[upraviť] História
Za prvý priekopnícky článok o zobrazovaní magnetickou rezonanciou sa považuje „Image formation by Induced Local Interaction; Examples Employing Magnetic Resonance“ v marcovom čísle časopisu Nature z 16. marca 1973. Jeho autorom bol Paul Lauterbur.
Ako uznanie za ich objavy a obrovský prínos v uplatnení magnetickej rezonancie v medicíne boli Paul Lauterbur a Sir Peter Mansfield v roku 2003 ocenení Nobelovou cenou za fyziológiu alebo medicínu. Lauterbur objavil, že gradienty v magnetickom poli môžu byť použité na vytvorenie dvojrozmerného obrazu. Mansfield analyzoval gradienty matematicky. Komisia však ignorovala priekopníka v MR zobrazovaní Raymonda V. Damadiana, hoci Nobelove pravidlá dovoľovali rozdeliť ocenenie aj medzi tri osoby. Krátko po vyhlásení si Damadian zaplatil drahú celostranovú inzerciu vo veľkých novinách, a touto formou protestoval proti rozhodnutiu komisie. („Prístroj a metóda na zisťovanie rakoviny v tkanive“ Raymonda Damadiana)
V roku 1974 si Damadian patentoval dizajn a použitie magnetickej rezonancie (US Patent 3,789,832 ) na zisťovanie rakoviny. V roku 1980 vytvoril prvý komerčný MR prístroj, no nepodarilo sa mu ho predať a nikdy nebol klinicky použitý. Jeho patent síce nepopisoval priamo metódu na vytváranie obrazov, no v roku 1997 sa úspešne súdil s firmou General Electric pre jeho porušenie a získal odškodnenie 129 miliónov dolárov. Neskôr dosiahol za ďalšie milióny dolárov mimosúdne vyrovnanie i s ďalšími výrobcami MR prístrojov.
V roku 1996 Mattson a Simon ocenili Damadiana za popis konceptu celotelového zobrazovania magnetickou rezonanciou a za objavenie rozdielov v relaxácii u jednotlivých tkanív, ktoré zobrazenie umožnilo. V roku 2001 mu Lemelson-MIT program udelil svoje Ocenenie za celoživotné dielo ako „mužovi, ktorý vymyslel MR prístroj“. Vo vedeckej komunite sa však jeho osoba dodnes považuje za kontroverznú a názory na jeho prvenstvo a podiel na dnešnej podobe magnetickej rezonancie nie sú jednotné.
[upraviť] Magnetická rezonancia - prístroje a ich typy
Najdôležitejšou časťou prístroja používaného na zobrazovanie pomocou magnetickej rezonancie je samotný zdroj vonkajšieho magnetického poľa - magnet. Sila tohoto poľa sa udáva v jednotkách Tesla (T) a pohybuje sa v rozmedzí 0,2 až 3T (experimentálne prístroje majú až 8T). Pole musí byť veľmi homogénne (bližšie v kapitole Základné fyzikálne fakty) - to je jeden z dôvodov veľkej technickej náročnosti ich výroby a vysokej ceny. Podľa spôsobu, akým sa pole vytvára, sa prístroje delia do troch základných typov:
Prístroje možno rozdeliť i podľa sily vonkajšieho magnetického poľa:
Prístroje so slabým i silným poľom majú svoje výhody i nevýhody - nedá sa paušálne povedať, že silnejšie pole je vždy lepšie. Systémy s vysokým poľom umožňujú lepšie priestorové rozlíšenie, rýchle dynamické vyšetrenia a MR spektroskopiu. Naopak prístroje so slabším poľom majú lepší tkanivový kontrast a podstatne nižšie vstupné i prevádzkové náklady.
Samotný magnet musí byť od svojho okolia oddelený, pretože silné magnetické pole môže ovplyvniť citlivé elektronické prístroje v okolí - preto je napríklad vyšetrenie pacienta s kardiostimulátorom veľmi riskantné. Rovnako treba prístroj oddeliť od vplyvov vonkajšieho prostredia, a to najmä od najrôznejšieho rádiofrekvenčného vlnenia, aby sa tak zabránilo rušeniu (interferencii) s rádiofrekvenčným vlnením používaním k samotnému zobrazovaniu. Celý systém je preto uzavretý do tzv. Faradayovej klietky.
[upraviť] Cievky
Jednou so základných súčastí MR prístroja sú cievky. Ich účelom je vysielať do tkanív rádiofrekvenčné pulzy a/alebo zaznamenávať prichádzajúce signály. Existuje viacero typov:
[upraviť] Základné fyzikálne fakty
[upraviť] Protóny a spin
Atómy sa skladajú z jadra a obalu. Obal atómu je tvorený elektrónmi, ktoré majú negatívny elektrický náboj. V jadre sa nachádzajú neutróny, ale najmä pre MR dôležité protóny. Neutróny sú elektricky neaktívne, naopak protóny majú pozitívny elektrický náboj. Protóny v jadre neustále rotujú okolo svojej osi - táto ich vlastnosť sa označuje ako jadrový spin. Rovnako rotuje i ich pozitívny elektrický náboj. Pohybujúci sa elektrický náboj je vlastne elektrický prúd, ktorý indukuje vo svojom okolí magnetické pole. Každý protón tak vo svojom okolí vytvára veľmi slabé magnetické pole, ktoré má svoj smer a pripomína tak malý tyčový magnet. Severný pól tohoto magnetického poľa sa v prítomnosti vonkajšieho magnetického poľa natočí k južnému pólu vonkajšieho magnetu. Na zmenu polarity je nutné dodať energiu z vonkajšieho prostredia. Potrebné vlnové dĺžky týchto energii spadajú do oblasti radiových vĺn. Aby došlo k pohlteniu (rezonancii) radiového impulzu musí mať tento impulz špecifickú energiu. Teda iba určité žiarenie pri určitom magnetickom poli rezonuje s určitým jadrom (a teda je absorbované).
