Analisa Metode Spektroskopi Menilai Kandungan N-Acetyl Aspartati (NAA), Creatine(CR), Cholin(CH) pada Magnetik Resonace Imaging Cerebellum
ANALISA METODE SPEKTROSKOPI MENILAI KANDUNGAN NACETYL ASPARTATE(NAA), CREATINE(CR), CHOLINE(CH) PADA
MAGNETIK RESONANCE IMAGING CEREBELLUM
SKRIPSI
ManumpanSihombing
130821001
Diajukanoleh:
KencaSembiring
110821003
PROGRAM S-1 FISIKA/FISIKA EKSTENSI
JURUSAN FISIKA MEDIK
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ANALISA METODE SPEKTROSKOPI MENILAI KANDUNGAN NACETYL ASPARTATE(NAA), CREATINE(CR), CHOLINE(CH) PADA
MAGNETIK RESONANCE IMAGING CEREBELLUM
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memnuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
ManumpanSihombing
130821001
Diajukanoleh:
KencaSembiring
110821003
PROGRAM S-1 FISIKA/FISIKA EKSTENSI
JURUSAN FISIKA MEDIK
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
: Analisa Metode Spektroskopi Menilai Kandungan N-Acetyl
Aspartati (NAA), Creatine(CR), Cholin(CH) pada Magnetik
Resonace Imaging Cerebellum
Katageri
: Skripsi
Nama
: Manuppan Sihombing
NIM
: 130821001
Prog Studi : Fisika S1(Ektensi) Medis
Departemen : Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui
Medan, 31 Agustus 2015
Pembimbing
Dra.ManisSembiring,MS
NIP. 195511291987032001
Disetujui Oleh :
KetuaDepartemenFisika FMIPA USU
Dr.MarhaposanSitumorang
NIP.195510301980031003
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL
ANALISA METODE SPEKTROSKOPI MENILAI KANDUNGAN NACETYL ASPARTATE(NAA), CREATINE(CR), CHOLINE(CH) PADA
MAGNETIK RESONANCE IMAGING CEREBELLUM
DisetujuiOleh:
Pembimbing
Dra.ManisSembiring,MS
NIP. 195511291987032001
DisahkanOleh :
KetuaDepartemenFisika FMIPA USU
Dr.MarhaposanSitumorang
NIP.195510301980031003
PERNYATAAN
Analisa Metode Spektroskopi Menilai Kandungan N-Acetyl
Aspartati (NAA), Creatine(CR), Cholin(CH) pada Magnetik
Resonace Imaging Cerebellum
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa Skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan
Manuppan Sihombing
130821001
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan YME sehingga Penulis
dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Analisa Metode Spektroskopi
Menilai Kandungan N-Acetyl Aspartati (NAA), Creatine(CR), Cholin(CH)
pada magnetik Resonace Imaging Cerebellum”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan S-1 Fisika pada program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.
Selama penyusunan skripsi ini Penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan serta motivasi dari berbagai pihak, Pada kesempatan ini Penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman,MSc.
2. Bapak DR. Marhaposan Situmorang selaku kepala jurusan Fisika
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dra. Manis Sembiring,MS selaku pembimbing utama yang selalu
membantu saya disetiap kesulitan yang saya hadapi dalam
menyempurnakan skripsi ini.
4. Seluruh Dosen/Staf pengajar di Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara.
5. Kepada teman saya Saudara Parsaoran Pardede yang selalu berjuang
bersama baik dalam suka maupun duka .
6. Kebersamaan seluruh teman teman seperjuangan di Fisika Ekstensi
Angkatan 2013.
7. Seluruh Radiolog, teman teman Radiografer dan Staf Radiologi di RS
Royal Prima Medan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, maka
saran dan kritik yang membangun dari semua pihak sangatlah diharapkan demi
penyempurnaan selanjutnya. Akhirnya hanya pada Tuhan Yang Maha Esa kita
kembalikan segala harapan kita dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi
semua pihak, khususnya bagi penulis dan para pembaca pada umumnya.
