BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Magnetic Resonance Imaging
Magnetic Resonance Imaging ( MRI ) adalah suatu alat diagnostik muthakhir untuk memeriksa dan mendeteksi tubuh dengan menggunakan medan magnet yang besar dan gelombang frekuensi radio, tanpa operasi, penggunaan sinar-x, ataupun bahan radioaktif, 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. Merupakan metode rutin yang dipakai dalam diagnosis medis karena hasilnya yang sangat akurat. Dengan beberapa faktor 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 ).
2.1.1 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 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
2.1.2 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. 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
2.1.3 Keuntungan Menggunakan Magnetic Resonance Imaging ( MRI ) 1. Tidak menggunakan sinar pengion.
2. Tidak berbahaya.
3. Tidak menimbulkan rasa sakit. 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 system seperti
kerusakan dari pemancar RF, sambungan listrik yang buruk, atau kegagalan sirkit terkait dengan kumparan penerima ( Blink, 2004 ).
2.3 Flip angle ( FA ) atau sudut balik
FA adalah sudut yang ditempuh net magnetisasi vektor ( NMV ) pada waktu relaksasi. Nilai Flip angle ( FA ) akan mempengaruhi kekontrasan gambar, dimana besar kecilnya dapat dibagi menjadi :
1. Sudut balik kecil ( 5° – 30° )
Sudut balik kecil menghasilkan magnetisasi longitudinal besar setelah 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 maksimal dan perbedaan T2 nya harus minimal. Pemulihan penuh ( full recovery ) harus dihindari. Hal ini bisa dilakukan dengan mengatur parameter FA besar, TR dan TE pendek.
2.4 Frekuensi Larmor Jaringan
Di dalam medan magnet eksternal inti atom akan mengalami gerakan perputaran menyerupai gerakan sebuah gasing. Gasing berputar di atas sumbu bidang vertikal yang bergerak membuat bentuk seperti sebuah kerucut. Gerakan ini disebut dengan presesi. Frekuensi presesi ini besarnya sebanding dengan kekuatan medan magnet eksternal dan nilai gyromagnetik inti atom. Apabila atom dengan frekuensi gyromagnetik yang berbeda berada dalam suatu medan magnet eksternal yang sama maka masing-masing atom mempunyai frekuensi presesi yang berbeda. Sebaliknya walaupun atomnya sama ( misalnya atom hydrogen ), 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 hydrogen 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 magnet 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 ).
2.5 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 tidak 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 mengitari sumbunya ( spin ) secara kontiniu. 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 mengitari sumbunya yang disebut
dengan pergerakan spinning ( Pergerakan Presisi Pada Sumbu ), yang akan menghasilkan moment dipole magnetic yang kuat dan akan membuat fenomena resonansi. 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 atau bar magnetic. Begitu pula terdapat lebih dari 1 proton dan neutron kemungkinan momen magnetiknya akan berpasangan, sehingga menghilangkan kekuatan 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.
2.6 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.
2.6.1 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.
2.6.2 Shims Coils
Untuk menjaga kestabilan, keseragaman atau homogenitas medan magnet utama maka dipasang coil elektromagnetik tambahan yang disebut dengan shim coil. Inhomogenitas magnet diharapkan tidak melebihi 10 ppm ( Westbrook,C, dan Kaut,C, 1999 ).
2.6.3 Gradien Coils
Terdapat tiga buah coil gradien yang merupakan penghasil gradien magnet yaitu gradien x, y dan z masing-masing mengarahkan medan magnet pada sumbux, y dan z. Ketiganya dapat dioperasikan sesuai dengan kebutuhan arah irisan pada tubuh yang diperiksa.
2.6.4 Antena
Coil radio frekuensi ( RF ) terdiri dari dua tipe coil yaitu coil pemancar ( transmitter ) dan coil penerima ( receiver ). Fungsinya lebih mirip sebagai antena. Coil pemancar berfungsi untuk memancarkan gelombang RF pada inti yang terlokalisir dengan frekuensi tertentu sehingga terjadi proses resonansi, sedangkan coil penerima berfungsi untuk menerima sinyal output dari sistem. Bentuk dan ukuran coil penerima ini telah dirancang disesuaikan dengan bagian tubuh yang akan diperiksa, misalnya coil untuk Brain, vertebra atau ekstremitas. Jenisnya ada 3 yaitu coil volume, coil surface dan coil phased array
2.6.5 Spin Echo
Spin echo menggunakan eksitasi pulsa 900 yang diikuti olehsatu atau lebih rephasing pulsa 1800, untuk menghasilkan spin echo. Jika hanya menggunakan satu echo gambaran T1Weighted Image dapat diperoleh dengan menggunakan Time Repetition ( TR ) pendek dan Time Echo ( TE ) pendek. Teknik Spin Echo dalam pencitraan MRI terdiri dari dua teknik yaitu spin echo convensional dan fast spin echo ( Bushberg, 2002 ) yaitu :
1. Spin Echo Convensional
Spin Echo Convensional adalah sekuen yang paling banyak digunakan pada pemeriksaan Magnetic Resonance Imaging ( MRI ). Pada spin echo konvensional, segera setelah pulsa RF ( Radio Frekuensi ) 90 diberikan, sebuah
Free Induction Decay ( FID ) segera terbentuk. Dengan menggunakan kekuatan radiofrekuensi yang sesuai, akan terjadi transfer Net magnetisation Vector ( NMV ) ersudut 0 kemudian diikuti dengan rephasing pulse ersudut 1 0
2. Fast Spin Echo
Fast Spin Echo merupakan bagian dari urutan pulsa spin echo dengan waktu scanning lebih singkat dari pada spin echo convensional. 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 ). Sequence ini diuraikan oleh Henning pada tahun 1986 merupakan modifikasi sequence spin echo convensional dengan aplikasi suatu rangkaian refocusing pulsa 1800 dan memperoleh echo kembali setelah pulsa1800 ( Raul,dkk., 2002 )
2.7 MRI sebagai salah satu modalitas diagnostik
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. Beberapa faktor 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.