Momentálne magnetická rezonancia k zobrazeniu ľudského tela využíva takmer výhradne atómy vodíka so spinovým číslom I = 1/2. Je to podmienené ich fyzikálnymi vlastnosťami a ich značným podielom v ľudskom tele - napr. voda, tvoriaca viac ako dve tretiny hmotnosti ľudského tela, obsahuje vo svojej molekule dva atómy vodíka. Najrozšírenejší izotop vodíka - prócium - má jadro tvorené len jedným protónom. Preto sa často pod označením protón myslí práve tento izotop. Deutérium má spinové číslo I = 1. Protóny (jadra vodíka - prócia) navyše poskytujú i najsilnejší signál.
V rámci výskumu sú však snahy o využitie aj iných prvkov a izotopov. Podmienkou je spin a nepárny počet protónov a neutrónov v jadre - spárované magnetické momenty protónov sa totiž vzájomne vyrušia. Najčastejšie sa používajú tieto izotopy: 13C (uhlík), 19F (fluór), 23Na (sodík), 31P (fosfor). Hlavným problémom je slabý výsledný signál, podmienený malým počtom týchto izotopov v ľudskom tele.
[upraviť] Protóny a magnetické pole
Mimo magnetického poľa sú protóny rozmiestnené chaoticky. Po umiestnení do silného vonkajšieho magnetického poľa sa v ňom usporiadajú podobne ako strelky kompasu: smer ich vlastného magnetického poľa sa stane rovnobežným so smerom pôsobenia poľa vonkajšieho. Keďže protóny patria medzi elementárne častice a platia pre nich zákony kvantovej mechaniky, chovajú sa v skutočnosti inak, ako strelka kompasu, ktorá vo vonkajšom magnetickom poli ukazuje vždy jedným smerom. Lokálne magnetické pole protónu môže smerovať paralelne alebo antiparalelne so smerom vonkajšieho magnetického poľa. Paralelné usporiadanie je pre protóny menej energeticky náročné, a preto je väčšie množstvo usporiadané práve týmto smerom. Rozdiel medzi počtom protónov usporiadaných paralelne a antiparalelne je ale napriek tomu veľmi malý a závisí od sily vonkajšieho magnetického poľa.
[upraviť] Precesia
Protóny vo vonkajšom magnetickom poli okrem toho, že rotujú okolo svojej osi a sú usporiadané paralelne alebo antiparalelne so smerom vonkajšieho magnetického poľa, vykonávajú ďalší pohyb, ktorý sa nazýva precesia (Obr. 1). Podobá sa na pohyb detskej hračky „vĺčka“. Rýchlosť, s akou tento pohyb protóny vykonávajú sa označuje ako frekvencia precesie - hodnota vyjadruje počet „otáčok“ protónu za jednu sekundu. Matematicky ju možno vyjadriť z tzv. Larmorovej rovnice:
Ω0 je uhlová frekvencia precesie (v rad.s-1 ), γ je tzv. gyromagnetická konštanta (MHz/T), B je (zjednodušene) hodnota vonkajšieho magnetického poľa v T - Tesla (v skutočnosti hodnota vonkajšieho magnetického poľa v tesnom okolí jadra so zohľadnením tieniacej konštanty - viď. chemický posun).
Pre frekvenciu precesného pohybu (Larmorovu frekvenciu) v Hz potom dostaneme
Z rovnice vyplýva, že frekvencia precesie je priamo úmerná indukcii (sile) vonkajšieho magnetického poľa - čím je silnejšie, tým je vyššia. Gyromagnetická konštanta je má odlišnú hodnotu pre rôzne látky - pre protóny (teda atómy vodíka) je to 42,5 MHz/T.
Na popis fyzikálnej podstaty MR zobrazovania a jednotlivých vyšetrovacích sekvencii sa používa zjednodušené grafické zobrazenie: pre lepšiu zrozumiteľnosť a názornosť sa protón nahradzuje vektorom a vkladá do súvzťažnej sústavy xyz (Obr. 2). Vektor zobrazuje smer a veľkosť sily jeho magnetického poľa. Táto súvzťažná sústava je umiestnená v silnom vonkajšom magnetickom poli. Na obrázku je modrým kruhom znázornená i trajektória precesie protónu.
Ten istý obrázok možno použiť na ďalšie zjednodušenie. Ako bolo vyššie spomenuté, v silnom vonkajšom magnetickom poli sa protóny „ukladajú“ paralelne alebo antiparalelne voči jeho smeru. Vektory proti sebe smerujúcich protónov sa vzájomne vyrušia. Viac protónov je v menej energetickom paralelnom postavení a vektor na obrázku tak môže znázorňovať i smer a veľkosť magnetickej sily určitého tkaniva v ľudskom tele. Ak by neexistovalo žiadne vonkajšie magnetické pole, tento vektor by bol nulový a tkanivo by nemalo žiadnu vlastnú magnetickú silu.
V skutočnosti takýto sumačný vektor leží na osi y (Obr .3, modrá šípka), teda nie je „vyklonený“, ako je to na obrázku 2. Príčinou je fakt, že sa vzájomne nerušia len vektory nad a pod úrovňou roviny xy. Ako už bolo spomenuté, protóny vykonávajú precesný pohyb. Každý z paralelne postavených protónov, ktorý nebol vyrušený silou svojho antiparalelne postaveného náprotivku, tento pohyb vykonáva. Pohyb je chaotický a každý z protónov môže smerovať svoj vektor sily inam. Konečným výsledkom je to, že v rovine xy neexistuje žiadny sumačný vektor magnetickej sily - neusporiadaná precesia protismerne pôsobiace sily štatisticky vyruší (Obr. 3, žlté šípky).
