BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Pengertian Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Teori tentang pencitraan Magnetic Resonance Imaging (MRI) muncul pertama sekali pada tahun 1938, ketika Isidor Isaac Rabi menemukan metode pengukuran momen magnetik inti atom atau nuclear magnetic moment. Fenomena fisi resonansi magnet inti atau nuclear magnetic resonance (NMR) studi spektroskopi dari magnet sifat dari inti atom. Resonansi adalah kopling energi yang menyebabkan inti individu, ketika ditempatkan di kuat medan magnet eksternal, untuk selektif menyerap, dan kemudian rilis, energi yang unik untuk mereka inti dan lingkungan sekitarnya. Deteksi dan analisis sinyal NMR telah dipelajari secara ekstensif sejak tahun 1940 sebagai alat analitik kimia dan penelitian biokimia. Baru diamati pada tahun 1946 secara terpisah oleh Felix Bloch dari Standford University dan Edward Purcell dari Harvard University. Penggunaan momen magnet nukleus pertama sekali dipakai di bidang analisis kimia. Pada tahun 1973, Paul Lauterbur menggunakan gradien medan magnetik untuk pertama kalinya membuat citra dari resonance magnet inti atau nuclear magnetic resonance, dan setelah tahun 1977 Magnetic Resonance Imaging
digunakan untuk mendiagnosis tubuh manusia (Pierce, 1995). MRI mempunyai peningkatan dalam teknik imaging paling serbaguna hingga saat ini, yang pada awalnya merupakan alat imaging mampu menganalisa sebagian besar anatomis kemudian meningkat ke suatu fungsional fisiologis system organ tubuh (Bryan, 2010).
kelebihan yang dimilikinya, terutama kemampuannya membuat potongan koronal, sagital, aksial dan oblik tanpa banyak memanipulasi posisi tubuh pasien sehingga sangat sesuai untuk diagnostik jaringan lunak, terutama otak, sumsum tulang belakang dan susunan saraf pusat dan memberikan gambaran detail tubuh manusia dengan perbedaan yang kontras, dibandingkan dengan pemeriksaan CT- scan dan
X-ray lainnya sehingga anatomi dan patologi jaringan tubuh dapat dievaluasi secara detail (Bushberg, 2002).
2.2. Radio Frekuensi (RF)
Pada pulsa RF mengubah energi proton sehingga dapat menyebabkan transisi dan pemberian frekuensi radio dengan waktu yang singkat disebut pulsa frekuensi radio yang merupakan gelombang elektromagnetik, pulsa RF yang diberikan sama dengan frekuensi Larmor yang dimiliki proton. Pada keadaan tersebut proton yang sedang berpresisi akan mendapat tambahan energi. Dalam pemberian frekuensi radio proton pada tingkat energi rendah akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, peristiwa ini disebut resonansi magnetik. Pulsa RF yang menggerakkan magnetisasi (M) dari posisi setimbang ke bidang transversal disebut pulsa 900. Pulsa RF yang menggerakkan M dengan arah yang berlawanan dengan arah asalnya dinamakan pulsa 1800. Kedua pulsa tersebut merupakan pulsa yang mempunyai persamaan yang sangat besar dan penting dalam metode MRI. Beberapa masalah RF dalam gambar MRI tidak disebabkan oleh ganguan luar melainkan oleh masalah dengan komponen internal dari sistem seperti kerusakan dari pemancar RF, sambungan listrik yang buruk, atau kegagalan sirkit terkait dengan kumparan penerima (Blink, 2004).
2.3. Kelebihan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Ada beberapa kelebihan MRI dibandingkan dengan pemeriksaan CT-Scan yaitu :
1. MRI lebih unggul untuk mendeteksi beberapa kelainan pada jaringan lunak seperti otak, sumsum tulang serta muskuloskeletal.
