MAKALAH

MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI)

COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER (CT SCAN)

Oleh :

Qudrotun M0210053

Fahmi Syahriza M0211026

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FISIKA 2013

I. LATAR BELAKANG

Kedokteran adalah ilmu yang sarat teknologi tinggi dan selalu berkembang setiap

saat. Penggunaan zat-zat radioaktif merupakan bagian dari teknologi nuklir yang relatif

cepat dirasakan manfaatnya oleh masyarakat. Hal ini disebabkan zat-zat radioaktif

mempunyai sifat-sifat yang spesifik, yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur lain. Dengan

memanfaatkan sifat-sifat radioaktif tersebut, maka banyak persoalan yang rumit yang dapat

disederhanakan sehingga penyelesaiannya menjadi lebih mudah. 

Salah satu sifat dari radiasi nuklir yaitu mampu untuk menembus benda padat. Sifat

ini banyak digunakan dalam teknik radiografi yaitu pemotretan bagian dalam suatu benda

dengan menggunakan radiasi nuklir seperti sinar-x, sinar gamma dan neutron. Hasil

pemotretan tersebut direkam dalam film sinar-x.

Zat radioaktif banyak digunakan dalam bidang industri dan kedokteran. Dalam

bidang kedokteran, radiografi digunakan untuk mengetahui bagian dalam dari organ tubuh

seperti tulang, paru-paru dan jantung. Dalam radiografi dengan menggunakan film sinar-x,

maka obyek yang diamati sering tertutup oleh jaringan struktur lainnya, sehingga

didapatkan pola gambar bayangan yang didominasi oleh struktur jaringan yang tidak

diinginkan. Hal ini akan membingungkan para dokter untuk mendiagnosa organ tubuh

tersebut. Untuk mengatasi hal ini maka dikembangkan teknologi yang lebih canggih yaitu

CT-Scanner (Computed Tomography Scanner) dengan menggunakan radiasi nuklir seperti

neutron, sinar gamma dan sinar-x. 

Ketepatan suatu diagnosa akan sangat membantu dalam penanganan terapi suatu

penyakit, oleh karena itu, dibutuhkan fasilitas yang dapat menunjang prosedur tersebut.

Untuk memenuhi kebutuhan itu dihadirkan failitas pemeriksaan CT-Scan yang merupakan

modalitas radiodiagnostik canggih.

Selain menggunakan Sinar-X dalam radiodiognostik dapat juga menggunakan

prinsip resonansi magnetik inti atom hidrogen. Teknik penggambaran ini disebut Magnetik

Resonance Imaging (MRI).

II. BATASAN MASALAH

a. Mengetahui mekanisme kerja dari CT Scan dan MRI

b. Mengetahui kelebihan dari CT Scan dan MRI

III. TUJUAN

a. Dapat mengetahui mekanisme kerja dari CT Scan dan MRI

b. Dapat mengetahui kelebihan dari CT Scan dan MRI

IV. TINJAUAN PUSTAKA

a. Magnetic Resonance Imaging (MRI)

Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah suatu alat kedokteran dibidang

pemeriksaan diagnostik radiologi, yang menghasilkan rekaman gambar potongan

penampang tubuh atau organ manusia dengan menggunakan medan magnet berkekuatan

antara 0,064 – 1,5 Tesla (1 Tesla = 1000 Gauss) dan resonansi getaran terhadap inti atom

hidrogen. (Mulyono ; 2004)

Struktur atom hidrogen dalam tubuh manusia saat diluar medan magnet

mempunyai arah yang acak dan tidak membentuk keseimbangan. Kemudian saat

diletakan dalam alat MRI (gantry), maka atom H akan sejajar dengan arah medan magnet

demekian juga arah spinning dan preccesing akan sejajar dengan arah medan magnet.

Saat diberikan frekuensi radio maka atom H akan mengabsorbsi energi dari frekuensi

radio tersebut akibatnya dengan bertambahnya energi, atom H akan mengalami

pembelokan sedangkan besarnya pembelokan arah, dipengaruhi oleh besar dan lamanya

energi radio frekuensi yang diberikan. Sewaktu radio frekuensi dihentikan maka atom H

akan disejajarkan kembali dengan arah medan magnet pada saat kembali inilah atom H

akan memancarkan energi yang dimilikinya. Kemudian energi yang berupa sinyal

tersebut dideteksi dengan detektor yang khusus dan diperkuat. Selanjutnya komputer

akan mengolah dan merekkonstruksi citra berdasarkan sinyal yang diperoleh dari

berbagai irisan. (Barry R ; 1988).

