Analisis Kualitas Citra Brain variasi Flip Angle (FA) Dengan Mengunakan Squens Spin Echo pada Magnetic Resonance Imaging (MRI)

1

ANALISIS KUALITAS CITRA BRAIN VARIASI FLIP ANGLE (FA)
DENGAN MENGGUNAKAN SQUENS SPIN ECHO PADA MAGNETIC
RESONANCE IMAGING (MRI)

SKRIPSI

RUDI HASUDUNGAN RAJAGUKGUK
NIM : 120821008

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

2

ANALISIS KUALITAS CITRA BRAIN VARIASI FLIP ANGLE (FA)
DENGAN MENGGUNAKAN SQUENS SPIN ECHO PADA MAGNETIC
RESONANCE IMAGING (MRI)

SKRIPSI
Diajukan untuk Melengkapi dan Memenuhi Syarat Mencapai Gelar Sarjana
Sains

RUDI HASUDUNGAN RAJAGUKGUK
NIM : 120821008

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

i

PERSETUJUAN

JUDUL SKRIPSI

: ANSALISIS KUALITAS CITRA BRAIN
VARIASIFLIPANGLE (FA) DENGAN
MENGGUNAKAN SQUENS SPIN ECHO PADA
MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI)

KATOGORI

: SKRIPSI

NAMA

: RUDI HASUDUNGAN RAJAGUKGUK

NIM

: 120821008

PROGRAM STUDI : SARJANA (S1) FISIKA MEDIK
DAPERTEMEN

: FISIKA

FAKULTAS

: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di
Medan, 29 Agustus 2014

Pembimbing II

Pembimbing I

Drs. Syahrul Humaidi,M.ScDra.
NIP.196505171993031009

Manis sembiring,M.Si
NIP.195511291987032001

Diketahui Oleh :
Ketua Departemen Fisika

Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003

Universitas Sumatera Utara

ii

PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nana

: RUDI HASUDUNGAN RAJAGUKGUK

Nim

: 120821008

Judu

:Analisis Kualitas Citra Brain variasi Flip Angle (FA)
Dengan Mengunakan Squens Spin Echo Pada Magnetic
Resonance Imaging (MRI)

Menyatakan bahwa skripsi ini adalah karya asli penulis, apabila dikemudian hari
terbukti bahwa skripsi ini tidak asli, maka penulis bersedia mendapatkan sanksi
sesuai peraturan yang berlaku.

Medan, 29 Oktober 2014
Penulis,

RUDI HASUDUNGAN RAJAGUKGUK
Nim : 120821008

Universitas Sumatera Utara

iii

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan pada citra tiga orang pasien dengan menggunakan
Magnetic Resonance Imaging (MRI) 1,5 Tesla pada pemeriksaan MRI Brain,

untuk menganalisis pengaruh FA terhadap kualitas citra MRI brain pembobotan
T2spin echo. Materi penelitian adalah hasil pencitraan MRI yang diperoleh dari
hubungan variasi flip agle, pembobotan T2spin echo terhadap kualitas pencitraan
Brain, yang dilakukan pada setiap pasien. Penelitian dilakukan di RS Murni

Teguh Medan. Tata cara penelitian yang dilakukan dengan persiapan pesawat
Magnetik Resonance Imaging , persiapan pasien, pengaturan dari Flip Angel.Hasil

uji statistik penelitian ini diperoleh bahwaFA 120 0,1400 dan 1600 berpengaruh
signifikan terhadap kualitas gambar, dengan nilai TR 5000 ms dan TE 96 ms
artinya hubungan antara FA terhadap kualitas gambar pada kontras citra
Brainpada potongan axial dengan menganalisa hasil pengukuran Tengah, Bawah

kanan, Bawah Kiri, Atas Kanan dan Atas Kiri di dapatkan bahwa didaerah tengah
lebih signifikan karena lebih banyak mengandung air.Dari 8 citra yang dinilai
memiliki kualitas citra yang lebih optimal pada flip angle (FA) 1600 . Dari hasil
yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semakin naik nilai Flip Angle (FA)
maka akan semakin meningkatkan Signal Noise to Ratio (SNR).

