## THE EFFECT OF NUMBER OF EXCITATION (NEX) VARIATION AND BLADE TECHNIQUE ON T2 IMAGE QUALITY TSE SAGITAL KNEE MRI
Fella Ustia Nirmala
Program Studi S1 Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga Email: fellaustianirmala@gmail.com

## ABSTRACT
The  research  has  been  conducted  entitled  Influence  of  Variation  Number  of  Excitation (NEX)  and  BLADE  Technique  on  Image  Quality  T2  TSE  Sagital  Knee  MRI.  This research  was  conducted  at  Haji  General  Hospital  Surabaya  by  using  MRI  1.5  Tesla modalities.  The  usage  of  BLADE  technique  combined  with  the  NEX  1  and  NEX  2 variations  performed  on  sagittal  tissue  of  the  knee  and  using  a  Turbo  Spin  Echo  (TSE) sequence  with  T2  weighting.  Data  analysis  was  done  quantitatively  by  using  Region of Interest  (ROI)  method  on  MRI  computer  then  analyzed  Sinyal  to  Noise  Ratio (SNR) and Contrast to Noise Ratio (CNR). From the research, good image quality result  obtained by  using  BLADE  technique  on  NEX  2  variation  with  SNR  of  tissues  was  130,71  for Fluid,  5,54  for  Meniscus,  12,88  for  Anterior  Cruciate  Ligament  (ACL)  and  5,95  for Posterior Cruciate Ligament (PCL), whereas the CNR value of tissues was 125.16 for fluid-meniscus, 117.82 for ACL-fluid and 124.76 for fluid-PCL.
Keywords : NEX , TSE, T2 weighting, MRI Knee.

## Latar  Belakang
Radiologi   merupakan   ilmu   kedokteran yang  digunakan  untuk  melihat  jaringan  tubuh manusia  menggunakan  radiasi  gelombang mekanik  ataupun  gelombang elektromaknetik. Radiodiagnostik  merupakan  salah  satu  dari cabang  ilmu  radiologi  yang  memanfaatkan sinar  pengion  yang  berbahaya  jika  mengenai pasien  secara  kontinu  atau  biasa  disebut sinar X  seperti  X-Ray,  CT  scan, fluoroscopy, angiografi, dan mammografi .  Namun  seiring berkembangnya  teknologi  modern,  tercipta suatu  alat scanning seperti ultrasonography
(USG)  dan  juga  MRI  ( magnetic  resonance
imaging ).
MRI adalah  suatu  alat  yang  menghasilkan citra  potongan  tubuh  pada  manusia  yang menggunakan            medan  magnet.  MRI memberikan  efek  kontras  yang  sangat  baik pada  jaringan-jaringan  tubuh  manusia  yang berbeda-beda,  seperti  otot,  jantung,  otak,  dan kanker. Alat tersebut dapat membuat potongan gambaran  sagital,  aksial,  koronal  dan  oblik tanpa   harus   banyak   memanipulasi    tubuh pasien (woodward,
1997).
Sehingga
mempermudah  bagi  seorang  dokter  untuk mendiagnosa suatu penyakit terhadap pasien.
Teknik  pencitraan  yang  dilakukan  oleh MRI  relatif  lebih  kompleks  karena  citra  yang dihasilkan  bergantung  pada  banyak  tidaknya parameter    yang    digunakan.    Jika    pemilihan pada  parameternya  tepat,  kualitas  pencitraan detail    dari    tubuh    manusia   tersebut   akan tampak  jelas,  sehingga  anatomi  dan  patologi di    jaringan    tubuh    dapat   dievaluasi   dengan teliti.   Untuk  dapat    memperoleh   citra   yang baik  maka  harus  mempertimbangkan  sekuen- sekuen  dan  kontras  pada  jaringan  yang  akan didiagnosa   dengan   menentukan   parameter Time  Repetition (TR), Time  Echo (TE), Echo
Train  Length (ETL), Number  of  Excitation
(NEX), Slice  thickness dan  masih  banyak parameter    yang    dapat    mempengaruhi    hasil citra MRI (Notosiswoyo  dan Suswanti  ,2004).