Secara garis besar 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 ; shimming

coil dari pesawat MRI tersebut ; b. Sistem pencitraan berfungsi membentuk citra yang

terdiri dari tiga buah kumparan koil, yaitu : 1.Gradien koil X, untuk membuat citra

potongan sagittal. 2 . Gardien koil Y, untuk membuat citra potongan koronal. 3. Gradien

koil Z untuk membuat citra potongan aksial . Bila gradien koil X, Y dan Z bekerja secara

bersamaan maka akan terbentuk potongan oblik; c. Sistem frequensi radio berfungsi

membangkitkan dan memberikan radio frequensi 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,

berfungsinya untuk mencetak gambar pada film rongent atau untuk menyimpan citra.

Image Processing

system

SignalRf

Display

Permanent magnet (generating a constant static magnetic field)

Gradient magnetic field coil (providing MR signal with positional information)

Transmitter coil (applying an RF pulse)Receiver coil (receiving MR

signal)

Nc

Pasien ditempatkan dalam medan magnet, dan gelombang elektromagnet pulsa

diterapkan untuk membangkitkan “objective nuclide” di dalam tubuh. Nuclide yang

dibangkitkan akan kembali ke dalam energi semula dan akan melepaskan energi yang

diserap sebagai gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet yang dilepas ini

adalah sinyal MR. Sinyal ini dideteksi dengan kumparan (coil) untuk membentuk suatu

gambar (image).

Yang perlu diperhatikan dengan memakai MR adalah nucleus (proton di dalam

tubuh). Nucleus mempunyai massa dan muatan positif serta berputar pada sumbunya.

Nucleus yang berputar ini dianggap sebagai suatu magnet batang kecil (small bar

magnet). Karena nucleus ditempatkan di dalam medan magnet statis, maka akan berputar

(precession). Ketika suatu pulsa RF yang mempunyai frekuensi sama dengan

kecepatan/frekuensi dari putaran diberikan, nucleus menyerap energi dari pulsa (yang

disebut gejala resonansi). Pulsa RF adalah gelombang elektromagnet dan disebut pulsa

RF (Radio Frequency) karena band frekuensinya. Ketika pulsa RF dimatikan, nucleus

kembali ke keadaan semula sambil melepaskan energi yang diserap (yang disebut

relaxation). Dengan membuat nucleus memancarkan sinyal ketika melepaskan energi

yang diserap, suatu gambar (image) dihasilkan.

Pemeriksaan MRI bertujuan mengetahui karakteristik morpologik (lokasi,

ukuran, bentuk, perluasan dan lain-lain dari keadaan patologis. Tujuan tersebut dapat

diperoleh dengan menilai salah satu atau kombinasi gambar penampang tubuh aksial,

sagittal, koronal atau oblik tergantung pada letak organ dan kemungkinan patologinya.

Adapun jenis pemeriksaan MRI sesuai dengan organ yang akan dilihat, misalnya

:

1. Pemeriksaan kepala untuk melihat kelainan pada: kelenjar pituitary, lobang

telinga dalam, rongga mata, sinus.

2. Pemeriksaan otak untuk mendeteksi : stroke / infark, gambaran fungsi otak,

pendarahan, infeksi; tumor, kelainan bawaan, kelainan pembuluh darah

seperti aneurisma, angioma, proses degenerasi, atrofi.

3. Pemeriksaan tulang belakang untuk melihat proses Degenerasi (HNP), tumor,

infeksi, trauma, kelainan bawaan.

4. 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.

5. Pemeriksaan Abdomen untuk melihat hati , ginjal, kantong dan saluran

empedu, pakreas, limpa, organ ginekologis, prostat, buli-buli.

6. Pemeriksaan Thorax untuk melihat : paru –paru, jantung.

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.

b. CT Scan

CT Scan ( Computed Tomography Scanner ) adalah suatu prosedur yang

digunakan untuk mendapatkan gambaran dari berbagai sudut kecil dari tulang tengkorak

dan otak. CT-Scan merupakan alat penunjang diagnosa yang mempunyai aplikasi yang

universal utk pemeriksaan seluruh organ tubuh, seperti sususan saraf pusat, otot dan

tulang, tenggorokan, rongga perut.