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
2.3.1. Keuntungan Menggunaakan Magnetic Resonance Imaging (MRI) 1. Menggunakan sinar pengion.
2. Tidak berbahaya.
3. Tidak menimbulkan rasa sakit.
4. Dapat mencegah kebutuhan untuk operasi diagnostik lebih dini mendeteksi bila ada masalah kesehatan.
2.3.2. Tipe Tipe Magnetic Resonance Imaging(MRI) MRI bila ditinjau dari tipenya terdiri dari :
a.MRI yang memiliki kerangka terbuka (open gantry) dengan ruang yang luas
b.MRI yang memiliki kerangka (gantry) biasa yang berlorong sempit. MRI 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 0,5T Sebaiknya suatu rumah sakit memilih Magnetic Resonance Imaging(MRI) yang memiliki tesla tinggi karena alat tersebut dapat digunakan untuk teknikFast Scan yaitu suatu teknik yang memungkinkan 1 gambar irisan penampang dibuat dalam hitungan detik, sehingga kita dapat membuat banyak irisan penampang yang bervariasi dalam waktu yang sangat singkat. Dengan banyaknya variasi gambar membuat suatu lesi menjadi menjadi lebih spesifik.
FA adalah sudut yang ditempuh net magnetisasi vektor (NMV) pada waktu
relaksasi.NilaiFlip angle (FA) akan mempengaruhi kekontrasan gambar, dimana
besar kecilnyadapatdibagi menjadi :
1. Sudut balik kecil ( 5° – 30° )
Sudut balik kecil menghasilkan magnetisasi longitudinal besarsetelah
aplikasi pulsa Radio Frekuensi (RF) sehingga dapat mepersingkat waktu. Sudut
kecil juga menyebabkan magnetisasi transversal bernilai kecil sehingga komponen
steady state kecil pula. Keadaan seperti ini akan mengurangi pembobotan T2.
Hasil gambar lebih didominasi oleh pembobotan jika TR panjang dan TE pendek.
Oleh karena itu untuk memperoleh pembobotan T2 TR dan TE harus panjang.
2. Sudut balik sedang ( 30° – 60° )
Jika pada pembobotan T1 memerlukan FA yang besar, maka pada
pembobotan T2 diperoleh dengan peningkatan steady state. Oleh karena itu faktor
TR harus dipertimbangkan. Jika TR pendek ( + 10 mili/detik) maka NMV tidak
cukup untuk melakukan peluruhan magnetisasi transversal sebelum pulsa
berikutnya. Sehingga sisa magnetisasi transversal berkontribusi terhadap sinyal
berikutnya. TR pendek meningkatkan pembobotan T2, sedangkan TE yang pendek
akan mengurangi pembobotan T2.
3. Sudut balik besar
Sudut balik besar (75°– 90°, menurut Hashemi dan 70°-110°, menurut
Westbrook) akan menghasilkan perbedaan T1 karakteristik dua jaringan dengan
baik. Untuk memperoleh pembobotan T1 maka perbedaan T1 jaringan harus
maksimaldanperbedaanT2nyaharusminimal. Pemulihan penuh (full recovery)
harus dihindari. Hal ini bisa dilakukan dengan mengatur parameter FA besar, TR
dan TE pendek.