[upraviť] Longitudinálna magnetizácia
Výsledkom celého tohoto procesu je fakt, že človek alebo jeho časť, na ktorú pôsobí silné homogénne magnetické pole (je vsunutý do „tunela“ MR prístroja), sa sám stane magnetom a začne produkovať svoje vlastné magnetické pole, ktoré je rovnobežné so smerom pôsobenia vonkajšieho magnetického poľa - označujeme ho preto pojmom longitudinálna magnetizácia. Oproti sile vonkajšieho magnetického poľa je jej veľkosť veľmi slabá, v konečnom dôsledku je však zdrojom signálu, ktorý umožní vidieť do vnútra ľudského tela. Hlavný problém je v tom, že ju nemožno merať priamo - „splýva“ s oveľa silnejším vonkajším magnetickým poľom (majú rovnaký smer).
[upraviť] Úloha rádiofrekvenčného vlnenia
Do pacienta v MR prístroji sa vysielajú krátke elektromagnetické pulzy, ktorých frekvencia sa pohybuje v oblasti rádiových vĺn. Nazývajú sa rádiofrekvenčné, alebo RF pulzy. Ich účelom je dodať protónom určité množstvo energie (ovplyvniť pomer paralelne a antiparalelne smerovaných protónov) a zmeniť charakter ich precesie.
[upraviť] Rezonancia
Aby mohlo dôjsť k prenosu energie, musia mať RF pulzy frekvenciu totožnú s frekvenciou precesie protónov, ktorú udáva Larmorova rovnica (viď vyššie) - musia byť v rezonancií (odtiaľ názov „magnetická rezonancia“).
Po vyslaní RF pulzu niektoré protóny, usporiadané paralelne (v stave s nižšou energetickou náročnosťou) získajú potrebnú energiu a zmenia svoje usporiadanie na opačné - antiparalelné (Obr.4B). Výsledkom je zníženie, vyrovnanie, alebo až zmena pomeru medzi počtom paralelne a antiparalelne usporiadaných protónov a zníženie, vymiznutie, alebo až obrátenie smeru longitudinálnej magnetizácie.
[upraviť] Tranzverzálna magnetizácia
Ďalším významným efektom RF pulzu je, že protóny, ktorých precesia bola dovtedy chaotická, prestane takou byť - všetky protóny začnú vykonávať precesný pohyb vo fáze (v každom okamihu bude každý protón mieriť rovnakým smerom, obr.4C). Vzniká tak vektor magnetickej sily, ktorý je kolmý na smer priebehu siločiar vonkajšieho magnetického poľa i na vektor longitudinálnej magnetizácie - označuje sa preto ako tranzverzálna magnetizácia. Táto nesmeruje stále rovnakým smerom, ale rotuje s frekvenciou rovnou frekvencií precesie.
RF pulz teda spôsobí zníženie longitudinálnej a vznik tranzverzálnej magnetizácie.
Tým, že sa vektor tranzverzálnej magnetizácie pohybuje, vytvára elektrický prúd. Tento prúd je vlastne MR signál, ktorý má rovnakú frekvenciu ako rotujúce magnetické pole - teda precesnú frekvenciu.
[upraviť] Návrat rovnováhy
Okamžite po vyslaní RF pulzu je stav nasledovný: longitudinálna magnetizácia je znížená (nulová), naopak vznikla magnetizácia tranzverzálna. RF pulz je krátky a po jeho pôsobení sa systém snaží dostať do rovnovážneho stavu, teda do stavu z najnižšou energetickou náročnosťou - „relaxuje“. Teda longitudinálna magnetizácia sa znovu objavuje (tzv. longitudinálna relaxácia), zatiaľčo tranzverzálna mizne (tzv. tranzverzálna relaxácia). Tranzverzálna a longitudinálna relaxácia sú dva na sebe vzájomne nezávislé fyzikálne deje.
[upraviť] Longitudinálna relaxácia - T1
Po ukončení prísunu energie z vonkajšieho prostredia (RF pulzom) sa protóny zbavujú nadbytočnej energie a vracajú sa do paralelného - energeticky menej náročného - postavenia. Dochádza k výmene tepelnej energie. Výsledkom je postupný vzrast longitudinálnej magnetizácie v čase.
Energia sa teda postupne predáva do okolia, ktoré označujeme pojmom mriežka, preto sa tento typ relaxácie označuje aj pojmom „relaxácia spin-mriežka“.
Na Obr.5. je graficky znázornený nárast longitudinálnej relaxácie v čase po ukončení RF pulzu. Táto krivka sa tiež nazýva T1 krivka. Ako T1 sa tiež označuje časová konštanta, ktorá hovorí, za aký dlhý čas určité tkanivo nadobudne 2/3 svojej pôvodnej maximálnej longitudinálnej relaxácie. Nejedná sa o presne určené číslo, skôr vyjadruje rýchlosť, ako k tomu v jednotlivých tkanivách dôjde - podobne ako napr. polčas rozpadu.
Časová konštanta alebo tiež relaxačný čas T1 je 2 až 12 krát dlhší ako časová konštanta resp. relaxačný čas T2 (pozri nižšie). T1 v biologických tkanivách má rozsah 200-2000 ms, T2 30-150 ms. Hodnota T1 závisí na zložení tkaniva, jeho štruktúre. Výmena energie prebieha rýchlo, keď sa precesná frekvencia protónov blíži precesnej frekvencií okolia - „mriežky“ - teda sú v rezonancií. Napríklad ak je v okolí protónov čistá voda so svojimi malými a rýchlo sa pohybujúcimi molekulami, odovzdávanie energie je ťažké a pomalé - preto má voda dlhý relaxačný čas T1. Ak je „mriežka“ tvorená molekulami strednej veľkosti (väčšina tkanív ľudského tela je zmesou tekutiny a molekúl rôznej veľkosti), energia je predávaná rýchlejšie. Za krátky relaxačný čas tukov sú zodpovedné uhlíkové väzby na konci dlhých reťazcov karboxylových kyselín. Relaxačný čas T1 ďalej závisí od sily vonkajšieho magnetického poľa - čím je táto vyššia, tým je dlhší. V silnejšom magnetickom poli je totiž precesná frekvencia vyššia (vyplýva to z Larmorovej rovnice) a predávanie energie okoliu je ťažšie.