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk memperjelas adanya dugaan yang kuat

antara suatu kelainan, yaitu :

1. Gambaran lesi dari tumor, hematoma dan abses.

2. Perubahan vaskuler : malformasi, naik turunnya vaskularisasi dan infark.

3. Brain contusion.

4. Brain atrofi.

5. Hydrocephalus.

6. Inflamasi.

Peralatan sistem CT Scan terdiri atas tiga

bagian, yaitu:

1. Sistem Pemroses Citra

2. Sistem Komputer dan Kendali

3. Stasiun Operasi dan Stasiun Pengamat

Sistem Pemroses Citra (Scanner)

Sistem pemroses citra terdapat dalam frame pipa dari mesin dan merupakan

bagian sistem yang langsung berhadapan dengan objek/pasien. Scanner terdiri atas

sumber sinar-x, collimator, detektor, dan bagian akuisisi data. Diagram blok dari scanner

mesin CT Scan dapat dilihat pada Gambar 2.

Sumber sinar-x (x-ray tube dalam gambar di atas) menembakkan sinar-x ke arah

pasien. Collimator adalah penghalang sinar radiasi dan berfungsi memfokuskan sinar-x

yang ditembakkan oleh x-ray tube pada satu slice (potongan) saja. Detektor radiasi

biasanya berupa detektor ionisasi gas. Jika tabung pada detektor ditembus oleh radiasa

maka akan terjadi ionisasi gas-gas di dalamnya. Ionisasi tersebut menimbulkan arus

listrik pada keluaran detektor yang sebanding dengan intensitas sinar radiasi yang

mengenai receiver detektor. Keluaran detektor kemudian dikirim ke bagian akuisisi data

yang berfungsi mengubah besaran-besaran listrik dari detektor menjadi sinyal analog

yang kemudian akan melalui konversi Analog-to-Digital. Hasil pengkonversian A/D itu

dikirim ke bagian komputer dan kendali untuk di-compile oleh komputer.

Sistem Komputer dan Kendali

Bagian komputer bertanggung jawab atas rekonstruksi gambar dan sistem

kendali seluruh sistem CT Scan. Sistem Komputer dan Kendali ini terdiri atas prosesor,

sistem I/O, dan hard disk.

Processor atau CPU (unit pemroses pusat) mempunyai fungsi untuk membaca

dan menginterprestasikan instruksi, melakukan penghitungan, dan menyimpan hasil-hasil

dalam memory. CPU yang digunakan mempunyai bus data 16,32 atau 64 bit. Tipe

komputer yang digunakan bisa mikro komputer dan bisa mini komputer, namun harus

memenuhi unjuk kerja dan kebutuhan sistem CT Scanner. Harddisk mempunyai fungsi

untuk menyimpan data dan software.

Stasiun Operator dan Stasiun Pengamat

CT Scanner pada umumnya dilengkapi dengan dua buah monitor dan keyboard.

Masing-masing sebagai operator station dan viewer station dan keduanya mempunyai

tugas yang berbeda. Operation Station mempunyai fungsi sebagai operator kontrol untuk

mengontrol beberapa parameter scan seperti tegangan anoda, waktu scan dan besarnya

arus filamen. Sedangkan viewer station mempunyai fungsi untuk memanipulasi sistem

pemroses citra. Bagian ini mempunyai sistem kontrol yang dihubungkan dengan sistem

keluaran seperti hard copy film, magnetic tape, dan paper print out. Dari bagian ini dapat

dilakukan pekerjaan untuk menganalisa hasil scanning.

Manfaat dari penggunaan CT Scanner antara lain: 

1. CT scan tidak menimbulkan rasa sakit, non-invasif dan akurat. 

2. Keuntungan utama dari CT Scan adalah kemampuannya untuk pencitraan

tulang, jaringan lunak dan pembuluh darah, semua pada waktu yang sama.

3. CT scan memberikan gambar sangat rinci dari banyak jenis jaringan seperti

paru-paru, tulang, dan pembuluh darah. 