Teknik penggambaran MRI relatif komplek karena gambaran yang dihasilkan tergantung pada banyak parameter. Bila pemilihan parameter tersebut tepat, kualitas gambar MRI dapat memberikan gambaran detail tubuh manusia dengan
perbedaan yang kontras, sehingga anatomi dan patologi jaringan tubuh dapat dievaluasi secara teliti.
Untuk menghasilkan gambaran MRI dengan kualitas yang optimal sebagai alat diagnostik, maka 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 pemeriksaanya.
Saat ini tersedia beberapa perangkat diagnostik, seperti Computed Tomography ( CT-Scan ) dan Magnetic Resonance Imaging ( MRI ). Perangkat ini merupakan modalitas yang dapat membantu menegakkan diagnosis penyakit. MRI lebih unggul dibandingkan dengan alat pencitra radiologi yang lain, seperti pesawat sinar-x konvensional, ultrasonografi, dan CT-Scan, karena dapat menampilkan secara detail anatomi suatu organ berdasarkan kemampuannya yang lebih baik dalam mendeteksi jaringan lunak. Selain itu, MRI tidak menggunakan sinar-x sehingga tidak ada kekhawatiran timbulnya efek biologis, mutasi gen, dan terjadinya keganasan akibat radiasi pengion. Secara spesifik kelebihan MRI dibandingkan dengan pemeriksaan CT Scan adalah :
1. MRI lebih unggul untuk mendeteksi beberapa kelainan pada jaringan lunak seperti otak, sumsum tulang, serta muskuloskeletal. MRI memberikan resolusi yang tinggi dan kemampuan yang lebih baik dibandingkan dengan CT-Scan dalam mendeteksi lesi-lesi patologis di daerah white matter. 2. MRI 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.
2.8 MRI bersasaran ( targeted MRI ) sebagai salah satu imaging molekuler Molekuler imaging adalah karakterisasi dan pengukuran invivo proses biologis pada tingkat molekuler dan seluler dimana teknik imaging ini mengajukan untuk ―mempro e‖ a normalitas molekuler yang merupakan dasar penyakit dan ukan menggambarkan efek akhir dari perubahan molekuler. Untuk membuat image molekul spesifik in vivo beberapa kriteria kunci secara umum harus dipenuhi yaitu :
(a) ketersediaan probe afinitas tinggi dengan farmakodinamika yang reasonable
(b) kemampuan probe ini untuk mengatasi hambatan pengiriman biologis ( vaskuler, interstitiel, dan membran sel )
(c) pemakaian strategi amflipikasi ( kimiawi dan biologis ) dan
(d) ketersediaan teknik imaging yang sensitif, cepat dan beresolusi tinggi.
MRI merupakan salah satu modalitas dalam imaging yang paling mungkin ―masuk‖ dalam skenario terse ut melalui penggunaan senyawa pengontras bertarget disertai amplifikasi biologis.
Prinsip kerja MRI adalah interaksi antara gelombang frekuensi radio dan spin inti hidrogen jaringan tubuh ketika dimasukkan ke dalam medan magnit yang kuat. Apabila radio frekuensi dihidupkan ( on ), dengan frekuensi yang sama dengan atom hidrogen, energi yang dipancarkan akan diserap oleh inti atom hidrogen sehingga terjadi magnetisasi longitudinal dan transversal, dengan perkataan lain terjadi resonanasi. Apabila radio frekuensi dimatikan maka energi yang diserap akan dilepaskan kembali dan inti atam hidrogen yang mengalami resonansi tadi akan kembali kepada keadaan semula atau mengalami relaksasi. Waktu yang diperlukan untuk kembali kepada keadaan semula disebut waktu relaksasi.Waktu untuk kembali kepada keadaan semula longitudinal magnitisasi disebut waktu
relaksasi T1. Waktu untuk kembali kepada keadaan semula trasversal magnetisasi disebut waktu relaksasi T2.
Kualitas citra MRI ditentukan oleh intensitas sinyal yang dipancarkan oleh jaringan tubuh setelah masuk ke dalam medan magnet. Intensitas sinyal ditentukan oleh berbagai hal yaitu besarnya medan magnet, jumlah atom hidrogen yang ada pada jaringan, apabila jaringan mempunyai atom hidrogen yang banyak maka intensitas sinyal yang dikeluarkan juga kuat. Selain itu intensitas sinyal juga dipengaruhi oleh waktu relaksasi longitudinal T1, dan waktu relaksasi tranversal T2.