[upraviť] Tranzverzálna relaxácia - T2
Okamžite po ukončení pôsobenia RF pulzu sa protóny, ktoré dovtedy rotovali precesnou frekvenciou spoločne vo fáze, začnú „rozfázovávať“. Výsledkom je pokles tranzverzálnej magnetizácie v čase. Príčina tohoto procesu je zložitejšia, ako v prípade longitudinálnej magnetizácie. Za prvé: ani v tom najideálnejšom prípade nie je vonkajšie magnetické pole úplne homogénne (nemá rovnakú silu), čo spôsobuje odlišnosti v precesných frekvenciách (vyplýva to z Larmorovej rovnice). Za druhé: každý protón je inak ovplyvňovaný nehomogenitami magnetických polí vo svojom okolí - v samotnom tkanive (rôzna štruktúra, rôzna distribúcia molekúl, rôzne vlastné drobné magnetické polia). Efekt je rovnaký ako v prvom prípade - odlišné precesné frekvencie. Obe tieto príčiny spôsobia, že po ukončení RF pulzu dôjde k veľmi rýchlemu rozfázovaniu protónov a poklesu tranzverzálnej magnetizácie.
Tranzverzálna relaxácia sa preto tiež označuje ako relaxácia spin-spin, vyjadrujúc tak jednu z jej príčin - spinové interakcie.
Tak ako v prípade longitudinálnej magnetizácie, možno jej zmeny znázorniť v čase (Obr.6.) v podobe T2 krivky. A takisto existuje časová konštanta T2, ktorá hovorí, za aký dlhý čas v určitom tkanive klesne tranzverzálna magnetizácia na 1/3 jej pôvodnej maximálnej hodnoty.
Relaxačný čas T2 je 2 až 12 krát kratší ako T1 (30-150 ms). Napríklad voda alebo iná tekutina má okrem dlhého relaxačného času T1 dlhý aj čas T2. Rovnako i tkanivá z vyšším obsahom vody majú vyššie relaxačné časy T1 a T2 ako tie, ktoré vody obsahujú málo. Napríklad patologicky zmenené tkanivo má vyšší obsah vody ako okolité zdravé. Dlhší relaxačný čas T2 vody je podmienený tým, že jej malé molekuly sa rýchlo pohybujú, rovnako ako ich malé ale rovnaké lokálne magnetické polia. Tie sa rýchlym pohybom homogenizujú a tak voda nemá žiadne významnejšie lokálne nehomogenity magnetického poľa, ktoré by relaxačný čas T2 skracovali. Zmes vody a organických molekúl rôznej veľkosti vyvoláva väčšie lokálne nehomogenity a hodnota relaxačného času T2 je zreteľne nižšia.
[upraviť] Typy RF pulzov
Existujú rôzne typy RF pulzov. Jedným zo základných je tzv. 90° pulz. Dodá protónom také množstvo energie, že longitudinálnu magnetizáciu úplne vynuluje - v tkanive bude rovnaký počet paralelne i antiparalelne usporiadaných protónov. Zároveň vznikne tranzverzálna magnetizácia. Zjednodušene to vyzerá tak, akoby takýto typ RF pulzu „preklopil“ longitudinálnu magnetizáciu o 90° a vytvoril z nej tranzverzálnu (preto ten názov). Existuje mnoho iných druhov - napríklad 180° pulz, ktorý dodá také množstvo energie, že otočí pomer paralelne a antiparalelne usporiadaných protónov a „preklopí“ vektor longitudinálnej magnetizácie o 180°.
[upraviť] Celkový magnetický moment tkaniva a FID signál
T1 i T2 relaxácia po ukončení RF pulzu prebiehajú súčasne, jedná sa však o dva na sebe nezávislé procesy. Ak sa použije 90° pulz, ktorý „preklopí“ longitudinálnu magnetizáciu do tranzverzálnej, po jeho ukončení sa automaticky systém začne vracať do rovnováhy (Obr.7.): tranzverzálna magnetizácia klesá (protóny sa postupne rozfázujú) a longitudinálna stúpa (protóny odovzdávajú nadbytočnú energiu „mriežke“). Oba procesy vytvárajú jeden spoločný vektor, ktorý tvorí celkový magnetický moment tkaniva. Tento vektor nie je statický, ale rotuje precesnou frekvenciou - výsledkom je, že sa jeho „hrot“ špirálovito zdvíha (ako sa skracuje tranzverzálna magnetizácia), zároveň sa zmenšuje jeho uhol voči smeru pôsobenia externého magnetického poľa, a nakoniec splynie s plne obnovenou longitudinálnou magnetizáciou. Pohyb sa podobá špirále na povrchu kužeľa, začínajúcej na báze a končiacej na jeho hrote.
Tým, že tento magnetický vektor rotuje, dokáže v citlivých prijímacích cievkach indukovať elektrický prúd - a indukovať požadovaný signál. Signál má stabilnú frekvenciu, ktorá je rovná frekvencií precesie, no postupne klesajúcu intenzitu, ako sa vektor magnetického momentu „odkláňa“ od tranzverzálnej roviny (Obr.8.). Označuje sa ako FID signál - z anglického „free induction decay“. Intenzita tohoto signálu závisí od veľkosti longitudinálnej a tranzverzálnej magnetizácie. Preto sa často v ďalšom popise T1 a T2 kriviek namiesto termínov „veľkosť magnetizácie“ používa výraz signálová intenzita.