2.5. Frekuensi Larmor Jaringan
eksternal yang sama maka masing-masing atom mempunyai frekuensi presesi yang berbeda. Sebaliknya walaupun atomnya sama (misalnya atom hidrogen), namun bila diletakkan dalam medan magnet eksternal dengan kekuatan yang berbeda maka akan menghasilkan frekuensi presesi yang berbeda pula. Inti atom hidrogen mempunyai frekuensi presesi 42,6 MHz/ Tesla. Frekuensi presesi ini disebut juga dengan frekuensi Larmor jaringan dan tiap-tiap inti hidrogen membentuk net magnetisasi vektor (NMV) spin pada sumbu atau porosnya. Pengaruh dari Bo akan menghasilkan spin sekunder atau ”gerakan” (NMV) mengelilingi Bo. Spin sekunder ini disebut precession, dan menyebabkan momen magnetik bergerak secara sirkuler mengelilingi Bo. Jalur sirkulasi pergerakan itu disebut ”precessional path” dan kecepatan gerakan NMV mengelilingi Bo disebut ”frekuensi presesi” . Satuan frekuensinya MHz, dimana 1 Hz = 1 putaran per detik (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999). Kecepatan atau frekuensi presesi proton atom hidrogen tergantung pada kuat medan magnet yang diberikan pada jaringan. Semakin kuat medan semakin cepat presesi proton dan frekuensi presesi yang tergantung pada kuat medan magnet disebut dengan frekuensi Larmor yang mengikuti persamaan :
ω = γ B...(1) dengan :
ω = frekuensi Larmor proton (Hz) γ = properti inti gyromagnetik, dan
B = medan magnet eksternal (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999).
2.6. Prinsip Dasar dan Sistem Komponen Magnetic Resonansi Imaging (MRI)
Tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air ( H2O ) yang mengandung 2 atom hydrogen yang memiliki no atom ganjil (1) yang pada intinya terdapat satu proton. Inti hydrogen merupakan kandungan inti terbanyak dalam jaringan tubuh manusia yaitu 1019 inti/ mm3 , memiliki konsentrasi tertinggi dalam jaringan 100 mmol/ Kg dan memiliki gaya magnetic terkuat dari elemen lain. Dalam aspek klinisnya, perbedaan jaringan normal dan bukan normal didasarkan pada deteksi dari kerelatifan kandungan air ( proton hydrogen ) dari jaringan tersebut. Proton proton memiliki prilaku yang hampir sama dengan prilaku sebuah magnet. Sebab proton merupakan suatu partikel yang bermuatan positif dan aktif melakukan gerakan mengintari sumbunya ( spin ) secara kontinyu. Secara teori jika suatu muatan listrik melakukan pergerakan maka disekitarnya akan timbul gaya magnet dengan demikian proton proton dapat diibaratkan seperti magnet magnet yang kecil ( Bar Magnetic ). Hidrogen memiliki momen magnetik, pelimpahan atau
abundance terbesar. Abundance adalah perbandingan jumlah atom suatu isotop unsur tertentu terhadap jumlah atom seluruh isotop yang ada dinyatakan dalam persen dapat dilihat pada Tabel 2.1. Oleh karena itu, hidrogen adalah elemen utama yang digunakan untuk MRI
Tabel 2.1 Inti yang bersifat magnetic (Busberg, 2002)
Proton dan neutron tanpa kita sadari memiliki komponen penyusun semua inti atom yang ada di alam. Proton yang memiliki prilaku hampir sama dengan prilaku sebuah magnet, sebab proton merupakan suatu partikel yang bermuatan positif dan aktif melakukan gerakan secara kontinyu mengintari sumbunya yang disebut dengan pergerakan spinning (Pergerakan Presisi Pada Sumbu), yang akan menghasilkan moment dipole magneticyang kuat dan akan membuat fenomena
disekitarnya akan timbul gaya magnet dengan demikian proton-proton dapat diibaratkan seperti magnet-magnet yang kecil ataubar magnetic. Begitu pula terdapat lebih dari 1 proton dan neutron kemungkinan momen magnetiknya akan berpasangan, sehingga menghilangkan kekutan dipol magnetik satu dengan lain atau menjadi sangat kecil. Hal ini berarti bila inti dengan proton genap dan neutron genap akan terdapat momen magnetik bernilai nol, sedangkan untuk inti dengan proton dan neutron ganjil akan terdapat nilai momen dipol magnetik yang akan membuat fenomena resonansi magnetik dapat dimungkinkan.