Terima kasih.
Medan Agustus 2015
Penulis
Manuppan Sihombing
Nim : 130821001
ABSTRAK
Cerebellum merupakan salah satu organ tubuh yang menjadi pusat
kesetimbangan dan koordinasi gerak manusia, kelainan sistem
metabolisme dalam cerebellum akan mempengaruhi kemampuan kinerja
cerebellum itu sendiri. Oleh karena itu dengan menggunakan Magnetik
Resonansi Spektroskopi (MRS) dilakukan penelitian tentang kandungan
metabolisme N-Acetyl Aspartate(NAA), Creatine(Cr), Choline(Ch) pada
cerebellum. Dari hasil pengamatan diperoleh bahwa pada kondisi normal
cerebellum diperoleh nilai Cholin bernilai 3.22 ppm, Cr bernilai 3,02 ppm
dan Naa bernilai 2,0 ppm sedangkan pada kondisi abnormal cerebellum
akibat tumor diperoleh Naa bernilai 1,8 ppm, Cr bernilai 3,00 ppm dan Ch
bernilai 3.2 ppm. Jika nilai Naa lebih rendah dari nilai normal
makamenunjukkan adanya pelemahan neuron pada jaringan otak yang
disebakan penyakit yang mempengaruhi integritas syaraf.
Key word
: Cerebellum, spektroskopi, metabolism, MRI
ABSTRACT
Cerebellum is one organ that became the center of equilibrium and coordination
of human motion, abnormal metabolic system in the cerebellum will affect the
performance capability of the cerebellum itself. Therefore, by using Magnetic
Resonance Spectroscopy (MRS) conducted research on the content of the
metabolism of N-Acetyl Aspartate (NAA), creatine (Cr), choline (Ch) in the
cerebellum. From the observation showed that under normal conditions the
cerebellum obtained value Cholin worth 3:22 ppm, 3.02 ppm Cr and Naa worth
worth 2.0 ppm while under abnormal conditions cerebellum obtained from tumor
Naa worth 1.8 ppm, 3.00 ppm Cr worth and Ch worth 3.2 ppm. Naa. If the value
is lower than the normal value makamenunjukkan the weakening of neurons in the
brain tissue that disebakan disease that affects nerve integrity.
Key word: Cerebellum, spectroscopy, metabolism, MRI
DAFTAR I SI
Halaman
UCAPAN TERIMA KASIH
i
INTISARI
ii
ABSTRACT
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR TABEL
viii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1.Latar Belakang
1
1.2.Rumusan Masalah
2
1.3.Batasan Masalah
2
1.4.Tujuan Penelitian
3
1.5.Manfaat Penelitian
3
1.6.Sistematika Penulisan
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1. Pengertian Magnetic Resonance Imaging
5
2.1.1 Tipe Tipe Magnetic Resonance Imaging(MRI)
5
2.1.2 Kelebihan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
6
2.1.3 Keuntungan Menggunaakan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
6
2.2. Radio Frekuensi (RF)
6
2.3. Flip angle (FA ) atau sudut balik
7
2.4 Frekuensi Larmor Jaringan
8
2.5 Prinsip Dasar dan Sistem Komponen Magnetic Resonansi Imaging (MRI)
9
2.6. Komponen Sistem Magnetic Resonance Imaging (MRI)
10
2.6.1 Magnet Utama
10
2.6.2 Shims Coils
11
2.6.3 Gradien Coils
11
2.6.4 Antena
11
2.6.5 Spin Echo
11
2.7 MRI sebagai salah satu modalitas diagnostik
12
2.8 MRI bersasaran (targeted MRI) sebagai salah satu imaging molekuler
14
2.9 Perkembangan MRI
16
2.10 Kelebihan MRI Dibandingkan dengan CT Scan
17
2.11 Penatalaksanaan Pasien dan Tehnik Pemeriksaan
17
2.12 Artefak pada MRI dan Upaya Mengatasinya
19
2.13 Tindakan yang Perlu Dilakukan Bila Terjadi Kecelakaan
20
2.14 Magnetic Resonance Spectroscopy
20
2.14.1Magnetic Resonance Spectroscopy Imaging
21
2.14.2 Magnetic Resonance Spectroscopy Imaging pada pemeriksaan otak23
2.15 Teknik MR Spectroskopy Kepala
25
2.15.1 Persiapan pasien
25
2.15.2 Kekuatan Magnet
25
2.15.3 Pulse Sequence
25
2.15.3.1 STEAM