[upraviť] Odlíšenie jednotlivých tkanív - T1, T2 a PD váženie
Aby bolo možné jednotlivé tkanivá rozlíšiť, musia sa odlišovať rozdielnou signálovou intenzitou.
Ak sa do ľudského tela, ktoré sa skladá z mnohých typov tkanív, vyšle 90° pulz, dôjde k zániku longitudinálnej a vzniku tranzverzálnej magnetizácie. Ak budeme čakať dostatočne dlhý čas, longitudinálna magnetizácia sa postupne úplne obnoví vo všetkých tkanivách. Ak sa po tomto čase vyšle ďalší 90° pulz, prijatý signál bude zo všetkých tkanív rovnako silný. Čas medzi dvomi RF pulzami sa označuje skratkou TR - z anglického „time to repeat“ (čas do opakovania). Ak bude čas TR medzi RF pulzami tak krátky, že sa nestihne úplne obnoviť longitudinálna magnetizácia vo všetkých tkanivách, po druhom 90° pulze bude signál týchto tkanív slabší - a teda bude možné týmto spôsobom odlíšiť tkanivá podľa ich odlišnosti v longitudinálnej magnetizácií - v T1. Za krátky čas TR sa považuje čas pod 500 ms, za dlhý nad 1500 ms.
Použitie dvoch a viacerých RF pulzov sa označuje termínom pulzová sekvencia. Existuje ich veľké množstvo, s odlišnými typmi RF pulzov a odlišnými časmi TR. Typ pulzovej sekvencie určuje, aký bude mať signál z tkaniva charakter. Predchádzajúci odstavec jednu takú pulzovú sekvenciu popisoval. Skladala sa z dvoch 90° pulzov, ktoré šli za sebou po uplynutí času TR. Ak bol tento čas krátky, podarilo sa odlíšiť typy tkaniva podľa veľkosti ich longitudinálnej magnetizácie - podľa T1. Obraz, ktorý znázorní odlíšenie tkanív podľa T1, sa nazýva T1 vážený obraz. Čím je rozdiel väčší, tým väčší kontrast bude medzi príslušnými typmi tkanív.
Okrem T1 vážených obrazov možno vytvoriť príslušnými pulzovými sekvenciami i T2 vážené a tzv. protón denzitne (PD) vážené obrazy. Cielenými pulzovými sekvenciami sa dajú tieto jednotlivé charakteristiky tkanív - „váženia“ - zvýrazniť alebo potlačiť. Jednotlivé sekvencie si vyberá lekár pri vyšetrení podľa toho, čo je potrebné zobraziť a o akú predpokladanú chorobu sa jedná.
Vznik T2 váženého obrazu vysvetľuje nasledujúca pulzová sekvencia. Začína 90° pulzom. Po ukončení jeho pôsobenia začnú protóny strácať fázovú koherenciu, čo má za následok pokles tranzverzálnej magnetizácie. Po určitom čase, ktorý sa označuje ako čas TE/2, nasleduje ďalší, tentokrát 180° RF pulz. Ten spôsobí, že protóny začnú precesnou frekvenciou vykonávať pohyb presne opačným smerom, ako ho vykonávali pred ním. Následkom je, že po určitom čase, ktorý je rovný času TE/2, dôjde opätovne k sfázovaniu protónov - znovu sa obnoví tranzverzálna magnetizácia. Silný signál, ktorý v tomto okamihu zaznamenajú prijímacie cievky, sa označuje ako echo alebo spinové echo. Potom sa protóny znovu rozfázuju. Možno ich sfázovať ďalším, prípadne niekoľkými ďalšími po sebe nasledujúcimi 180° pulzmi a zaznamenať ďalšie a ďalšie echá. Výslednú krivku znázorňuje obr.9. Je z nej zrejmé, že jednotlivé echá majú postupne čoraz nižšiu a nižšiu signálovú intenzitu. Dôvodom je, že 180° pulz neutralizuje len vplyvy spôsobujúce defázovanie, ktoré sú konštantné - teda len zmeny spôsobené stabilnou nehomogenitou vonkajšieho magnetického poľa. Meniace sa lokálne magnetické polia v samotnom tkanive nie sú týmto typom pulzu neutralizované. Typ krivky na obr.9. sa označuje ako T2 krivka.
Pri použití pulzovej sekvencie zloženej len z jedného 90° a jedného 180° pulzu - a teda len s jedným echom - a vedením krivky len po vrcholoch sínusoidy signálu nad osou x (vyjadrujúcou čas) je výsledkom tzv. T2*-krivka. Vyjadruje pokles tranzverzálnej magnetizácie podmienenej samotnými vlastnosťami lokálnych magnetických polí tkaniva a má veľký význam v rýchlom zobrazovaní magnetickou rezonanciou.
Čas od ukončenia 90° pulzu až po snímanie echa sa označuje ako čas TE (z angl. „time to echo“) a je zložený z dvoch rovnakých časových úsekov TE/2. TE čas je možné zvoliť podľa toho, ako má byť výsledný obraz „vážený“. Čím je tento čas kratší, tým vyššia je intenzita echa. Naopak, čím je TE čas dlhší, tým je echo slabšie - zreteľne to vyplýva z obr.6. a 9. Ak je čas TE príliš krátky, dôjde vo výslednom obraze k strate kontrastu, pretože za krátky čas sa sa rozdiely v tranzverzálnej magnetizácií nestihnú dostatočne vytvoriť (T2 krivky tkanív sú príliš blízko seba). Ak je príliš dlhý, vzhľadom k slabému echu sa znižuje schopnosť cievok odlíšiť ho od okolitého šumu - obrázok je zrnitý, má nízky odstup signál-šum (bežne sa používa skratka SNR z angl. „signal to noise ratio“).