Kata Kunci : MRI, Flip Angel, Pembobotan T2, Spin echo, Brain

Universitas Sumatera Utara

iv

ABSTRACT

This Research done at image three people of patient by using MRI 1,5T

inspection of MRI Brain, to analyse influence of FA to quality of image of MRI
brain of wight of T2 spin echo. items of Research result of image of MRI obtained
from variation of flip agle, wight of T2 spin echo to quality of image Brain, what
is done in each patient. the Research in RS Field Firmness. Procedures of
Research with preparation of Magnetic implement of Resonance Imaging, patient
preparation, arrangement from Flip Angel. Result of statistical test of this
research is obtained by that FA 120 0,1400 and 1600 having an effect on signifikan
to quality draw, with value of TR of 5000 of ms and TE of 96 ms of its meaning is
of FA to quality draw contrast of image of Brain cutting of axial with analysing
result of Middle measurement, Under right, Under Left, For Right and For Left
getting that middle area more signifikan because more amount is aqueous. Than
8 image assessed to own quality of more optimal image at flip angle ( FA) 160 0 .
From result obtained inferential that progressively go up value of Flip Angle (
FA) hence will progressively improve Signal Noise to Ratio (SNR).

Keyword : MRI, Flip Angel, Wight T2, Spin echo, Brain

Universitas Sumatera Utara

v

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Desa Bantan kec. Dolok Masihul Kab Serdang
Bedagai pada tanggal 18 September 1990 dari ayahanda S. Rajagukguk dan
Ibunda D. Sinaga. Penulis merupakan putra keempat dari limah (5) bersaudara.
Riwayat Pendididkan
-

SD 107858 Aras Panjang Kec. Dolok Masihul Tamat Tahun 2003.

-

SLTP Negeri 1 kec. Dolok Masihul Tamat tahun 2006.

-

SMA Negeri 3 T.Tinggi Tamatan Tahun 2009.

-

Diploma DIII Akademi Teknik Elektro Medik Medan 2012.

-

Melanjut Memasuki Program Studi Fisika S1 Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan Melalui jalut
Ekstensi pada tahun 2012.
Penulis mengikuti Melaksanakan Penelitian di RS. Murni Teguh Medan
dengan judul Analisis Kulitas Citra Brain Variasi Flip Angle (FA) dengan
menggunakanSquens Spin Echo pada Magnetic Resonance Imaging (MRI).

Universitas Sumatera Utara

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah atas segala Kasih dan

penyertaan-Nya sehingga Penulis menyelesaikan tugas akhir yang berjudul
ANALISISI KUALITAS CITRA BRAIN VARIASI FLIP ANGLE (FA)
DENGAN MENGGUNAKAN SQUENS SPIN ECHO PADA MAGNETIC
RESONANCE IMAGING (MRI).
Skripsi

ini

disusun

sebagai

salah

satu

syarat

untuk

menyelesaikanpendidikan S-1 Fisika pada program studi Fisika 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. Ketua Program Studi Sarjana(S1) Fisika, DR. Marhaposan Situmorang,
Bapak Drs. Herly Ginting selaku Koordinator Program Ekstensi jurusan,
semua Dosen pengajar dan staff pada Program Studi Sarjana(S1) Fisika
FMIPA Universitas Sumatera Utara Medan.
3. Ibu Dra. Manis Sembiring, M.S., selaku pembimbing utama yang selalu
membantu saya disetiap kesulitan yang saya hadapi.
4. Bapak Drs., Syahrul Humaidi M.Sc., selaku pembimbing pendamping,
yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan
dan arahan, sehingga selesainya penulisan skripsi ini.
5.

