaatan tenaga nuklir, (2) limitasi dosis dan (3) optimisasi proteksi dan keselamatan radiasi. 
Justifikasi didasarkan pada manfaat yang diperoleh lebih besar dari resiko yang timbul. Limitasi dosis ditentukan oleh BAPETEN dan tidak boleh dilampaui atau disebut dengan Nilai Batas Dosis (NBD). NBD adalah dosis terbesar yang dapat diterima dalam jangka waktu tertentu tanpa menimbulkan efek genetik dan somatik akibat pemanfaatan tenaga nuklir. 
“Optimisasi proteksi dan keselamatan radiasi harus diupayakan agar dosis yang diterima serendah mungkin dengan mempertimbangkan faktor sosial dan ekonomi,” kata dua ilmuwan itu.

Tindakan Keselamatan Radiasi Radiodiagnostik
Keselamatan pasien dilakukan dengan meminimalisasi dosis paparan. Tindakan dilakukan dengan cara memperkecil luas permukaan paparan, mempersingkat waktu paparan, menggunakan filter dan menggunakan tehnik radiografi dengan memanfaatkan kV tinggi.
Keselamatan operator (dokter hewan) terhadap paparan radiasi dilakukan dengan melakukan radiografi dalam jarak sejauh mungkin dari sumber sinar-x, menggunakan sarana proteksi radiasi (apron Pb, sarung tangan Pb, kaca mata Pb, pelindung tiroid Pb dan alat ukur radiasi) serta mempersingkat waktu radiasi.
Keselamatan lingkungan terhadap bahaya radiasi dilakukan dengan merencanakan desain ruang radiografi yang aman baik bagi pasien, operator dan lingkungan. Melapisi ruangan dengan Pb dan memperhitungkan beban kerja ruangan terhadap sinar-x yang sesuai dengan perundang-undangan yang berlaku.

Yang Harus Diperhatikan
Pemanfaatan sinar-x sebagai sarana diagnostik penunjang penegakkan diagnosa. “Harus memperhatikan efek biologis negatif dalam radiografi sehingga pemanfaatan sinar-x menjadi aman baik bagi hewan manusia dan lingkungan sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku,” kata M. Fakhrul Ulum dan Deni Noviana mengakhiri bahasannya. (KIVNAS/ YR)