Kekuatan medan magnet MRI yang biasa dipakai di klinik antara 0,3 sampai 1,5 Tesla. Besarnya medan magnit tersebut sangat memengaruhi hasil pencitraan. Bila medan magnit MRI yang dipakai rendah akan memberikan citra yang kurang baik dan waktu pemeriksaan akan lebih lama serta cakupan pemeriksaan sangat terbatas bila dibandingkan medan magnet yang tinggi.
Senyawa pengontras ( contrast agent ) yang biasa dipakai untuk MRI adalah kompleks dari Gadoliniun ( Gd ) yaitu kompleks senyawa gadolinium dengan asam dietilen triamin pentaasetik ( DTPA ) dan 1,4,7,10 tetraazasiklododekan ( DOTA ). Senyawa pengontras DTPA mempunyai keterbatasan yaitu Gd-DTPA mempunyai berat molekul yang kecil sehingga cepat keluar dari tubuh melalui ginjal / urin dan melalui feses. Lebih jauh senyawa pengontras Gd-DTPA tidak dapat masuk ke dalam sel sasaran sehingga citra yang dihasilkan tidak spesifik, yaitu tidak dapat membedakan dengan jelas suatu kelainan apakah suatu tumor ganas, tumor jinak, atau inflamasi. Agar mendapatkan pencitraan yang spesifik senyawa pengontras yang biasa dipakai yaitu Gd-DTPA dikonyugasikan dengan antibodi supaya terjadi pengikatan antara antigen reseptor dengan antibodi yang ada pada senyawa pengontras. Untuk memperkuat ikatan senyawa pengontras Gd-DTPA dan antibodi ditambahkan senyawa kimia lain, yaitu dendrimer merupakan senyawa kimia yang secara fisik berbentuk seperti pohon mempunyai banyak cabang-cabang kelompok amino sehingga dapat mengikat kompleks Gd-DTPA yang banyak dan juga dapat mengikat antibodi. Dengan adanya dendrimer ini ikatan senyawa pengontras menjadi suatu senyawa
makromolekul sehingga senyawa pengontras tidak cepat ke luar dari tubuh dan mempunyai relaksivitas yang tinggi. Karena mempunyai relaksivitas yang tinggi maka penyangatan citra yang dihasilkan lebih kuat dibandingkan dengan Gd DTPA.
Untuk memperkuat ikatan senyawa pengontras Gd-DTPA dan antibodi ditambahkan dendrimer yang merupakan senyawa kimia yang secara fisik berbentuk seperti pohon mempunyai banyak cabang-cabang kelompok amino sehingga dapat mengikat kompleks Gd-DTPA yang banyak dan juga dapat mengikat antibodi. Dengan adanya dendrimer ini ikatan senyawa pengontras menjadi suatu senyawa makromolekul sehingga senyawa pengontras tidak cepat ke luar dari tubuh dan mempunyai relaksivitas yang tinggi dibandingkan dengan Gd-DTPA. Karena mempunyai relaksivitas yang tinggi maka penyangatan citra yang dihasilkan lebih kuat. Secara populer senyawa pengontras yang bersasaran atau bertarget dengan memakai MRI disebut targeted MRI.
Penyangatan citra yang diartikan sebagai peningkatan kualitas citra dari suatu senyawa pengontras harus mempunyai sifat-sifat tertentu supaya dapat dipergunakan dalam klinik. Sifat-sifat yang harus dipunyai senyawa pengontras bersasaran adalah tidak cepat ke luar dari tubuh, afinitas pengikatan ( binding affinity ) yang selektif dan kuat pada sasaran yang diinginkan, sinyal latar belakang yang rendah ( target-to-background ratio yang tinggi ) besar senyawa pengontras ke target agar memperoleh visualisasi yang lebih baik dalam citra yang dihasilkan.
2.9 Perkembangan MRI.
Pada tahun 1946, Felix Bloch dan Purcell mengemukakan teori, bahwa inti atom bersifat sebagai magnet kecil, dan inti atom membuat spinning dan precessing. Dari hasil penemuan kedua orang diatas kemudian lahirlah alat Nuclear Magnetic Resonance ( NMR ) Spectrometer, yang penggunaannya terbatas pada kimia saja. Setelah lebih dari sepuluh tahun Raymond Damadian bekerja dengan alat NMR Spectometer, maka pada tahun 1971 ia menggunakan alat tersebut untuk pemeriksaan pasien. Pada tahun 1979, The University of Nottingham Group memproduksi gambaran potongan coronal dan sagital (disamping potongan
aksial) dengan NMR. 2
Selanjutnya karena kekaburan istilah yang digunakan untuk alat NMR dan di bagian apa sebaiknya NMR diletakkan, maka atas saran dari AMERICAN COLLEGE of RADIOLOGI ( 1984 ), NMR dirubah menjadi Magnetic Resonance Imaging ( MRI ) dan diletakkan di bagian Radiologi.