Atom Hydrogen bukan hanya berlimpah dalam jaringan biologi tetapi juga mempunyai momen dipol magnetik yang kuat sehingga akan menghasilkan konsentrasi yang besar dan kekuatan yang kuat per inti. Hal ini menyebabkan sinyal Hydrogen yang dihasilkan 1000 lebih besar dari pada yang lain, sehingga atom inilah yang digunakan sebagai sumber sinyal dalam pencitraan MRI. Dapat kita lihat Gambar 2.2 Spinning proton atom hydrogen.
Gambar 2.2Spinning proton atom hydrogen (Bryan, 2010) Pada atom dengan nomor atom genap, inti atom akan berpasang pasangan sehingga saling meniadakan efek magnetik dengan demikian tidak terdapat inti bebas yang akan membentuk jaringan magnetisasi sehingga sulit untuk dirangsang agar terjadi pelepasan signal.
selisih inilah yang akan merupakan inti bebas (tidak berpasangan) yang akan membentuk jaringan magnetisasi. Pemberian gelombang radio frequency (RF) proton menyerap sinyal elektromagnetik atau sinyal MRI. Sinyal - sinyal diterima oleh sebuah koil antena penerima, selanjutnya sinyal- sinyal tersebut diubah menjadi pulsa listrik dan dikirim ke sistem komputer untuk diubah menjadi gambar.
Gambar 2.3 Dasar fisika sinyal MRI (Bitar, dkk., 2006)
biasanya digunakan helium cair yang disebut juga dengan cryogenbath seperti Gambar 2.4
Gambar 2.4 Posisi magnet superkonduktif dalam pesawat MRI (Blink, 2004) Gradien koil untuk membangkitkan suatu medan, terdapat tiga medan yang saling tegak lurus antara ketiganya, yaitu bidang X, Y dan Z yang fungsinya berbeda-beda sesuai dengan irisan yang dipilih, gradien koil X untuk membuat citra potongan sagital, gardien koil Y untuk potongan koronal dan gradien koil Z untuk potongan aksial. Bila gradien koil X, Y dan Z bekerja secara bersamaan maka akan terbentuk potongan oblik.Koil yang umum digunakan, yaitu koil penerima dan koil pemancar. Koil pemancar berfungsi memancarkan gelombang radio pada inti yang terlokalisir sehingga terjadi eksitasi. Sedangkan koil penerima berfungsi untuk menerima sinyal output dari sistem setelah eksitasi terjadi. Sistem Komputer, berfungsi untuk mengontrolsemua komponen alat MRI dan menyimpan data.
2.7. Interaksi Spin Proton dengan Medan Magnet Luar
Suatu materi yang terdiri atas inti yang memiliki spin intristik, jika diletakkan di dalam medan magnet luar, dengan arah sumbu z maka spin tadi akan berinteraksi dengan medan magnet yang menimbulkan torka
.Mayoritas spin pada energi rendah. Untuk kekuatan medan magnet yang lebih tinggi, pemisahan energi dari tingkat energi yang rendah ke energi lebih tinggi, seperti jumlah kelebihan proton di daerah energi rendah diapat dilihat seperti Gambar 2.5.
Gambar 2.5 A Tanpa B0 dan B. dengan B0(Bushberg, 2002).
Selain pemisahan daerah energi spin, proton juga mengalamitorka yang merupakan suatu orientasi momen magnetic () terhadap
B
0seperti pada persamaan berikut;0
xB
……….(2)dengan :
= Torka = Momen magnetic
0
B = Medan magnet besar
Torka
tersebut menyebabkan spin proton bergerak secara unik berotasi mengelilingi medan magnet luar yang diberikan seperti gerakan gasing yang disebut dengan presisi. Proton berpresisi dengan arah pararel dan anti pararel.Selisih antara arah pararel dengan anti pararel disebut dengan net moment magnetik.Frekuensi Larmor merupakan frekuensi gerakan presisi proton dengan persamaan
o
B
o
………(3)Dengan : 0
= frekuensi (Hz) = Giromagnetik0
B = Medan Magnetik
Karena B0 adalah medan magnet luar, dan adalah rasio giromagnetik. Karena jumlah energi spin pada keadaan pararel lebih besar dari pada keadaan anti pararel, maka menghasilkan resultan vektor magnetisasi searah keadaan paralel atau searah medan sumbu longitudinal.