[upraviť] Pulzové sekvencie
[upraviť] Klasické sekvencie
[upraviť] Spin-echo (SE) sekvencia
Sekvencia zložená z 90° a následného jedného alebo viacerých 180° RF pulzov sa nazýva spin-echo sekvencia. Patrí k základným pulzovým sekvenciám, využívaným v zobrazovaní magnetickou rezonanciou. Pomocou nej sa dajú získať nielen T2 ale i T1 a PD vážené obrazy. Na Obr.10 sú znázornené všetky zložky sekvencie i označenia časov.
Obr. 11. poskytuje predstavu, aký sa získa druh „váženého“ obrazu pri príslušných úpravách dĺžky časov TR a TE. Ukazuje, že množstvo longitudinálnej magnetizácie T1 (teda intenzita signálu) je určené dĺžkou času TR. Ten určuje, aké množstvo longitudinálnej magnetizácie bude „preklopené“ 90° RF pulzom a bude tvoriť základ pre tranzverzálnu magnetizáciu T2. Intenzitu signálu T2 potom určuje dĺžka času TE.
[upraviť] „Saturation recovery“ a „Partial saturation“ sekvencie
Jedná sa o typ pulzových sekvencií, ktoré využívajú čisto 90° RF pulzy. Slovenský preklad ich názvov - „sekvencia s úplným návratom saturácie“ a „sekvencia s čiastočným návratom saturácie“ sa v praxi nepoužíva. Jediný rozdiel medzi nimi je v čase TR. Prvá sekvencia má dlhé TR - dochádza tak k takmer úplnému obnoveniu longitudinálnej magnetizácie pred ďalším 90° pulzom - „saturation recovery“. Výsledný obraz je PD vážený. U druhej je naopak TR krátke a longitudinálna magnetizácia sa kompletne neobnoví - „partial saturation“. Výsledný obraz je T1 vážený.
[upraviť] „Inversion recovery“ (IR) sekvencia
Jedná sa v podstate o obrátenú sekvenciu spin-echo (SE). Začína 180° RF pulzom, po ktorej nasleduje 90° RF pulz. Prvý, 180° pulz „prevráti“ longitudinálnu magnetizáciu o 180°, teda proti smeru vektora vonkajšieho magnetického poľa. Aby sa dal získať merateľný signál, nastupuje druhý, 90° pulz. Tkanivo s rýchlejším návratom longitudinálnej magnetizácie - teda kratším časom T1 - bude produkovať slabší signál, pretože 90° pulz „preklopí“ tranzverzálne menšiu zostatkovú magnetizáciu.
O tom, aký bude mať obraz charakter, rozhoduje tzv. inverzný čas TI - teda čas medzi 180° a 90° pulzom. Čas TR je čas medzi dvomi 180° pulzami. Tento typ sekvencie produkuje T1 vážené obrazy, ktoré sú „ťažšie vážené“ ako v prípade „partial saturation“ sekvencií - vytvárajú väčší kontrast medzi tkanivami s rôznym časom T1. Umožňuje napríklad veľmi dobré odlíšenie sivej a bielej hmoty mozgu.
[upraviť] Rýchle sekvencie
Vyššie uvedené sekvencie majú jednu nevýhodu - sú pomalé, majú dlhý tzv. akvizičný čas. Pulzové sekvencie trvajú dlho, slabý signál vyžaduje opakované merania z rovnakej oblasti, aby sa zvýšil odstup signálu od šumu pozadia, akvizičný čas sa predlžuje so zvyšovaním rozlíšenia jednotlivých obrazov (so zmenšovaním veľkosti obrazových prvkov (pixelov)). Vyšetrenie trvá dlho, pacient často nevydrží bez pohybu a následkom sú poruchy obrazu. Navyše človek vykonáva pohyby, ktoré sa nedajú vôbec, alebo dlhodobo vôľou ovplyvniť - napr. dýchanie, pohyb čriev (peristaltika) či srdcová činnosť. Čiastočným riešením tohoto problému sú rýchle zobrazovacie sekvencie, ako napríklad FLASH (z angl. fast low angle shot) alebo GRASS (z angl. gradient recalled acquisition steady state), a mnohé ďalšie, so skratkami, ktoré sa často odlišujú podľa jednotlivých výrobcov MR prístrojov.
V globále sa rýchle sekvencie snažia o skrátenie času TR, ktorý patrí k najväčším „spomaľovačom“ samotného vyšetrenia. Nesie to so sebou množstvo technických problémov - jedným z nich je to, že pri príliš krátkom TR nemožno z časových dôvodov použiť 180° RF pulz na vytvorenie echa, ako je to v SE sekvencií. Ďalším je to, že skrátenie TR so sebou nesie i skrátenie času na regeneráciu longitudinálnej magnetizácie a tým pádom i slabší signál - zostane málo longitudinálnej magnetizácie, ktorú môže nasledujúci pulz preklopiť.
[upraviť] "Turbo spin-echo" (TSE) alebo „fast spin-echo“ (FSE) sekvencie
Čo sa týka T2 váženej SE sekvencie, je nepodstatné či TE je 60 alebo 100 ms. Získaný signál je veľmi podobný. Práve viacnásobné echá využívajú TSE alebo FSE techniky na vyplnenie k-priestoru potrebnými informáciami k tvorbe obrazu. Skrátenie času trvania sekvencie je priamo úmerné počtu použitých ech. Čo sa týka T2 vážených obrazov, prakticky úplne nahradili štandardné SE sekvencie. Oproti nim majú totiž len jednu vážnejšiu nevýhodu - sú menej citlivé na krvácanie. Strata menších detailov je nahradená predĺžením TR (zlepšenie kontrastu) a zvýšením priestorového rozlíšenia. T2 vážené TSE/FSE obrazy majú ešte jednu do istej miery nepríjemnú vlastnosť - zvyšujú signálovú intenzitu tukového tkaniva. Na druhú stranu zo svojej podstaty využívajú magnetizačný transfer (pozri ďalej), ktorý zlepšuje kontrast výsledného obrazu.