Namun   kualitas   citra   MRI  sendiri   disusun oleh  tiga  hal  yaitu, CNR,  spasial resolusi, dan SNR  (Rochmayanti  dkk,  2013).  Parameter disini  merupakan  suatu  pilihan  yang  terdapat dalam aplikasi komputer  MRI  dimana parameter  ini  dapat  mempengaruhi  kualitas yang ada pada gambar pemeriksaan MRI.
Turbo  Spin  Echo (TSE)  atau  yang disebut juga Fast  Spin  Echo (FSE)  merupakan  salah satu turunan dari pulsa spin echo (SE) dengan
memiliki  waktu  scan  yang  cepat.  Pada  TSE pemberian  pulsa  dengan  satu  kali  pulsa  90° diikuti  dengan  multiple  180°  rephasing dalam satu time repetition (TR).
NEX merupakan suatu nilai yang menunjukkan  berapa  kali  munculnya  data  itu tercatat dan akan di masukkan ke matriks atau bisa  di  namakan  akuisisi  data  dengan  fase encoding dan amplitudo  yang sama. Sejumlah data yang tercatat oleh k-space akan di kontrol oleh  NEX.  Data  tersebut  terdiri  dari  sinyal dan noise. Nilai NEX yang tinggi berpengaruh pada  SNR,  dimana  proses  pengulangan munculnya  data  tanpa  pengubahan  fase encoding menyebabkan peningkatan amplitudo  sinyal  secara   linear   (Westbrook, 2011).  Penggunaan  variasi  nilai  NEX  ini berpengaruh  juga   pada   waktu   pemeriksaan dan  kualitas  citra.  Semakin  meningkat  nilai NEX  maka semakin lama waktu pemeriksaan dengan mendapatkan citra yang baik.
Sebaliknya  ketika  nilai  NEX  menurun  maka waktu  pemeriksaan  akan  lebih  cepat,  tetapi mendapatkan  citra  yang  kurang  baik  bahkan tidak bagus (Rochmayanti dkk, 2010).
Pasien    yang   tidak    kooperatif   seperti ketika   merasakan   sakit   pada   jaringan   lutut
dalam  menjalankan  pemeriksaan  terkadang tidak    sengaja    maupun    tidak    sadar menimbulkan suatu gerakan cenderung menyebabkan  artefak  gerak  kecuali  proses scanning bekerja sangat cepat. Teknik akuisisi baru  yang  dapat  digunakan  disini  memiliki kelebihan untuk mengurangi bahkan menghilangkan  artefak dari efek  gerak pasien.
Teknik  ini  dikenal  sebagai  BLADE  yang berkontribusi  besar  terhadap  artefak   distorsi biasa.  NEX          digunakan  sebagai  rata-rata keluaran  artefak  untuk  mengurangi  fase ghosting,  tapi  mengarah  ke  lebih  lama  waktu pemeriksaan  (Westbrook,  Catherine,  2010). Teknik  BLADE  telah  diperkenalkan  untuk mengurangi      gerak      artefak      dan meningkatkan      kualitas       gambar  (Alibek, 2008).  Serupa        dengan        temuan        ini diperkenalkan  dalam  pemeriksaan  dari  atas perut  (Hirokawa,   2008)  dan   lutut  (Lavdas, 2012)    pasien.    Sehingga    variasi    NEX  akan sangat  diperlukan  dengan  menggabungkan teknik BLADE dengan meningkatkan rekonstruksinya    untuk    mengurangi    hasil motion  artefak tersebut  dan  menghasilkan kualitas  citra  yang  baik  untuk  pemeriksaan pada   cedera   lutut,   dimana    penelitian    ini
meninjau  lebih  dalam  mengenai  cedera  lutut yang sering terjadi pada ligamennya.