25
2.15.3.2 PRESS
26
2.15.4 Voxel (Volume pixel)
26
2.15.5 Penempatan Voxel
27
2.15.6 Pengumpulan data
27
2.17 Otak Kecil (Serebellum)
27
2.17.1 Batang otak
28
2.17.2 Diensefalon
29
BAB III METODE PENELITIAN
30
3.1. Peralatan dan Bahan
30
3.1.1 Alat Penelitian
30
3.1.2 BahanPenelitian
30
3.2. Diagram alir penelitian
30
3.3. Prosedur Penelitian
31
3.3.1 Persiapan Pasien
31
3.3.2 Positioning Pasien
31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
32
4.1. Hasil penelitian
32
4.2 Pembahasan
35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
38
5.1. Kesimpulan
38
5.2. Saran
38
DAFTAR PUSTAKA
39
LAMPIRAN
L
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 MR spectroscopy otak normal
23
Gambar 2.2 Otak kecil (serebellum)
28
Gambar 4.1 Spektroscopi normal serebellum pada pasien ke-1
32
Gambar 4.2 Imaging tampak belakang
32
Gambar 4.3 Imaging tampak samping
32
Gambar 4.4 Imaging tanpak atas
33
Gambar 4.5 Spekteroskopi Tumor pada Serebellum pada pasien ke-2
33
Gambar 4.6 Imaging tampak belakang
33
Gambar 4.6 Imaging tampak atas
34
Gambar 4.7 Spekteroskopi normal pada Serebellum pada pasien ke -3
34
Gambar 4.8 Spekteroskopi Tumor pada Serebellum pada pasien ke -4
34
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Inti yang bersifat magnetic (Busberg, 2002)
9
MAGNETIK RESONANCE IMAGING CEREBELLUM
SKRIPSI
ManumpanSihombing
130821001
Diajukanoleh:
KencaSembiring
110821003
PROGRAM S-1 FISIKA/FISIKA EKSTENSI
JURUSAN FISIKA MEDIK
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ANALISA METODE SPEKTROSKOPI MENILAI KANDUNGAN NACETYL ASPARTATE(NAA), CREATINE(CR), CHOLINE(CH) PADA
MAGNETIK RESONANCE IMAGING CEREBELLUM
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memnuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
ManumpanSihombing
130821001
Diajukanoleh:
KencaSembiring
110821003
PROGRAM S-1 FISIKA/FISIKA EKSTENSI
JURUSAN FISIKA MEDIK
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
: Analisa Metode Spektroskopi Menilai Kandungan N-Acetyl
Aspartati (NAA), Creatine(CR), Cholin(CH) pada Magnetik
Resonace Imaging Cerebellum
Katageri
: Skripsi
Nama
: Manuppan Sihombing
NIM
: 130821001
Prog Studi : Fisika S1(Ektensi) Medis
Departemen : Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui
Medan, 31 Agustus 2015
Pembimbing
Dra.ManisSembiring,MS
NIP. 195511291987032001
Disetujui Oleh :
KetuaDepartemenFisika FMIPA USU
Dr.MarhaposanSitumorang
NIP.195510301980031003
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL
ANALISA METODE SPEKTROSKOPI MENILAI KANDUNGAN NACETYL ASPARTATE(NAA), CREATINE(CR), CHOLINE(CH) PADA
MAGNETIK RESONANCE IMAGING CEREBELLUM
DisetujuiOleh:
Pembimbing
Dra.ManisSembiring,MS
NIP. 195511291987032001
DisahkanOleh :
KetuaDepartemenFisika FMIPA USU
Dr.MarhaposanSitumorang
NIP.195510301980031003
PERNYATAAN
Analisa Metode Spektroskopi Menilai Kandungan N-Acetyl
Aspartati (NAA), Creatine(CR), Cholin(CH) pada Magnetik
Resonace Imaging Cerebellum
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa Skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan
Manuppan Sihombing
130821001
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan YME sehingga Penulis
dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Analisa Metode Spektroskopi
Menilai Kandungan N-Acetyl Aspartati (NAA), Creatine(CR), Cholin(CH)
pada magnetik Resonace Imaging Cerebellum”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan S-1 Fisika pada program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.