Kombinácia IR sekvencie s TSE/FSE metódami sa nazýva TIR alebo TIRM. Tieto sekvencie sú často používané v nastavení, ktoré potláča signál likvoru alebo tuku (pozri ďalej).
TSE/FSE technika sa kombinuje i s ďalšími metódami na skrátenie času, napríklad s technikami neúplného zberu k-priestoru (pozri ďalej). Takouto kombináciou je sekvencia HASTE. Existujú i sekvencie kombinujúce GE a TSE/FSE.
[upraviť] „Gradient-echo“ (GE) sekvencie
Namiesto 180° RF pulzu používajú magnetický gradient - k existujúcemu vonkajšiemu magnetickému poľu sa pridá na veľmi krátky čas ďalšie. Výsledkom je riadené zvýšenie jeho nehomogenity a rýchlejší zánik tranzverzálnej magnetizácie - kratší čas T2. Potom sa gradient vypne a krátko nato zapne - v rovnakej sile, ale opačnom smere. Má to v podstate rovnaký účinok ako 180° pulz, ale je to časovo výrazne menej náročný proces. Výsledkom je echo, tentokrát tzv. gradientové echo, a sekvencie, ktoré tento systém používajú sa označujú ako sekvencie gradientového echa, alebo častejšie skratkou GE. Čím je čas TE dlhší, tým je výsledný obraz viac T2* vážený (gradient totiž ovplyvňuje aj vnútorné nehomogenity magnetického poľa). Namiesto 90° RF pulzu, ktorý spôsobí kompletné vymiznutie longitudinálnej magnetizácie, používajú 10-30° RF pulz - „nespotrebuje“ sa celá longitudinálna magnetizácia a zostane jej dosť aj pre nasledujúce série pulzov, a to i v prípade veľmi krátkeho času TR. Zároveň je samotný RF pulz kratší. Čím má tento pulz vyšší uhol, tým je výsledný obraz viac T1 vážený. Typickým prípadom zobrazovacej sekvencie, ktorá využíva takéto riešenia, je FLASH (skratka je z anglického „fast low angle shot“), ktorá patrí k najpoužívanejším rýchlym GE sekvenciám a umožňuje i objemové(3D) zobrazovanie.
Ich veľkou výhodou je vysoká citlivosť k degradačným produktom hemoglobínu, látkam, ktoré majú schopnosť lokálne narušiť magnetické pole - používajú sa teda často napríklad k diagnostike krvácania (najmä staršieho) do mozgového tkaniva. Táto citlivosť je však i na škodu: tento typ sekvencií má problémy zobraziť rozhrania kosť-tkanivo alebo vzduch-tkanivo.
[upraviť] "Steady-state" alebo tzv. rovnovážne techniky
Jedná sa o rozšírenie konceptu FLASH techniky, pri ktorých sa využíva iba časť longitudinálnej magnetizácie (RF pulzy menšie ako 90°). Zjednodušene sa jedná o použitie tak malých uhlov RF pulzov, pri ktorých dôjde k úplnému obnoveniu longitudinálnej magnetizácie ešte pred ďalšou excitáciou - nastane rovnovážny stav. Minimalizuje sa vplyv T1, a naopak sa zvýrazňuje vplyv T2* relaxácie a to i napriek krátkemu TR. Obraz je T2* vážený. Do tejto skupiny patria sekvencie trueFISP, FISP, PSIF, CISS, DESS a ďalšie, väčšinou používané v zobrazovaní kĺbov.
[upraviť] MP-GE techniky
Sú do istej miery podobné IR sekvenciám. Na zvýraznenie požadovaného kontrastu sa pred zberom dát tiež používa inverzný pulz. Rozdiel je v tom, že IR sekvencia ho používa pri každom jednotlivom meraní, zatiaľčo v tomto prípade je to pulz preparačný (preto skratka MP, z anglického „magnetization prepared“), pred zberom dát z celej oblasti záujmu. Podobne ako IR sekvencia zvýrazňujú rozdiely v T1. Typickým príkladom je tzv. turboFLASH sekvencia, ktorá sa dnes využíva napríklad v dynamických štúdiách distribúcie kontrastnej látky v tkanivách. Z 3D techník do tejto skupiny patrí MP-RAGE, ktorá má dokonca lepší kontrast ako T1 SE sekvencia.
[upraviť] „Multislice“ techniky
Ďalším zo spôsobov, ako sa vysporiadať s dlhým časom TR je tzv. „multislice“ technika. Dlhý čas TR umožňuje s určitým vzájomným časovým posunom snímať signály z viacerých vrstiev z oblasti záujmu. Analyzuje sa teda v čase TR nie jeden, ale niekoľko výsledných obrazov/rezov naraz.
[upraviť] Techniky paralelnej akvizície
Podstata je v spojení viacerých samostatných cievok s vysokou lokálnou citlivosťou a nízkym odstupom signál-šum. Každá je pripojená na samostatný prijímač signálu (až 128-kanálov), ktorý sníma paralelne s ďalšími okolitými cievkami, a každá vytvára samostatný, vysoko kvalitný obraz, ktorý sa následne skombinuje do konečnej podoby. Výsledkom je vysoko kvalitné zobrazenie, ktoré by tradičným spôsobom bolo podstatne časovo náročnejšie.
[upraviť] Techniky využívajúce neúplný „zber“ k-priestoru
Časovo najnáročnejšou časťou pri konvenčných SE alebo GE sekvenciách je „plnenie“ k-priestoru v smere fázu kódujúceho gradientu. Preto sa vyvinuli postupy, ktoré sa snažia tento čas rôznymi spôsobmi skrátiť - napríklad sa meria len každý druhý „riadok“ a chýbajúce dáta sa interpolujú; napríklad sa za ne dosadia nulové hodnoty. Výsledkom je skrátenie času sekvencie, mierna strata ostrosti, no zlepšenie odstupu signál-šum. Tento postup je možné uplatniť v 2D i 3D zobrazovaní. K 3D sekvenciám, ktoré ho využívajú, patria tzv. VIBE a turboMRA.