2.7.1. Komponen Sistem Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Komputer pada MRI merupakan otak dan komponen utama yang digunakan untuk memproses sinyal, menyimpan data dan menampilkan gambar yang dihasilkan. Selain sistem komputer komponen utama pada pesawat MRI adalah: pembangkit magnet utama, koil gradien, koil penyelaras (shim’s coils), antena atau koil pemancar dan penerima, serta sistem akuisisi data dalam komputer.
2.7.1.1. Magnet Utama
Untuk keperluan diagnosa klinis diperlukan magnet utama yang memproduksi kuat medan magnet besar antara 0.1 – 3.0 Tesla (Bontrager, 2001). Pembangkitan medan magnet untuk MRI menggunakan salah satu dari beberapa tipe magnet, yaitu magnet permanen, magnet resistif dan magnet superkonduktor.
2.7.1.2. Shims Coils
2.7.1.3. Gradien Coils
Terdapat tiga buah koil gradien yang merupakan penghasil gradien magnet yaitu gradien x, y dan z masing-masing mengarahkan medan magnet pada sumbu x, y dan z. Ketiganya dapat dioperasikan sesuai dengan kebutuhan arah irisan pada tubuh yang diperiksa.
2.7.1.4.Antena
Koil radio frekuensi (RF) terdiri dari dua tipe koil yaitu koil pemancar (transmitter) dan koil penerima (receiver). Fungsinya lebih mirip sebagai antena. Koil pemancar berfungsi untuk memancarkan gelombang RF pada inti yang terlokalisir dengan frekuensi tertentu sehingga terjadi proses resonansi, sedangkan koil penerima berfungsi untuk menerima sinyal output dari sistem. Bentuk dan ukuran koil penerima ini telah dirancang disesuaikan dengan bagian tubuh yang akan diperiksa, misalnya koil untuk Brain, vertebra atau ekstremitas. Jenisnya ada 3 yaitu koil volume, koil surface dan koil phased array.
2.8. Spin Echo
Gambar 2.6 Spin Echo (Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999).
1. Spin Echo Convensional
Spin Echo Convensional adalah sekuen yang paling banyakdigunakan padapemeriksaan Magnetic Resonance Imaging (MRI). Pada spin echokonvensional, segera setelah pulsa RF(Radio Frekuensi) 90 diberikan, sebuahFree Induction Decay (FID) segera terbentuk. Dengan menggunakan kekuatan radiofrekuensi yang sesuai, akan terjadi transferNet Magnetisation Vector(NMV)bersudut 90kemudian diikuti dengan rephasing pulse bersudut 180
2. Fast Spin Echo
Fast Spin Echo merupakan bagian dari urutan pulsa spin echo dengan waktu scanning lebih singkat dari pada spin echoconvensional. Dengan satu kali pulsa 90° dipakai aplikasi 180º berkali-kali dalam satu kali TR disebut dengan ETL (echo train length), dengan cara melakukan lebih dari satu phase encoding step per TR dan mengisi lebih dari satu baris k-space per TR. Berbagai istilah
sequence FSE sesuai dengan system pesawat MRI, disebut rapid acquisition with relaxation enhancement (RARE) oleh system GE, FAME oleh system Philips, Turbo spin echo (TSE) oleh Siemens (Hoa, 2007).sequenceini diuraikan oleh Henning pada tahun 1986 merupakan modifikasi sequencespin echo convensional
dengan aplikasi suatu rangkaian refocusing pulsa 1800 dan memperoleh echo
kembali setelah pulsa1800 (Raul,dkk., 2002)
2.9. Pembobotan T2 atau Spin-spin Relaksasi
Pembobotan T2 mempunyai 2 pembobotan parameter Waktu Gaung atau Time Echo (TE) yang lama dan Waktu Pengulangan atau Time Repetition (TR) yang lama. Biasanya dalam terjemahan Magnetic Resonance Imaging
panjang maka jaringan yang mempunyai nilai TR pendek yaitu lemak pada pembobotan T2 akan tampak gelap atau hyperintens, karena waktu untuk meluruh atau relaksasi spin-spin pendek sehingga peluruhan sinyal menjadi lebih banyak.