Dalam penelitian ini akan dilakukan studi kasus untuk mencari variasi NEX  dan  BLADE pada   rentang   tertentu    untuk   pemeriksaan
MRI cedera lutut karena dalam pengaplikasiannya        parameter  NEX        pada Rumah    Sakit    yang    memiliki    Instalasi Radiologi masih
menggunakan teknik CARTESIAN  yang  merupakan  suatu  proses pemasukkan data dari hasil akuisisi ke K-space mengikuti  sumbu  kartesius  searah  sumbu  X sepanjang  sumbu  Y,  tetapi  teknik  tersebut sangat rentan terhadap pergerakan dan ini yang terjadi  kenyataan  di  lapangan  bahwa  teknik cartesian  itu  dipakai  sebagai  sekuen  TSE  rutin pada  pemeriksaan  MRI  lutut.  Parameter  suatu citra dikatakan optimal adalah dengan ditunjukkan  nilai  SNR  dan  CNR  yang  tinggi serta  waktu  pemeriksaan  yang  tidak  terlalu lama.  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini    sangat penting   untuk   dilakukan   melihat   pengaruh nilai    NEX  dan  BLADE  dalam  pemeriksaan MRI  sangat  besar  serta  kasus  cedera  lutut sendiri  pada  rumah  sakit  memiliki  presentase pemeriksaan    cukup    besar    sekitar    50%. Menurut  Lavdas  dkk  (2012)  teknik  BLADE diperkenalkan  pada  lutut  untuk  menghilangkan motion  artefak pada  citra  gambar  mengingan terdapat  dua  tipe  pasien  yaitu,  kooperatif  dan nonkooperatif.  Pasien  kooperatif  merupakan pasien  yang  mudah  diatur  atau  tidak  banyak gerak, sedangkan pasien nonkooperatif merupakan  pasien  yangsulit  untuk  diatur  atau banyak  gerak  yang  bisa  disebabkan  karena timbul rasa sakit pada organ cedera.
© (2019) Sekolah Pascasarjana Universitas Airlangga, Indonesia

## Pengaruh Variasi NEX dan Perlakuan Teknik pada SNR dan CNR
Dari  data  hasil penelitihan yang  diperoleh  pada  Nilai  SNR yang  mendapatkan  nilai  tertentu menunjukkan  bahwa    pengaruh dari  perlakuan  teknik  Cartesian maupun teknik BLADE dan
Variasi  NEX  terhadap  nilai  SNR tidak  linier.  Karena    adanya perbedaan  struktur  molekul  pada
setiap jaringan sehingga
mempengaruhi    nilai    dari    SNR
dan CNR. Banyaknya atom
Hidrogen  yang  ada  dalam  tubuh juga    dipengaruhi    oleh    usia pasien,  dimana  nilai  SNR  dan CNR  akan  tinggi  ketika  jaringan yang  dianalisis  memiliki  jumlah atom Hidrogen yang banyak.
Pada    penggunaan    teknik
Cartesian    dengan    variasi    NEX tinggi menghasilkan SNR dan CNR tinggi, akan tetapi hasil SNR dan
CNR lebih tinggi
penting   untuk   mengontrol   kualitas suatu  citra  MRI  sehingga  dipadukan dan semakin bagus citra ketika menggunakan teknik BLADE dengan menggunakan nilai NEX besar yang pada penelitihan ini digunakan nilai NEX 2.
4.3.2.   Pengaruh Variasi NEX dan Perlakuan Teknik pada Waktu Scanning
Waktu Scanning dapat
meningkat ketika mengalami
pengulangan,  hal  ini  disebabkan karena  waktu scanning merupakan waktu  pelengkap  untuk  melengkapi akuisisi data. Ketika dilakukan pengulangan pada akuisisi data sebanyak  dua  kali  maka  waktu scanning juga  akan  meningkat  dua kalinya  dan akan  terjadi  pengulangan seterusnya.      Disamping  lamanya waktu scanning yang  diperlukan ketika  menggunakan  pengulangan akuisisi  data  maka  kesemptan  pasien untuk  bergerakpun  semakin  besar, sehingga  sedikit  saja  gerakan  maka kualitas  citra  akan  menurun.  Akan tetapi waktu scanning ini juga sangat
dengan      teknik      BLADE      untuk memperbaiki citra.