Selama penyusunan skripsi ini Penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan serta motivasi dari berbagai pihak, Pada kesempatan ini Penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman,MSc.
2. Bapak DR. Marhaposan Situmorang selaku kepala jurusan Fisika
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dra. Manis Sembiring,MS selaku pembimbing utama yang selalu
membantu saya disetiap kesulitan yang saya hadapi dalam
menyempurnakan skripsi ini.
4. Seluruh Dosen/Staf pengajar di Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara.
5. Kepada teman saya Saudara Parsaoran Pardede yang selalu berjuang
bersama baik dalam suka maupun duka .
6. Kebersamaan seluruh teman teman seperjuangan di Fisika Ekstensi
Angkatan 2013.
7. Seluruh Radiolog, teman teman Radiografer dan Staf Radiologi di RS
Royal Prima Medan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, maka
saran dan kritik yang membangun dari semua pihak sangatlah diharapkan demi
penyempurnaan selanjutnya. Akhirnya hanya pada Tuhan Yang Maha Esa kita
kembalikan segala harapan kita dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi
semua pihak, khususnya bagi penulis dan para pembaca pada umumnya.
Terima kasih.
Medan Agustus 2015
Penulis
Manuppan Sihombing
Nim : 130821001
ABSTRAK
Cerebellum merupakan salah satu organ tubuh yang menjadi pusat
kesetimbangan dan koordinasi gerak manusia, kelainan sistem
metabolisme dalam cerebellum akan mempengaruhi kemampuan kinerja
cerebellum itu sendiri. Oleh karena itu dengan menggunakan Magnetik
Resonansi Spektroskopi (MRS) dilakukan penelitian tentang kandungan
metabolisme N-Acetyl Aspartate(NAA), Creatine(Cr), Choline(Ch) pada
cerebellum. Dari hasil pengamatan diperoleh bahwa pada kondisi normal
cerebellum diperoleh nilai Cholin bernilai 3.22 ppm, Cr bernilai 3,02 ppm
dan Naa bernilai 2,0 ppm sedangkan pada kondisi abnormal cerebellum
akibat tumor diperoleh Naa bernilai 1,8 ppm, Cr bernilai 3,00 ppm dan Ch
bernilai 3.2 ppm. Jika nilai Naa lebih rendah dari nilai normal
makamenunjukkan adanya pelemahan neuron pada jaringan otak yang
disebakan penyakit yang mempengaruhi integritas syaraf.
Key word
: Cerebellum, spektroskopi, metabolism, MRI
ABSTRACT
Cerebellum is one organ that became the center of equilibrium and coordination
of human motion, abnormal metabolic system in the cerebellum will affect the
performance capability of the cerebellum itself. Therefore, by using Magnetic
Resonance Spectroscopy (MRS) conducted research on the content of the
metabolism of N-Acetyl Aspartate (NAA), creatine (Cr), choline (Ch) in the
cerebellum. From the observation showed that under normal conditions the
cerebellum obtained value Cholin worth 3:22 ppm, 3.02 ppm Cr and Naa worth
worth 2.0 ppm while under abnormal conditions cerebellum obtained from tumor
Naa worth 1.8 ppm, 3.00 ppm Cr worth and Ch worth 3.2 ppm. Naa. If the value
is lower than the normal value makamenunjukkan the weakening of neurons in the
brain tissue that disebakan disease that affects nerve integrity.