2.10 Kelebihan MRI Dibandingkan dengan CT Scan
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. 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.
2.11 Penatalaksanaan Pasien dan Tehnik Pemeriksaan
Pada pemeriksaan MRI perlu diperhatikan bahwa alat-alat seperti tabung oksigen, alat resusitasi, kursi roda, dll yang bersifat fero-magnetik tidak boleh dibawa ke ruang MRI. Untuk keselamatan, pasien diharuskan memakai baju pemeriksaan dan menanggalkan benda-benda feromagnetik, seperti jam tangan, kunci, perhiasan, jepit rambut, gigi palsu dan lainnya.
Screening dan pemberian informasi kepada pasien dilakukan dengan cara mewawancarai pasien, untuk mengetahui apakah ada sesuatu yang membahayakan pasien bila dilakukan pemeriksaan MRI, misalnya pasien menggunakan alat pacu jantung, logam dalam tubuh pasien seperti IUD, sendi palsu, neurostimulator, dan klip anurisma serebral, dan lain-lain.
Transfer pasien menuju ruangan MRI, khususnya pasien yang tidak dapat berjalan ( non ambulatory ) lebih kompleks dibandingkan pemeriksaan imaging lainnya.
Hal ini karena medan magnet pesawat MRI selalu dalam keadaan ―on‖ sehingga setiap saat dapat terjadi resiko kecelakaan, dimana benda-benda feromagnetik dapat tertarik dan kemungkinan mengenai pasien atau personil lainnya. Salah satu upaya untuk mengatasi hal tersebut, meja pemeriksaan MRI dibuat mobile, dengan tujuan pasien dapat dipindahkan ke meja MRI di luar ruang pemeriksaan dan da-pat segera dibawa ke luar ruangan MRI bila terjadi hal-hal emergensi. Selain itu meja cadangan pemeriksaan perlu disediakan, agar dapat mempercepat penanganan pasien berikutnya sebelum pemeriksaan pasien selesai. Upaya untuk kenyamanan pasien diberikan, antara lain dengan penggunaan Earplugs bagi pasien untuk mengurangi kebisingan, penggunaan penyangga lutut / tungkai, pemberian selimut bagi pasien, pemberian tutup kepala .
Untuk persiapan pelaksanaan pemeriksaan perlu dilakukan beberapa hal berikut. 5
Persiapan console yaitu memprogram identitas pasien seperti nama, usia dan lain-lain, mengatur posisi tidur pasien sesuai dengan obyek yang akan diperiksa. Memilih jenis coil yang akan digunakan untuk pemeriksaan, misalnya untuk pemeriksaan kepala digunakan Head coil, untuk pemeriksaan tangan, kaki dan tulang belakang digunakan Surface coil. Memilih parameter yang tepat, misalnya untuk citra anatomi dipilih parameter yang Repetition Time dan Echo Time pendek, sehingga pencitraan jaringan dengan konsentrasi hidrogen tinggi akan berwarna hitam. Untuk citra pathologis dipilih parameter yang Repetition Time dan Echo Time panjang, sehingga misalnya untuk gambaran cairan serebro spinalis dengan konsentrasi hidrogen tinggi akan tampak berwarna putih. Untuk kontras citra antara, dipilih parameter yang time repetition panjang dan time echo pendek sehingga gambaran jaringan dengan konsentrasi hidrogen tinggi akan tampak berwarna abu-abu.
Untuk mendapatkan hasil gambar yang optimal, perlu penentuan center magnet ( land marking patient ) sehingga coil dan bagian tubuh yang diamati harus sedekat mungkin ke center magnet, misalnya pemeriksaan MRI kepala, pusat magnet pada hidung.
Untuk menentukan bagian tubuh dibuat Scan Scout ( panduan pengamatan ), dengan parameter, ketebalan irisan dan jarak antar irisan serta format gambaran
tertentu. Ini merupakan gambaran 3 dimensi dari sejumlah sinar yang telah diserap. Setelah tergambar scan scout pada TV monitor, maka dibuat pengamatan- peng-amatan berikutnya sesuai dengan kebutuhan.
Pemeriksaan MRI yang menggunakan kontras media, hanya pada kasus-kasus tertentu saja . Salah satu kontras media untuk pemeriksaan MRI adalah Gadolinium DTPA yang disuntikan intra vena dengan dosis 0,1 ml / kg berat badan.
2.12 Artefak pada MRI dan Upaya Mengatasinya
Artefak adalah kesalahan yang terjadi pada gambar, menurut jenisnya terdiri dari : a. kesalahan geometrik
b. kesalahan algoritma
c. kesalahan pengukuran attenuasi. Sedangkan menurut penyebabnya terdiri dari :
a. Artefak yang disebabkan oleh pergerakan physiologi, karena gerakan jantung gerakan per-nafasan, gerakan darah dan cairan cerebrospinal, gerakan yang terjadi secara tidak periodik seperti gerakan menelan, berkedip dan lain-lain.
b. Artefak yang terjadi karena perubahan kimia dan pengaruh magnet. c. Artefak yang terjadi karena letak gambaran tidak pada tempat yang
seharusnya.
d. Artefact yang terjadi akibat dari data pada gambaran yang tidak lengkap.
e. Artefak sistem penampilan yang terjadi misalnya karena perubahan bentuk gambaran akibat faktor kesala-han geometri, kebocoran dari tabir radio-frequens.