Pada  penelitian  ini  waktu scanning meningkat  secara  linier seiring meningkatan nilai NEX, yakni dengan  penggunaan  NEX  2  dengan perlakuan  teknik  yang  diberikan memerlukan waktu lebih lama dibandingkan  dengan  menggunakan nilai NEX 1 dengan perlakuan teknik yang  diberikan.  Korelasi  bernilai positif, berarti kenaikan NEX menaikkan  waktu scanning dengan hasil 1,744 menit ketika
menggunakan  NEX  1  dan  3,4  menit ketika      menggunakan      NEX      2.

## 4.4. Penentuan Nilai Optimal
Variasi NEX dan perlakuan Teknik terhadap
Kualitas Citra
Untuk  menentukan    nilai  yang paling optimal pada variasi NEX dan perlakuan  teknik  yang  diberikan
diperoleh dari grafik
yang menunjukkan  nilai  SNR  dan  CNR yang  tinggi.  Grafik  yang  terbentuk merupakan  akibat  pengaruh  dari variasi  NEX  dan  pemberian  teknik sehingga  pemilihan  yang  tepat  pada variasi  NEX  dan  teknik  perlu dipertimbangkan  untuk  mendapatkan nilai  SNR  dan  CNR  yang  tinggi.
Grafik  pengaruh  variasi  NEX  dan perlakuan  ternik  terhadap  SNR  dan
CNR untuk keempat
pasien
ditunjukkan    oleh    Gambar    4.11
sampai 4.14.
Gambar 4.11 Grafik
Hubungan Pengaruh Teknik
Cartesian dan Teknik
BLADE terhadap Nilai SNR dan CNR pada NEX 1 dan NEX 2 pada pasien 1.
Gambar 4.12 Grafik Hubungan Pengaruh Teknik Cartesian dan Teknik
BLADE terhadap Nilai SNR dan CNR pada NEX 1 dan NEX 2 pada pasien 2.
Gambar 4.13 Grafik Hubungan Pengaruh Teknik Cartesian dan Teknik

## BLADE terhadap Nilai SNR dan
CNR pada NEX 1 dan NEX 2 pada pasien 3.
Gambar 4.14 Grafik
Hubungan Pengaruh Teknik
Cartesian dan Teknik BLADE terhadap Nilai SNR dan CNR pada NEX 1 dan NEX 2 pada pasien 4.
Dari hasil grafik di atas   pengaruh variasi NEX dan perlakuan teknik
terhadap
nilai SNR dan CNR pada keempat pasien dapat terlihat pada Tabel 4.9 sampai 4.12.
Tabel 4.9 Hasil Nilai SNR dan CNR dengan Variasi  NEX dan Perlakuan
Teknik Pasien 1.
NEX Teknik SNR CNR 1 Cartesian 64,96±4,82 59,66±4,3 1 BLADE 98,29±3,11 93,91±3,02 2 Cartesian 84,94±2,70 82,04±2,12 2 BLADE 130,71±2,92 125,16±2,81
Tabel 4.10 Hasil Nilai SNR dan CNR dengan Variasi NEX dan Perlakuan
Teknik Pasien 2. NEX Teknik SNR CNR 1 Cartesian 29,36±0,61 27,25±0,56 1 BLADE 44,08±0,92 41,28±0,64 2 Cartesian 43,81±2,61 40,55±7,15 2 BLADE 66,95±1 61,81±0,85 Tabel 4.11 Hasil Nilai SNR dan CNR dengan Variasi NEX dan Perlakuan Teknik Pasien 3. NEX Teknik SNR CNR 1 Cartesian 55,35±1,33 53,22±0,70 1 BLADE 127,70±2,63 125,47±2,37 2 Cartesian 33,85±0,56 31,19±0,40 2 BLADE 71,59±1,05 68,95±0,55 Tabel 4.12 Hasil Nilai SNR dan
CNR dengan Variasi NEX dan
Perlakuan
Teknik Pasien 4. NEX Teknik SNR CNR 1 Cartesian 21,51±0,63 19,41±0,31 1 BLADE 45,84±0,80 43,63±0,63 2 Cartesian 52,55±2,23 47,22±1,56 2 BLADE 70,01±0,88 64,67±0,41
Dari Gambar 4.11 sampai Gambar
4.14  dan  Tabel     4.9  sampai  Tabel
4.12  dapat  dilihat  bahwa  nilai  SNR dan  CNR  pada  keempat  pasien  tidak
ada  perbedaan  yang  signifikan  pada setiap    variasi    nilai    NEX    dan perlakuan  teknik,  hal  ini  disebabkan karena  setiap  pasien  memiliki  jumlah atom  Hidrogen  yang  berbeda-beda, sehingga    intensitas    sinyal    yang didapat disetiap jaringannyapun
berbeda. Komposisi dari atom
Hidrogen    pada    setiap    jaringan tersebut  dapat  juga  dipengaruhi  oleh faktor  usia  dan  dalam  penentuan kualitas  citra  akan  dikatakan  baik ketika  menghasilkan  nilai  SNR  dan CNR  yang  tinggi  dengan  waktu scanning yang optimal.