Ayahanda S. Rajagukguk dan Ibunda D. Sinaga yang selalu mendoakan
serta tak henti-hentinya memberikan dorongan, semangat dan bantuan baik
dalam bentuk moril maupun material hingga studi penulis dapat
terselesaikan dengan baik.

6. Buat abangku dan kakaku tercinta abang Thamrin, abang Hendra, kak
siska dan adiku Nurhalimah.

Universitas Sumatera Utara

vii

7. Khususnya buat ibuk, Josepa Nora Donata Simanjuntak, M.Si, Bapak
Martua Damanik, M.Si dan kak Sukarsi amR yang telah memberikan
dukungan, Doa dan semangat untuk dapat menyelesaikan skripsi ini
dengan baik.
8. Dosen di fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuaan Alam (FMIPA).
9. Kebersamaannya teman-teman seperjuangan mahasiswa Fisika pada
program studi sarjana(S1) ekstensi stambuk 2012 FMIPA Universitas
Sumatera Utara Medan
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh
karana penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari
para pembaca untuk perbaikan skripsi ini. Harapan penulis semoga skripsi ini
dapat bermanfaat bagi kita semua dan siapapun yang membacanya.
Akhir kata penulis ucapkan terimah kasih.

Medan....................................
Penulis

Rudi Hasudungan Rajagukguk
Nim.120821008

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR ISI

PESETUJUAN................................................................................................... i
PERNYATAAN ................................................................................................. ii
ABSTRAK ......................................................................................................... iii
ABSTRACT ....................................................................................................... iv
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ......................................................................... v
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vi
DAFTAR ISI ......................................................................................................viii
DAFTAR TABEL.............................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii
BAB

BAB

I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang............................................................................. 1

1.2

Perumusan Masalah ..................................................................... 2

1.3

Pembatasan Masalah ................................................................... 3

1.4

Tujuan Penelitian ......................................................................... 3

1.5

Manfaat Penelitian ....................................................................... 3

II

DASAR TEORI

2.1

Pengertian Magnetic Resonance Imaging (MRI) .......................... 4

2.2

Radio Frekuensi (RF) .................................................................. 5

2.3

Kelebihan Magnetic Resonance Imaging (MRI) ........................ 5
2.3.1 Keuntungan Menggunakan MRI ....................................... 6
2.3.2 TIpe – tipe Magnetic Resonance Imaging (MRI) ............. 6

2.4

Flip Angle (FA) atau Sudut Balik ............................................... 7

2.5

Frekuensi Larmor Jaringan ......................................................... 7

2.6

Prinsip Dasar dan sistem Komponen MRI .................................. 9

2.7

Interaksi Spin Proton dengan Medan Magnet Luar..................... 12

Universitas Sumatera Utara

ix

2.7.1 Komponen Sistem MRI.................................................... 14
2.7.2 Magnet Utama .................................................................. 14
2.7.3 Shims Coils ....................................................................... 14
2.7.4 Graien Coils ..................................................................... 15
2.7.5 Antena….. ........................................................................ 15
2.8
2..9

Spin Echo… ................................................................................. 15

Pembobotan T2 atau Spin – Spin Relaksasi ............................................... 16
2.10 Proses Sinyal Magnetic Resonance Imaging (MRI) ................... 17
2.10.1 Parameter Resolusi Citra .................................................. 20
2.10.2 Rekontruksi Pencitraan MRI ............................................ 21
2.11 Anatomi Otak manusia ............................................................... 22

BAB
3.1

III

METODE PENELITIAN

Bahan atau Materi Penelitian ................................................................... 25
3.2

Tempat dan Instrumen dalam Penelitian ..................................... 25
3.2.1 Instrumentasi Magnetic Resonance Imaging (MRI) ........ 25
3.2.2 Tata Cara Penelitian ......................................................... 26
3.2.3 Konfigurasi Instrumen MRI ............................................. 26
3.2.4 Medan Magnet Utama ...................................................... 27
3.2.5 Meja Pemeriksaan Pasien ................................................. 27
3.2.6 Kumparan Gradien atau Gradien coil ..............................28
3.2.7 Kumparan Frekuensi Radio atau Frequency Coil ............ 28