Akibat adanya artefak – artefak tersebut pada gambar akan tampak gambaran kabur, terjadi kesalahan geometri, tidak ada gambaran, gambaran tidak bersih,
terdapat garis–garis dibawah gambaran, gambaran bergaris garis miring, gambaran tidak beraturan.
Upaya untuk mengatasi artefak pada gambaran MRI, antara lain dilakukan dengan cara waktu pemotretan dibuat secepat mungkin memeriksa keutuhan tabir pelindung radio frequensi, menanggalkan benda-benda yang bersifat ferromagnetik bila memungkinkan, perlu kerja sama yang baik dengan pasien. 2.13 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, pasien segera dikeluarkan dari pesawat MRI dengan menarik meja pemeriksaan dan segera berikan pertolongan dan apabila tindakan selanjutnya memerlukan alat medis yang bersifat ferromagnetik harus dilakukan di luar ruang pemeriksaan .
Seandainya terjadi kebocoran Helium, 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 pemeriksaan kekurangan oksigen.
Apabila terjadi pemadaman ( Quenching ), yaitu hilangnya sifat medan magnet yang kuat pada gentry ( bagian dari pesawat MRI ) secara tiba-tiba, tindakan yang perlu dilakukan adalah membuka pintu ruangan lebar- lebar agar terjadi pertukaran udara dan pasien segera di bawa keluar ruangan pemeriksaan. Hal ini perlu dilakukan karena Quenching menyebabkan terjadinya penguapan helium, sehingga ruang pemeriksaan MRI tercemar gas Helium. Selama pemeriksaan MRI untuk anak kecil atau bayi, sebaiknya ada keluarganya yang menunggu di dalam ruang pemeriksaan.
2.14 Magnetic Resonance Spectroscopy
MR spectroscopy sebenarnya sudah digunakan jauh sebelum penggunaan Magnetic Resonance Imaging. MR spectroscopy itu sendiri adalah salah satu dari berbagai instrumentasi spectroscopic, dimana aplikasinya digunakan pada kimia organik untuk menilai komposisi struktur molekul dari suatu senyawa atau untuk
mendeteksi keberadaan senyawa tertentu pada sampel yang diperiksa.
Konsepnya dasar spektroskopy itu sendiri sebenarnya sederhana. Enegi dari gelombang eletromagnetik dengan panjang gelombang tertentu ( λ ), frekuensi (υ), dan ( c ) adalah kecepatan suara [ dimana υ = c / λ ], dapat berinteraksi dengan sampel tertentu dari materi. Interaksi ini menyebabkan sampel bisa menyerap atau melepaskan energi. Energi tersebut kemudian diukur intensitasnya dan distribusinya, disebut spektrum, sehingga bisa didapatkan informasi tentang fisiologis dan struktur kimiawi dari sampel yang diambil.
MR spectroscopy berdasar pada fenomena dari nukleus ( inti ) dari beberapa atom memiliki momen magnetik aktif dan atom-atom ini berinteraksi dengan medan magnet. Nukleus dengan jumlah proton dan netronnya ganjil misalnya hydrogen (1H ) ( hanya 1 proton ), phosphorus ( 31P ) ( 15 proton , 16 neutron ) dan carbon (3C) mempunyai momen magnetik dan secara umum digunakan studi MR spectroscopy.
2.14.1 Magnetic Resonance Spectroscopy.
Magnetic resonance spectroscopy adalah teknik non invasif yang digunakan untuk mengukur konsentrasi-konsentrasi dari beberapa komponen biokimia dalam jaringan tubuh. Teknik yang digunakan menggunakan prinsip fisika yang sama dengan MRI. Teori fisika MRI dan MRS lebih dalam bisa dipelajari lebih dalam pada beberapa literatur dan tidak dibahas detail disini. Namun yang berkaitan dengan spectroscopy, secara sederhana dijelaskan sebagai berikut :
Ketika molekul nucleus-nucleus magnetis aktif ditempatkan pada medan magnet eksternal ( Bo [Tesla] ) ,sebagian besar mereka akan menyelaraskan arah sepanjang medan magnet tersebut sambil berosilasi / putaran melingkar pada axisnya ( precession ).
Frekuensi gerakan memutar tersebut ( disebut frekuensi Lamour (ωo) [hertz/Megahertz] besarnya tergantung pada besarnya magnetik lokal dan struktur molekulnya, atau rasio gyromagnetic ( γ [hertz/T] ).
Ketika energi elektromagnetik ( dalam bentuk denyut frekuensi radio atau RF pulse ) dipancarkan ke arah molekul dengan frekuensi sama dengan frekuensi Larmornya, maka molekul-molekul tersebut menyerap energi dan merubah keselarasan arahnya terhadap medan magnet external. Ketika energi dari radiofrekuensi ini dihentikan, mereka akan kembali menyelaraskan arah ke external magnet sambil melepaskan energi. Energi yang dilepaskan ini besarnya frekuensi konstan tetapi intensitasnya semakin berkurang sepanjang waktu, disebut Free Induction Decay, perubahan intensitas inlah ditangkap sebagai dipakai sebagai dasar signal MRI.