4.5.Pengaruh dan Penentuan
Nilai  Optimal  Variasi  dan Perlakuan  Teknik  terhadap Nilai Artifact
Pada penelitian ini terdapat
motion  artifact  yang  teramati  ketika menggunakan teknik Cartesian. Motion  Artifact adalah  artefak  akibat pergerakan    yang    dilakukan    oleh
pasien  yang  kemudian  menghasilkan
1 Cartesian  408,3±4,9 7,8 7,5 1 BLADE 357,1±6,4 6,6 5,7 2 Cartesian  400,0±4,4 5,2 6,2 2 BLADE 347,7±1,8 3,6 4,7
penurunan  pada  kualitas  citra  MRI,
dapat dilihat pada gambar 4.15:
( a ) ( b )
Gambar 4.15 Perbedaan dua
teknik terhadap motion artifact (a)
Cartesian (b) BLADE (Kamera Digital).
Pada  Gambar  4.15  terlihat motion artifact muncul  pada  gambar  (a)  sehingga menutupi     area    jaringan     fluid,     dimana gambar  (a)  tersebut  menggunakan      teknik Cartesian.   Sedangkan   pada   gambar   (b) area  jaringan  fluid  dapat  diamati  karena motion  artifact berkurang  akibat  perlakuan teknik  BLADE.  Untuk  nilai  optimalnya sendiri    pada    setiap    pasien    dapat    dilihat pada Gambar 4.16 sampai 4.19 dan Tabel
4.13 sampai 4.16:
(a)                                                              (b)
Gambar 4.16 (a) Grafik Perlakuan Teknik terhadap Sinyal/ Noise pada NEX 1 dan
NEX 2, (b) Grafik Perlakuan Teknik Terhadap Noise pada NEX 1 dan NEX 2.
Tabel  4.13 Hasil  Nilai Noise dengan Variasi  NEX  dan  Perlakuan  Teknik untuk
Pasien 1.
NEX Teknik Noise ROI Background Rerata Sinyal/ Noise SD1  SD2 SD3 SD4

## (a)                                                            (b)
ound
1 BLADE 388,4±12,8 11,0 11 2 Cartesian  447,5±13,9 0,7 10 2 BLADE 348,3±8,2 5,8 5, Gambar 4.17 (a) Grafik Perlakuan Teknik terhadap Sinyal/ Noise pada NEX 1 dan
NEX 2, (b) Grafik Perlakuan Teknik Terhadap Noise pada NEX 1 dan NEX 2.
Tabel  4.14 Hasil  Nilai Noise dengan Variasi  NEX  dan  Perlakuan  Teknik untuk
Pasien 2.