Key word: Cerebellum, spectroscopy, metabolism, MRI
DAFTAR I SI
Halaman
UCAPAN TERIMA KASIH
i
INTISARI
ii
ABSTRACT
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR TABEL
viii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1.Latar Belakang
1
1.2.Rumusan Masalah
2
1.3.Batasan Masalah
2
1.4.Tujuan Penelitian
3
1.5.Manfaat Penelitian
3
1.6.Sistematika Penulisan
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1. Pengertian Magnetic Resonance Imaging
5
2.1.1 Tipe Tipe Magnetic Resonance Imaging(MRI)
5
2.1.2 Kelebihan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
6
2.1.3 Keuntungan Menggunaakan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
6
2.2. Radio Frekuensi (RF)
6
2.3. Flip angle (FA ) atau sudut balik
7
2.4 Frekuensi Larmor Jaringan
8
2.5 Prinsip Dasar dan Sistem Komponen Magnetic Resonansi Imaging (MRI)
9
2.6. Komponen Sistem Magnetic Resonance Imaging (MRI)
10
2.6.1 Magnet Utama
10
2.6.2 Shims Coils
11
2.6.3 Gradien Coils
11
2.6.4 Antena
11
2.6.5 Spin Echo
11
2.7 MRI sebagai salah satu modalitas diagnostik
12
2.8 MRI bersasaran (targeted MRI) sebagai salah satu imaging molekuler
14
2.9 Perkembangan MRI
16
2.10 Kelebihan MRI Dibandingkan dengan CT Scan
17
2.11 Penatalaksanaan Pasien dan Tehnik Pemeriksaan
17
2.12 Artefak pada MRI dan Upaya Mengatasinya
19
2.13 Tindakan yang Perlu Dilakukan Bila Terjadi Kecelakaan
20
2.14 Magnetic Resonance Spectroscopy
20
2.14.1Magnetic Resonance Spectroscopy Imaging
21
2.14.2 Magnetic Resonance Spectroscopy Imaging pada pemeriksaan otak23
2.15 Teknik MR Spectroskopy Kepala
25
2.15.1 Persiapan pasien
25
2.15.2 Kekuatan Magnet
25
2.15.3 Pulse Sequence
25
2.15.3.1 STEAM
25
2.15.3.2 PRESS
26
2.15.4 Voxel (Volume pixel)
26
2.15.5 Penempatan Voxel
27
2.15.6 Pengumpulan data
27
2.17 Otak Kecil (Serebellum)
27
2.17.1 Batang otak
28
2.17.2 Diensefalon
29
BAB III METODE PENELITIAN
30
3.1. Peralatan dan Bahan
30
3.1.1 Alat Penelitian
30
3.1.2 BahanPenelitian
30
3.2. Diagram alir penelitian
30
3.3. Prosedur Penelitian
31
3.3.1 Persiapan Pasien
31
3.3.2 Positioning Pasien
31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
32
4.1. Hasil penelitian
32
4.2 Pembahasan
35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
38
5.1. Kesimpulan
38
5.2. Saran
38
DAFTAR PUSTAKA
39
LAMPIRAN
L
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 MR spectroscopy otak normal
23
Gambar 2.2 Otak kecil (serebellum)
28
Gambar 4.1 Spektroscopi normal serebellum pada pasien ke-1
32
Gambar 4.2 Imaging tampak belakang
32
Gambar 4.3 Imaging tampak samping
32
Gambar 4.4 Imaging tanpak atas
33
Gambar 4.5 Spekteroskopi Tumor pada Serebellum pada pasien ke-2
33
Gambar 4.6 Imaging tampak belakang
33
Gambar 4.6 Imaging tampak atas
34
Gambar 4.7 Spekteroskopi normal pada Serebellum pada pasien ke -3
34
Gambar 4.8 Spekteroskopi Tumor pada Serebellum pada pasien ke -4
34
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Inti yang bersifat magnetic (Busberg, 2002)
9