BAB

3.3

Persiapan Pasien .......................................................................... 28

3.4

Persiapan Alat dan Bahan ........................................................... 29

3.5

Positioning Pasien ....................................................................... 29

3.6

Layar Citra… .............................................................................. 30

3.7

Pengambilan Data ....................................................................... 31

3.8

Komputer…................................................................................. 31

3.9

Diagram Alir penelitian............................................................... 32

IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Hasil Citra Magetic Rsonance Imaging (MRI) ............................ 33
4.1.1 Citra A dengan Flip Angle 1200,1400 dan 1600 ............... 33

Universitas Sumatera Utara

x

4.1.2 Citra B denganFlip Angle 1200,1400 dan 1600 ................. 34
4.1.3 Citra C dengan Flip Angle 1200,1400 dan 1600 ................. 34
4.2

Hasil Nilai Signal Noise to Ratio (SNR) ...................................... 35

Bentuk dan Grafik pasien A FA 1200,1400 dan 1600 .................. 37
4.2.2 Bentuk dan Grafik pasien B FA 1200,1400 dan 1600 ........38
4.2.3 Bentuk dan Grafik pasien CFA 120 0,1400 dan 1600 ....................39
4.3 Hasil nilai rata-rata SNR .............................................................. 40

4.2.1

BAB

V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan .................................................................................. 42

5.2

Saran............................................................................................. 42

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Inti yang bersifat magnetic

hal 9

Tabel 2.2 Densitas hydrogen pada beberapa jaringan

hal 22

Tabel 4.1 Hasil pengukuran nilai Signal Noise to Ratio (SNR)

hal 34

Tabel 4.2 Hasin nilai rata-rata Signal Noise to Ratio (SNR)

hal 35

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Presesi.

hal 8

Gambar 2.2 Spinning proton atom hydrogen.

hal 10

Gambar 2.3 Dasar fisika sinyal MRI.

hal 11

Gambar 2.4 Posisi magnet superkonduktif dalam pesawat MRI.

hal 12

Gambar 2.5 A. Tanpa B0 dan B. Dengan B0.

hal 13

Gambar 2.6 Spin Echo.

hal 15

Gambar 2.7 A. Relaksasi T2 dan B. Waktu peluruhan T2.

hal 19

Gambar 2.8 Anatomi Otak Manusia

hal 22

Gambar 3.1 A. MRI 1,5 T dan B. system ON Off MR.

hal 25

Gambar 3.2 A.Operator consule dan B. Dry view film

hal 26

Gambar 3.3 Gantry MRI 1,5 Tmerek Siemens.

hal 27

Gambar 3.4 Meja MRI 1,5 T.

hal 27

Gambar 3.5 Pengaturan posisi pasien

hal 30

Gambar 3.6 Hasil layar citra MRI dalam bentuk film work.

hal 30

Gambar 3.7 Diagram alir penelitian.

hal 32

Gambar 4.1 Pembobotan T2 citra pasien a potongan axial

hal 33

Gambar 4.2 Pembobotan T2 citra pasien b potonganaxial

hal 34

Gambar 4.3 Pembobotan T2 citra pasien c potongan axial

hal 34

Gambar 4.4 Grafik Pasien A dengan FA 1200, 1400 dan 1600 1200

hal 37

Gambar 4.5 Grafik Pasien B dengan FA 1200, 1400 dan 1600

hal 38

0

0

Gambar 4.6 Grafik Pasien C dengan FA 120 , 140 dan 160

0

Gambar 4.7 Grafik nilai rata-rata pasien a,b dan c nilai SNR dengan FA

hal 39
hal 41

Universitas Sumatera Utara