4. Pemeriksaan CT Scan cepat dan sederhana dan dalam kasus-kasus darurat

dapat menunjukkan luka atau pendarahan dengan cukup cepat untuk

membantu menyelamatkan nyawa. 

5. Diagnosis dengan CT scan dapat menghilangkan kebutuhan untuk eksplorasi

operasi dan biopsi bedah. 

6. Tidak ada radiasi yang masih berada dalam tubuh pasien setelah pemeriksaan

dan Sinar-X yang digunakan dalam CT scan biasanya tidak memiliki efek

samping.

Selain itu terdapat beberapa resiko dari penggunaan CT Scan, antara lain:  

1. Ada sedikit kemungkinan timbulnya kanker dari paparan radiasi yang

berlebihan. Namun, manfaat dari diagnosis yang akurat jauh melampaui

risiko. 

2. CT scan tidak dianjurkan untuk wanita hamil, kecuali jika secara medis

diperlukan karena potensi resiko bagi bayi sedangkan pemeriksaan pada ibu

yang sedang dalam masa menyusui harus menunggu selama 24 jam setelah

injeksi bahan kontras sebelum melanjutkan menyusui.

V. KESIMPULAN

Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah suatu alat kedokteran dibidang pemeriksaan

diagnostik radiologi, yang menghasilkan rekaman gambar potongan penampang tubuh

atau organ manusia dengan menggunakan medan magnet berkekuatan antara 0,064 – 1,5

Tesla (1 Tesla = 1000 Gauss) dan resonansi getaran terhadap inti atom hidrogen.

CT Scan ( Computed Tomography Scanner ) adalah suatu prosedur yang digunakan

untuk mendapatkan gambaran dari berbagai sudut kecil dari tulang tengkorak dan otak.

CT-Scan merupakan alat penunjang diagnosa yang mempunyai aplikasi yang universal

utk pemeriksaan seluruh organ tubuh, seperti sususan saraf pusat, otot dan tulang,

tenggorokan, rongga perut.

Keunggulan MRI dari radiodiagnostik yang lain antara lain, MRI lebih unggul untuk

mendeteksi beberapa kelainan pada jaringan lunak seperti otak, sumsum tulang serta

muskuloskeletal. Mampu memberi gambaran detail anatomi dengan lebih jelas. Dapat

melakukan pemeriksaan fungsional seperti pemeriksaan difusi, perfusi dan spektroskopi

yang tidak dapat dilakukan dengan CT Scan. Mampu membuat gambaran potongan

melintang, tegak, dan miring tanpa merubah posisi pasien. Selain itu pada MRI tidak

menggunakan radiasi pengion.

Kelebihan dari CT scan antara lain, CT scan tidak menimbulkan rasa sakit, non-invasif

dan akurat. Keuntungan utama dari CT Scan adalah kemampuannya untuk pencitraan

tulang, jaringan lunak dan pembuluh darah, semua pada waktu yang sama. CT scan

memberikan gambar sangat rinci dari banyak jenis jaringan seperti paru-paru, tulang, dan

pembuluh darah. Pemeriksaan CT Scan cepat dan sederhana dan dalam kasus-kasus

darurat dapat menunjukkan luka atau pendarahan dengan cukup cepat untuk membantu

menyelamatkan nyawa. Diagnosis dengan CT scan dapat menghilangkan kebutuhan

untuk eksplorasi operasi dan biopsi bedah. Tidak ada radiasi yang masih berada dalam

tubuh pasien setelah pemeriksaan dan Sinar-X yang digunakan dalam CT scan biasanya

tidak memiliki efek samping.

DAFTAR PUSTAKA

Andi Nuruljihad, X-ray computated tomography scan, Jurusan Elektro Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin, Makassar, 2011

Barry R. Friedman, et al. Principles of MRI. Mc Graw Hill Information Service

Company, New York , 1988

Muhammad Ilyas DKK, The Role of Computed Tomography Scans (CT Scans) In

Predicting Outcome of Patients With Acute Ischemic Stroke, Physiology

Department, Medical Faculty, Hasanuddin University, Makassar, Indonesia, 2009

Mulyono Notosiswoyo & Susy Suswati, Pemanfaatan Magnetic Resonance Imaging

(MRI) Sebagai Sarana Diagnosa Pasien, Jurnal Media Litbang Kesehatan Volume

XIV Nomor 3, 2004