NEX Teknik Noise ROI Backgr Rerata Sinyal/ Noise SD1 SD2 SD3 SD4 1 Cartesian  426,7±20,2 12,0 12,0 12,0 12,3 12,1 35,4±1,6 (a)                                                              (b) Gambar 4.18 (a) Grafik Perlakuan
Teknik terhadap Sinyal/ Noise pada NEX 1 dan
NEX 2, (b) Grafik Perlakuan Teknik Terhadap Noise pada NEX 1 dan NEX 2.
Tabel  4.15 Hasil  Nilai Noise dengan Variasi  NEX  dan  Perlakuan  Teknik untuk
Pasien 3.
NEX Teknik Noise ROI Background Rerata Sinyal/ Noise SD1 SD2 SD3 SD4 1 Cartesian  346,75±7,4 6,9 6,0 7,0 8,1 7,0 49,5±1,0 1 BLADE 382,77±6,2 7,3 7,8 7,5 7,9 7,6 50,2±0,8 2 Cartesian  444,7±4,6 8,1 7,9 7,7 8,2 7,9 55,7±0,5 2 BLADE 442,47±5,1 8,1 6,2 6,7 7,6 7,1 61,8±0,7 ( a ) ( b )
Ga mba r
4.19 (a) Graf ik Perl akuan Teknik terhadap
Sinyal/ Noise pada NEX 1 dan
NEX 2, (b) Grafik Perlakuan Teknik Terhadap Noise pada NEX 1 dan NEX 2.
Tabel  4.16 Hasil  Nilai Noise dengan  Variasi NEX  dan Perlakuan
Teknik  untuk
Pasien 4.
Dari Gambar 4.14  sampai 4.17  dan Tabel
4.13 sampai 4.16 dapat diketahui bahwa untuk mengurangi motion artifact yang optimal adalah dengan menggunakan teknik BLADE

## DAFTAR PUSTAKA
Alibek  S,  Adamietz  B,  Cavallaro A,  et al.   Contrast   enhanced   T1- weighted fluid- attenuated inversion-recovery BLADE magnetic    reso-nance    imaging  of the  brain:  an  alternative  to  spin- echo  technique  for  detection  of brain  lesions  in  the  unsedated pediatric  patient?  Acad  Radiol 2008;15:986–95. Bushberg J.T., Seibert J.A., Edwin M.  Leidholdt,  J.R.,  Boone  J.M., 2002,  The  Essential  Physic  of
Medical  Imaging,  Second  Edition,
Lippincott  Williams  &  Wilkins,
Philadelphia USA.
Bjørnerud, Atle. 2008. The Physics of  Magnetic  Resonance  Imaging. Department of Physics University  of Oslo. Sumatera Utara, 4–24.
© (2019) Sekolah Pascasarjana Universitas Airlangga, Indonesia
Woodward, Peggy ang William,
W. Arrison, 1997, MRI Optimization, a hand on approach, McGraw-Hill
J.Blink,Evert. 2004. Basic MRI : Physics . Netherlands
Lavdas E, Mavroidis P, Hatzigeorgiou V, Roka V, Arikidis N,Oikonomou G, et al.Elimination of  motion  and  pulsation  artifacts using  BLADE  sequences  in knee MR imaging. Magn Reson Imaging 2012 In press.
NessAiver, 1996, All  you really need to know About  MRI Physics , University of Maryland Medical Center, USA
Pipe,  J.  G.  (1999).  Motion Correction  With  PROPELLER MRI :  Application  to Head Motion and Free-Breathing Cardiac Imaging, 969 , 963–969.
Rochmayanti, D., Widodo, T. S., & Soesanti, I. (2013). Analisis Perubahan Parameter Number of Sinyals Averaged ( NSA ) Terhadap Peningkatan SNR dan Waktu Pencitraan pada MRI, 2 (4).
Siemens.   2010. Physical Principles,   CS   Training Center   MR   Basics   All rightsreserved . Copyright © Siemens AG
Weishaupt.Dominik, D.Kochli.Victor, Marincek.Borut.      2006. How  Does  MRI  Work?
An Introduction      the Physic   and   Function   of
Magneting      Resonance
Imaging.       Heildelberg:
Business Media.
© (2019) Sekolah Pascasarjana Universitas Airlangga, Indonesia