Oleh: dr. Pouw Tjoen Tik, M.P.H.
Dalam kehidupan modern, masalah kesehatan didominasi oleh penyakit degeneratif, kanker, dan kecelakaan. Penanganan medis yang optimal membutuhkan pemotrekan organ-organ yang sejelas dan serinci mungkin. Tantangan ini telah dijawab oleh bidang radiologi melalui salah satu piranti diagnostik mutakhirnya: Magnetic Resonance Imaging (MRI) scan.
Mekanisme MRI
MRI scanning adalah teknik radiologi yang menggunakan magnit, gelombang radio dan komputer untuk menghasilkan gambar organ-organ tubuh. MRI scan untuk seluruh tubuh, berbentuk tabung raksasa dengan ukuran lebar, tinggi dan panjang: 2 X 2 X 3m. Tabung raksasa ini dikelilingi oleh: super magnit (primary magnet), tiga pasang magnit kecil (gradient magnets), serta kumparan pemancar gelombang radio (radio frequency – RF coil) dan scanner coil yang dihubungkan dengan komputer.
Primary magnet terdiri atas kumparan logam niobium-titanium (coil). Coil tersebut didinginkan dengan cairan helium dalam ruang hampa udara. Pada suhu minus 270 derajat Celcius, niobium-titanium yang dialiri listrik akan berubah menjadi magnit tanpa tahanan listrik (superconducting magnet). Medan magnit yang terbentuk dapat mencapai 0.5 hingga 3 Tesla (5,000 – 30,000 gaya tarik bumi).
Gradient magnets (berkekuatan 1/1000 primary magnet) diletakkan kanan-kiri, atas-bawah, dan muka-belakang sehingga medan-medan magnitnya saling berpotongan tegak lurus (membentuk sumbu X, Y, dan Z).
Pemancar RF coil yang berbentuk sangkar burung (bird cage coils) dipasang mengelilingi bagian tubuh yang akan dipotrek. Aliran listrik pada RF coil menghasilkan medan elektro-magnetik (gelombang radio) dengan frekuensi khusus untuk atom hidrogen.
Tubuh terdiri atas 55-60 persen air. Setiap molekul air mengandung dua atom hidrogen. Atom hidrogen menjadi target MRI, karena selain jumlahnya yang banyak, intinya hanya mengandung satu proton. Setiap partikel yang bermuatan listrik (proton) dan berputar pada sumbunya, akan menghasilkan medan magnit. Atom-atom hidrogen yang jumlahnya bermilyar-milyar membentuk medan magnit ke segala arah. Dalam MRI, arah medan magnit yang semrawut tersebut ditata (disejajarkan) oleh superconducting magnet.
Pancaran gelombang radio dari coil RF pada bagian tubuh yang dibidik, menyebabkan proton-proton setempat menyerap energi superconducting magnet. Fenomenon fisik ini disebut resonansi. Resonansi membuat proton tidak lagi stabil dan berputar seperti gasing (precession). Bila pancaran RF dihentikan, proton perlahan-lahan menjadi stabil dan melepaskan kembali energi yang diserapnya dalam bentuk photon atau gelombang radio.
Pada saat yang hampir bersamaan, secara terputus-putus listrik dialirkan ke kumparan gradient magnets. Medan magnit yang dihasilkan mengubah arah medan magnit proton-proton setempat. Aliran listrik pada gradient magnets yang diputus-putus secara cepat, menyebabkan gelombang energi (photon) dilepaskan oleh proton dari berbagai posisi. Fenomena ini memungkinkan jaringan / organ dipotrek lapis demi lapis (scanning). Secara matematis, komputer kemudian mengolahnya menjadi gambar tiga dimensi dengan resolusi yang sangat tinggi. Untuk membedakan jenis-jenis jaringan, digunakan cairan kontras yang disuntikkan ke tubuh pasien.
Kegunaan dan Kendala
MRI mendeteksi kerusakan organ secara rinci dan jelas. Teknik radiologi ini sangat berguna untuk meneliti jaringan lunak seperti: otak, sumsum tulang belakang, persendian dan organ / kelenjar perut. MRI tidak memberi efek sampingan radiasi seperti pada Computed Axial Tomography / CAT (Mahnken, Andreas H.; Ricke, Jens: ‘CT- and MR-Guided Interventions in Radiology’ – 2009).
Kendala penggunaan MRI adalah: sangat mahal; medan magnetik yang kuat, menghapus data kartu elektronik (seperti credit card) dan tanpa peringatan dapat melayangkan benda-benda dari logam; tidak dapat diterapkan pada pasien yang memakai alat pacu jantung atau protesa logam; tidak dianjurkan pada kehamilan muda; diperlukan penenang pada pasien dengan claustrophobia (takut ruang tertutup); gradient magnets sangat bising; cairan kontras dapat menimbulkan alergi; dan telentang tanpa boleh bergerak sedikitpun, sangat menyiksa pasien. Guna mengatasi sebagian kendala-kendala tersebut, generasi MRI terbaru di buat sekecil mungkin sehingga hanya bagian tubuh yang akan dipotrek saja yang diselorongkan ke dalam tabung scanner.
__________________________________________________________
Penulis adalah alumnus Fakultas Kedokteran Unair dan School of Public Health, The University of Michigan, berdomisili di Austin, Texas, USA.
KOMENTAR