Karena jumlah proton ( misal 1H ) berbeda-beda dalam suatu jaringan, maka terdapat variasi frekuensi FID dari bagian anatomi yang diakusisi dalam bentuk irisan dari objek tubuh manusia, dimana lokasi spasialnya bisa diperoleh dengan menerapkan gradien coil pada medan magnet. Kemudian signal-signal ini dikonversikan menjadi gambar anatomi dengan perbedaan densitas (hitam–putih) sesuai dengan kekuatan signal emisinya dan letak lokasi spasial irisannya.
Perbedaannya, MRI mendeteksi emisi signal frekuensi berdasarkan data posisi spasial dari nukleus sedangkan MRS medeteksi perbedaan resonansi frekuensi atau pergeseran kimia ( chemical shifts ) dari ikatan kimia ( chemical bounding ) dari bagian gambar anatomi yang diseleksi. Informasi signal frekuensi Free Induction Decay ( FID ) yang terekam se agai fungsi ‖time domain‖, dideteksi oleh MRS dan dikonversikan menggunakan metode transformasi Fourier menjadi ‖frequency domain‖ dalam entuk grafik pada sumbu vertikal berupa spektrum kurva dengan nilai-nilai puncak yang konsisten dan pada sumbu horisontal berupa distribusi dari variasi resonansi frekuensi dari pergeseran kimia (chemical shift) metabolisme yang dideteksi.
Secara teknis pelaksanaanya, MRS dapat dikerjakan setelah MRI. Maksudnya setelah gambar MRI dibuat, maka bisa dilanjutkan dengan pemeriksaan MR spectrosocopy pada area tertentu pada gambar anatomi otak disebut voxel.
Jadi dalam pemeriksaan MRI kepala, MRI memberikan gambaran anatomis dari otak, sedangkan MRS memberikan informasi metabolisme dari area tertentu pada gambar anatomi kepala yang telah dibuat dengan MRI tadi.
2.14.2 Magnetic Resonance Spectroscopy pada pemeriksaan otak.
MRS telah banyak digunakan secara intensif untuk pemeriksaan otak dan kelainan patologisnya sejak awal tahun 1980. Saat itu, MR spectroscopy untuk pemerikasaan otak menggunakann nukleus phosphorus ( 31P ). Namun teknik ini mempunyai kekurangan dari segi rendahnya sensivitas dan konsentrasi pada jaringan otak serta resolusi spasial yang tidak adekuat pada pemeriksaan fokal lesi berukuran sedang atau kecil, sehingga digantikan oleh hydrogen ( 1H ). Teknik resonansi proton ( 1H ) adalah paling banyak digunakan pada pemeriksaan otak karena kandungan hydrogen terbanyak dalam tubuh manusia dan emisi nukleusnya memancarkan frekuensi paling intens ketika berinteraksi dengan medan magnet eksternal serta pemeriksaannya dapat dikerjakan dengan coil yang sama dengan yang digunakan untuk imaging.
Proton MR spectroscopy pada jaringan otak menunjukkan spektral dari beberapa metabolit dimana konsentrasi minimumnya antara 0.5 dan 1.0 mMol dalam satu spektrum, metabolit-metabolit tersebut beresonansi pada frekuensi yang berbeda sehingga posisi tiap metabolit yang di plot sepanjang grafik axis horisontal berbeda satu dengan lainnya, dan merujuk pada pergeseran kimia (chemical shift), mempunyai skala unit dalam part per millon ( ppm ).
Pola normal spektral dari metabolit jaringan otak ditunjukkan pada gambar 2.1 berikut ini.
Gambar 2.1 MR spectroscopy otak normal
Konsentrasi tiap metabolit lebih direpresentasikan oleh area dibawah puncak kurva ketimbang tinggi ( peak ) dari puncak tersebut. Konsentrasi metabolit-metabolit itu jauh lebih kecil dibandingkan air dan lemak. Oleh sebab itu , MR spectroscopy pemeriksaan otak menggunakan teknik Chemical shift selective ( CHESS ) seperti yang dipakai pada teknik saturasi lemak ( fat sat ), tetapi bedanya radiofrekuesi yang ditekan berpusat pada air bukan lemak, untuk menekan signal dari air atau cairan otak, sehingga frekuensi-frekuensi metabolit tersebut dapat terlihat dengan lebih prominen.
Perbedaan pola dari spektral antara jaringan otak normal dan abnormal adalah dasar aplikasi klinis dari MR spectroscopy. Sedangkan magnetic resonance imaging perbedaan morfologi antara struktur anatomi otak normal dan abnomal menjadi dasarnya. Permasalahanya ada beberapa kelainan patologis tanpa perubahan morfologi ( misalnya ischemia ). Disamping itu perubahan struktur anatomi tersebut masih perlu dibedakan jenisnya, dan terkadang sulit karena memilik karakteristik morfologi yang hampir sama, misalnya tumor low grade glioma atau cerebral infark.