Pembobotan T2 sangat penting dalam memperlihatkan suatu citra dari vertebra Brain terutama pada irisan - irisan dibandingkan teknik SE konvensional(Maksymowych, 2007).Pembobotan T2 FSE menggunakan echo train yang panjang atau ETL (echo train length). Semakin banyak ETL, pembobotan T2akan semakin tinggi. Hal ini akan menyebabkan kekaburan citra atau blurring, memungkinkan pengurangan nilai signal to noise ratio (SNR) atau perbandingan antara besarnya amplitudo sinyal dengan amplitude noise, yang berpengaruh terhadap kontras citra atau contras to noise ratio (CNR) merupakan salah satu kelemahan FSE (Woodward dan Freimarck, 2001). Penelitian sebelumnya tentang pengaruh ETL menyatakan pada peluruhan T2 dengan echo train yang panjang atau ETL akan menyebabkan bluringyang berhubungan dengan pelebaran puncak pada fungsi titik sebaran point spread function (PSF),
Waktu pemerosesan terjadinya sinyal MRI yang berasal dari pasien tersebut melalui 3 fase fisika (Bushberg, 2002)yaitu:
1. fase presesi atau magnetisasi 2. fase resonansi dan
3. faserelaksasi.
1. Fase presesi atau magnetisasi
berpasangan yang akan membentuk jaringan magnetisasi. Proton proton selain terus melakukan spin juga melakukan gerakan relatif yang samadengan gerakan permukan gasing yang disebut gerakan presesi. Frekuensi gerakan presesi tergantung pada jenis atom dan kekuatan medan magnet luar yang mempengaruhinya atau kekuatan medan magnetpesawat MRI.
2. Fase resonansi
Terjadinya fase resonansi adalah pada saat fase presesi gelombang radio (RF) dipancarkan, proton proton hydrogen akan menyerapnya dan mulai bergerak meninggalkan arah longitudinal yang sejajar dengan arah kutub magnet pesawat menuju kearah transversal dan menghasilkan magnetisasi transversal. Fase proton proton bergerak meninggalkan sumbu longitudinal menuju arah transversal disebut sebagai fase resonansi.
3. Fase relaksasi
Fase relaksasi ketika proton-proton hydrogen berada pada bidang transversal ataudecay menuju kembali kearah longitudinal atau recovery sambil melepaskan energi yang diserapnya dari gelombang radio dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang dikenal sebagai sinyal MRI,yang akan diterima oleh sebuah kumparan atau antena penerima disisi pesawat MRI, fase ini disebut fase relaksasi. Fase relaksasi dibagi menjadi T1 dan T2. Jika T1 makin lama maka diperoleh sinyal yang makin besar.Awalnya presesi proton proton berada dalam laju dan arah atau fase yang sama namun secara perlahan satu sama lain keluar dari fase tersebut yang disebabkan terjadinya interaksi protondengan proton proton disekitarnya atauspin-spin interaction. Magnetisasi proton proton lokal yang tidak homogen meningkatkan interaksi spin spin dan mempercepat
dephasing sehingga mempercepat penurunan besarnya sinyal(signal decay) ke nilai nol. Hal ini berarti terdapat adanya sinyal yang hilang (lossof signal).Waktu yang diperlukan proton proton dari keadaan magnetisasi transversal berkurang hingga sekitar 37% merupakan nilai T2 yang sebenarnya(Bushberg, 2002).
matikan maka spin partikel akan menyerap energi, kemudian energi tersebut akan melemah sedikit demi sedikit dan akan menuju pada satu fase(dephase). Kehilangan sinyal yang diakibatkan oleh medan magnetik lokal yang tidak homogen tersebut, menutupi nilai T2 yang sebenarnya. Nilai T2 yang diakibatkan oleh adanya medan magnetik yang tidak homogen diberi symbol T2. Proses dephasing diakibatkan oleh hasil interaksi spin spin yang sebenarnya dan interaksi spinspin akibat medan magnet yang tidak homogen.
Gambar 2.7 A.Relaksasi T2 dan B. Waktu peluruhanT2 (Bushberg, 2002)
Gambar 2.7 menunjukkan perbandingan dari kurva peluruhan T2 dan T2. T2 tergantung pada homogenitas utamamedan magnet dan kontras kerentanan dalam jaringan misalnya, kontras MRbahan paramagnetik. Hilangnya Mxy fase koherensi terjadi secara eksponensial disebabkanoleh interaksispin-spin intrinsik dalam jaringan, serta ekstrinsik ketidak seragaman medan magnet. T2decayadalah waktu peluruhan yang dihasilkan dari sifat magnetik intrinsik sampel. T2decayadalah waktu peluruhan yang dihasilkan dari kedua variasi medan magnet intrinsik dan ekstrinsik (Bushberg, 2002).
Tabel 2.2 Densitas hidrogen pada beberapa jaringan (Forshult, 2007)
Jenis jaringan dapat dibagi dua keadaan yaitu cairan atau liquid dan padat atau solid. Jaringan padat memiliki molekul-molekul relatif tetap hal ini berarti medan magnetnya tetap dan variasi lokal medan magnetik disekitar proton cukup berarti, dan jaringan cair medan magnet lokal dari molekul-molekul terdekatnya berubah dengan cepat, sebagai akibat dari gerakan molekulnya.
Didalam jaringan padat tumbukan tidak sering terjadi karena molekul-molekul relatif tetap, lain halnya dengan jaringan cair tumbukan sering terjadi karena molekul-molekulnya bebas bergerak dan mengakibatkan transfer energy lebih banyak sehingga proton lebih cepat mensejajarkan diri kembali kemedan magnet (bushberg, 2001)
Proton mensejajarkan diri secara pararel dan anti-aararel terhadap medan yang diberikan. Proses pensejajaran tersebut terjadi karena interaksi thermal
molekul-molekul, dimana molekul-molekul dalam jaringan bertumbukan dan berinteraksi satu sama lain sehingga terjadi transfer energi.
magnetiknya tetap. Ketidakhomogenan lokal tersebut cukup berarti sehingga menyebabkan efek antar medan magnetic cukup berpengaruh, terutama jika arahnya saling berlawanan sehingga interaksi antar spin-spin cukup memberikan pengaruh pada medan magnet total yang memberikan harga T2 cepat.
Pada jaringan cair molekulnya bebas dan bergerak cepat, sehingga magnetisasi lokal totalnya sangat cepat menjadi nol, hal ini menyebabkan interaksi spin-spin tidak cukup berarti. Akiibatnya uuntuk jaringan cair medan magnet internalnya lemah sehingga T2 kurang berpengaruh pada perbahan fase. Hal ini mengakibatkan kostanta waktu T2 jaringan cair panjang.
2. Resolusi spasial atau spatial resolution
Resolusi spasial adalah faktor yang sangat berhubungan dengan kualitas citra. Resolusi spasial dapat diperoleh dengan menentukan jumlah pixel (picture elemen) atau satuan pembentuk gambar yang ditampilkan dalam FOV (Field Of View) dan resolusi spasial berhubungan sekali dengan SNR (Signal to Noise Ratio) (Bushberg, 2001).