Intinya proses terjadinya penyakit pada jaringan otak, kelainan metabolik sering kali terjadi lebih dahulu sebelum perubahan morfologinya. MR spectroscopy tidak berperan menggantikan MRI, namun sebagai tambahan informasi metabolik non invasif sehingga evaluasi diagnosa menjadi lebih komperhensif.
Dalam aplikasi klinis, pola spektral otak normal menjadi referensi pembanding untuk menentukan jenis kelainan pada otak yang abnormal. Dari penelitian secara klinis, beberapa kelainan pada otak ternyata memiliki karakteristik pola spektrum yang khas atau ibaratnya seperti ‖tanda tangan‖, ( misalnya dengan penurunan atau kenaikan rasio metabolit tertentu ). Hal ini bisa membantu pada dokter untuk mendiagnosa penyakit lebih baik lagi.
Aplikasi klinis yang umum digunakan pada pemeriksaan MR spectroscopy otak adalah pada kasus tumor, infeksi , inflamasi, epilepsi, dan sebagainya.
2.15 TEKNIK MR SPECTROSCOPY KEPALA 2.15.1 Persiapan pasien
Tidak ada persiapan khusus, Pasien mengisi kuesioner persiapan sebelum MRI dan buang air kecil sebelum pemeriksaan. Bila diperlukan pemberian kontras MRI ( gadolinium ), pasien perlu puasa 2 jam dan mengisi surat persetujuan tindakan medis ( Informed Consent ). Seperti pemeriksaan MRI pada umumnya, kontra indikasi pada pasien dengan pacemaker atau alat elektronik implant, juga pasien dengan metal clip aneursym.Untuk bayi atau anak-anak, atau pasien yang tidak kooperatif memerlukan sedasi atau bantuan dokter anestesi.
2.15.2 Kekuatan Magnet.
Secara teori, MR spectroscopy bisa dilakukan pada MRI berapapun teslanya. Namun secara klinis, hanya MRI 1.5 Tesla dipakai sebagai standar karena resolusi spasial yang baik dan waktu imaging yang cepat, tanpa harus membeli alat baru dan biaya operasional tambahan. Bahkan telah banyak digunakan klinis menggunakan MRI 3T, sementara MRI 7T telah dipakai sebatas riset.
2.15.3 Pulse Sequence
Ada 2 metode pulse sequence dasar yang digunakan untuk pengambilan sampel volume pada pemeriksaan MR spectroscopy yaitu Stimulated Echo Acquisition Mode ( STEAM ) dan Point Resolved Spectroscopy ( PRESS ).
2.15.3.1 STEAM
Menggunakan radio frekuensi pulse 90°-90°-90° untuk mendapatkan stimulasi echo. Teknik ini dapat digunakan dengan waktu echo yang pendek (TE=20-40 ms) untuk menampilkan metabolit dengan waktu relaksasi T2 yang pendek ( misal Lipid ( lip ), Glutamine dan glutameate ( Gx ), Myo-inisitol ( mI ), presisi voxel yang tinggi. Namun tidak lengkap, sehingga perbandingan antara signal dan noise ( signal to noise ratio ) lebih rendah.
2.15.3.2 PRESS
Menggunakan radio frekuensi pulse 90°-180°-180° untuk medapatkan stimulasi echo. Dapat digunakan dengan waktu echo yang pendek dan panjang. Perbandingan signal to noise rasio dua kali lebih baik dan waktu akusisi yang lebih efisien dari STEAM. Baik digunakan untuk evaluasi lesi pada otak untuk melihat konsentrasi metabolit T2 yang panjang ( misalnya NAA, Choline, creatine, dan lactate ). Time Echo bisa dipakai : Intermediate =135-144 ms, 270 , Long=270-288 ms.
2.15.4 Voxel ( Volume pixel ).
Dalam melakukan sampling area anatomi otak Proton MR spectroscopy, kita bisa menggunakan teknik single voxel ( SV ) atau multivoxel ( MV ).
Teknik single voxel : paling umum dikerjakan dan tersedia hampir pada semua peralatan MRI. Teknik single voxel ini biasanya berukuran 2x2x2 cm =8 cm3, pemindainya berbentuk bujur sangkar. Untuk evaluasi lesi yang lebih kecil, ukuran volumenya bisa diturunkan. Waktu pemeriksaan relatif cepat ( kira-kira 3 sampai 5 menit ). Kelemahan teknik ini ialah sangat terbatasnya area anatomi otak yang diperiksa sehingga hanya satu bagian area kecil saja yang dievaluasi dalam satu kali pemeriksaan, sehingga akurasi hasil pengambilan sampel sangat bergantung pada penempatan voxel yang tepat.
Teknik mutivoxel (MV) : dikenal dengan Chemical Shift Imaging ( CSI ), menggunakan beberapa area kubikal ( voxel ) sehingga menjangkau area anatomi
jaringan otak yang lebih luas. Keuntungannya adalah area-area tersebut dapat diperiksa secara simultan, sehingga jaringan otak abnormal dan normal dan komposisi jaringan berbeda dan heterogen disekitar lesi dapat dievaluasi bersamaan. Disamping itu konsentrasi dan distribusi metabolit dan perbandinganya dapat dipetakan dengan warna ( colour mapping ) berupa gambar anatomi dengan distibusi perbedaan gradasi warna sesuai dengan konsentrasi metabolit di area tersebut. Selain itu, teknik ini bisa meminimalkan kesalahan tempat pengambilan sampel karena efek volume parsial. Kelemahannya terletak pada waktu akusisi yang lebih panjang dan agak sulit memperoleh area yang luas tersebut magnetis-homogen.
2.15.5 Penempatan Voxel.
Untuk menghasilkan kualitas spektral yang tinggi, penempatan voxel harus menghindari area magnetisasi yang tidak homogen. Area tersebut adalah darah, produk darah, udara, cairan spinal ( Cerebro Spinal Fluid ), kalsifikasi dan tulang. Untuk evaluasi lesi otak, setiap pengambilan sampel area spectroscopy sebaiknya juga diambil area normal yang terletak pada sisi lainnya ( kontralateral ), dan penggunaan teknik dan protokol yang selalu sama dan konsisten ( PRESS atau STEAM, TE, TR, dan parameter lainnya yang sama ).
2.15.6 Pengumpulan data.
MR Spectroscopy dapat dipakai baik sebelum maupun sesudah pemberian kontras media. Beberapa literatur dan penelitian bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antara pemeriksaan MR spectroscopy yang dilakukan sebelum dan sesudah pemberian kontras media MRI. Pemberian kontras media memberikan gambaran informasi lebih lanjut tentang bentuk, besar dan letak lesi yang sebenarnya, membedakan dengan jaringan sekitarnya ( oedema atau infiltrasi tumor ), bahkan lesi lain yang tidak tampak sebelumnya pada T1W.
2.17 Otak Kecil ( Cerebellum )
Cerebellum terletak pada fossa posterior dan terpisah dari hemisfer cerebral kiri dan kanan, lipatan durameter, tentorium serebelum ( Smeltzer. 2002 ).
Cerebellum mempunyai fungsi, yaitu :
a. Pusat keseimbangan dan koordinasi gerak dalam hal pengukuran jarak gerak, arah gerak, dan peredam gerakan agar tidak berlebihan.
b. Bersama-sama dengan cerebellum mengkoordinasi gerakan otot untuk menghasilkan gerakan terampil.
Gambar 2.2 Otak kecil (cerebellum) 2.17.1 Batang otak
Batang otak adalah pangkal otak yang memberi pesan-pesan antara medulla spinalis dan otak ( Kurnaesih, 2002 ). Tersusun oleh tiga segmen yaitu : a) Otak tengah ( Mesencefalon )
Berfungsi untuk menghubungkan pons dan serebelum dengan hemister cerebrum, bagian ini berisi jalur sensorik dan motorik dan sebagai pusat reflek, pendengaran dan penglihatan.
b) Pons
Terletak didepan cerebellum antara otak tengah dan medula. Pons merupakan jembatan antara dua bagian cerebellum, dan juga antar medulla dan cerebellum. Pons berisikan syaraf sensorik dan motorik.
c) Medula oblongata
Merupakan serabut–serabut motorik dari otak ke medulla spinalis dan sebagai sensorik dari medulla spinalis ke otak. Pons berisi pusat – pusat terpenting dalam mengontrol jantung, pernafasan dan tekanan darah.
2.17.2 Diensefalon
Diensefalon adalah yang membentuk inti bagian dalam cerebrum. Diensefalon memproses rangsang sensorik dan membantu memulai atau memodifikasi reaksi tubuh terhadap rangsang-rangsang tersebut. Diensefalon merupakan fossa bagian tengah yang berisikan thalamus, hipotalamus dan kelenjar hipofisis ( Smeltzer. 2002 ).
a) Thalamus
Berada pada salah satu sisi segitiga ventrikel dan aktivitas primernya sebagai pusat penyambung sensasi bau yang diterima. Semua impuls memori, sensasi dan nyeri melalui bagian ini.
b) Hipolatamus
Terletak pada anterior dan inferior thalamus, berfungsi mengontrol dan mengatur sistem saraf autonom, juga bekerja sama dengan hipofisis untuk mempertahankan keseimbangan cairan, mempertahankan pengaturan suhu tubuh melalui peningkatan vasokontriksi atau vasodilatasi dan mempengaruhi hormonal dengan kelenjar hipofisis. Hipotalamus juga sebagai pusat lapar dan mengontrol berat badan serta sebagai pengatur tidur, tekanan darah, perilaku agresif, seksual dan pusat respon emosional ( rasa malu, marah, depresi, panik, dan takut ).
c) Kelenjar hipofisis
Berfungsi mengontrol fungsi ginjal, pankreas, organ–organ reproduksi, steroid, korteks adrenal dan organ–organ lain. Hipofisis lobus anterior memproduksi hormon pertumbuhan, hormon adrenonokortikoid ( ACTH ), prolaktin, hormon perangsang tiroid ( TSH ), hormon folikel ( FSH ), Luteinizing Hormon ( LH ), Lobus posterior berisi hormon antodiuretik ( ADH ) yang mengatur sekresi dan retensi cairan pada ginjal.