Penggunaan pixel-pixel yang mewakili besarnya frekuensi encoding
mengontrol waktu scan dimana arah frekuensi encoding terdapat pada window
(band width) yang membaca data dari jaringan yang dipilih. Dimana banyaknya data yang diambil menentukan resolusi vertikal.Pada dasarnya resolusi sebanding dengan pemilihan ukuran jaringan dalam arah frekuensi encoding. Dengan menggunakan pixel-pixel kecil Maka akan mempertinggi resolusi spasial tetapi dalam hal ini harga signal to Noise Ratio (SNR) berkurang., sebab besarnya sinyal yang sama harus didistribusikan keseluruh pixel yang jumlahnya banyak.
2.10.2. Rekonstruksi Pencitraan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Melalui antena frekuensi radio khususnya pada saat proton berada diantara selang relaksasi, bisa didapatkan sinyal RF yang dipancarkan dari tubuh pasien yang disebut peluruhan induksi bebas.FID merupakan intensitas sinyal MRI digambarkan sebagai fungsi waktu. Dan dengan melakukan transformasi Fourier
dan Z) yaitu pada potongan tubuh sagital, coronal dan axial, maka didapatkan spektrum MR yang sesuai (Bushberg, 2001). Dengan medan magnet gradien yang kuat medan magnetnya jauh lebih kuat dari pada medan magnet utama, akan terjadi pembedaan kuat medan magnet diluar potongan tubuh yang dipilih, sehingga ada bagian yang lebih besar, maupun yang lebih kecil dari frekuensi larmor. Dengan bantuan seperangkat komputer pesawat MRI yang dibuat atau yang deprogram sesuai dengan kekuatan dari medn magnet yang dihasilkan oleh superconductor didapatkan suatu pencitraan MRI. Pencitraan MRI dilakukan melalui suatu metode transformasi Fourier yang dapat mengkontruksi citra dari gambaran MRI. Melalui berbagai proyeksi kemudian dapat direkontruksikan kedalam layar monitor, dan akan terbentuk gambar yang merupakan hasil dari pencitraan resonansi magnetic dan disamping dalam bentuk gambar di monitor juga dapat dimasukkan kedalam kaset (Bushberg, 2001)
2.11. Anatomi Otak Manusia
Gambar 2.8 Otak Manusia (Sobatta,2003)
1. Cerebrum (Otak Besar) kemampuan berpikir, analisa, logika, bahasa, kesadaran, perencanaan, memori dan kemampuan visual.
2. Cerebellum (Otak Kecil)
Otak Kecil atau Cerebellum terletak di bagian belakang kepala, dekatdengan ujung leher bagian atas. Cerebellum mengontrol banyak fungsi otomatis otak, diantaranya: mengatur sikap atau posisi tubuh, mengkontrol keseimbangan, koordinasi otot dan gerakan tubuh. Jika terjadi cedera pada otak kecil, dapat mengakibatkan gangguan pada sikap dan koordinasi gerak otot. Gerakan menjadi tidak terkoordinasi, misalnya orang tersebut tidak mampu memasukkan makanan ke dalam mulutnya atau tidak mampu mengancingkan baju.
3. Brainstem (Batang Otak)
Batang otak (brainstem) berada di dalam tulang tengkorak atau rongga kepala bagian dasar dan memanjang sampai ke tulang punggung atau sumsum tulang belakang. Bagian otak ini mengatur fungsi dasar manusia termasuk pernapasan, denyut jantung, mengatur suhu tubuh, mengatur proses pencernaan, dan merupakan sumber insting dasar manusia yaitu fight or flight (lawan atau lari) saat datangnya bahaya.Batang Otak terdiri dari tiga bagian, yaitu:
a. Mesencephalon atau Otak Tengah (disebut juga Mid Brain) adalah bagian teratas dari batang otak yang menghubungkan Otak Besar dan Otak Kecil. Otak tengah berfungsi dalam hal mengontrol respon penglihatan, gerakan mata, pembesaran pupil mata, mengatur gerakan tubuh dan pendengaran. b. Medulla oblongata adalah titik awal saraf tulang belakang dari sebelah kiri