Ďalšou možnosťou, ako „oklamať“ k-priestor spočíva v jeho ďalšej zaujímavej vlastnosti: „dolná“ polovica je akoby „zrkadlovým odrazom“ hornej a k-priestor tak obsahuje nadbytočné informácie, ktoré nie sú k tvorbe obrazu nutné. V praxi ale nie je tento „odraz“ absolútny, a preto sa plní o niečo viac ako 50% Fourierovho k-priestoru. Pri použití tejto techniky dochádza k zníženiu odstupu signál-šum, pretože naplnenie kompletného k-priestoru má podobný efekt ako kontrolné alebo dvojité meranie. Sekvencia využívajúca túto techniku je napríklad HASTE (z anglického „half-Fourier acquired single-shot turbo spin-echo“).
[upraviť] Ultra-rýchle sekvencie
Tento termín je vyhradený technikám echo-planárneho zobrazovania (EPI). Vytvorenie jedného obrazu trvá 80-120 ms. Klasický typ používa jeden excitačný pulz a viacpočetné fázu kódujúce echá. V obraze sa objavujú artefakty z veľkého počtu ech a z rozhraní kosť/tkanivo a vzduch/tkanivo. Nutnosťou je dokonalé potlačenie signálu tuku, nevýhodou obmedzené priestorové rozlíšenie. Napriek všetkému dnes existujú viaceré aplikácie, ktoré by bez tejto techniky neboli možné - sú nevyhnutnou súčasťou difúzne váženého zobrazovania (DWI) pri včasnej diagnostike mozgového infarktu; umožňujú rýchle zobrazenie veľkých objemov tkanív, ktoré je nutné pri funkčnom MR zobrazovaní (fMRI) a zobrazení cievneho zásobenia srdca.
[upraviť] Tvorba obrazu
[upraviť] Výber a hrúbka vrstvy
Aby zo signálu, ktorý sa získa z ľudského tela, vznikol skutočný obraz, je potrebné presne vedieť, odkiaľ z ľudského tela prichádza. Princíp je relatívne jednoduchý - pacient v skutočnosti neleží v magnetickom poli, ktoré má v celom rozsahu rovnakú silu, ale toto pole sa plynule mení - napr. je najslabšie pri hlave a plynule sa zosilňuje smerom k nohám. Toto prídavné magnetické pole sa nazýva gradientové pole a vytvárajú ho tzv. gradientové cievky. Výsledkom je rôzna sila vonkajšieho magnetického poľa v každom z ľubovoľných rezov pacientom, ktoré si rádiológ vyberie. Preto protóny v jednom priečnom reze majú inú precesnú frekvenciu (vyplýva to z Larmorovej rovnice) ako protóny v reze inom - takže aj ich signál má inú frekvenciu. Stačí teda vyslať RF pulz z frekvenciou, ktorá zodpovedá napríklad frekvencií protónov z priečneho rezu hlavy, dôjde k ich rezonancií (protóny v okolitých vrstvách majú iné frekvencie a preto u nich k prenosu energie nedôjde) a výsledkom je signál z požadovanej vrstvy.
Hrúbka želanej vrstvy sa dá ovplyvniť dvomi spôsobmi. Prvým je to, že sa do pacienta nevyšle RF pulz z jednou určitou frekvenciou, ale s určitou šírkou frekvenčného pásma (angl. bandwidth), napríklad 42 až 42,5 MHz. Čím bude rozpätie väčšie, tým bude vrstva hrubšia, pretože prenos energie bude možný vo väčšom rozsahu precesných frekvencií protónov. Druhý spôsob spočíva v možnosti meniť strmosť gradientového poľa. Ak je toto pole strmšie - rozdiel sily vonkajšieho magnetického poľa napr. pri nohách je oproti poľu pri hlave vysoký - precesné frekvencie sa s jednotkou vzdialenosti odlišujú výraznejšie. Teda ak sa strmosť gradientového poľa zväčší na dvojnásobok, pričom RF pulz bude mať rovnakú šírku frekvenčného pásma, hrúbka vrstvy bude polovičná. Pôsobiaci gradient sa nazýva vrstvu kódujúci gradient.
Vrstvu určujúci gradient sa zapína len počas trvania RF pulzu.
[upraviť] Určenie presnej polohy zdroja signálu vo vrstve
Po určení miesta a hrúbky rezu je ďalej potrebné zistiť, odkiaľ presne z neho prichádzajú jednotlivé signály a tie potom priradiť jednotlivým pixelom v konečnom obraze. Na to sa využívajú znovu magnetické gradienty.
[upraviť] Frekvenciu kódujúci gradient
Po RF pulze všetky protóny vo vrstve majú rovnakú precesnú frekvenciu. Ak sa zapne ďalší magnetický gradient v smere vrstvy (napr. sprava doľava), jednotlivé „stĺpce“ protónov začnú precedovať inou frekvenciou a signály z týchto stĺpcov budú mať rovnako špecifickú frekvenciu - čo umožní ich príslušné zaradenie. Pôsobiaci gradient sa nazýva frekvenciu kódujúci gradient. Šírka pásma, ktorá takto kóduje jednotlivé stĺpce sa označuje anglickým výrazom „bandwidth“. Obraz tvorený napríklad z 256 stĺpcov, bude mať každý stĺpec kódovaný určitým pásmom frekvencií. Celá šírka pásma sa označuje ako „bandwidth merania“, šírka pre jednotlivý stĺpec ako „pixel bandwidth“. Bandwidth sekvencie určuje jej trvanie a ovplyvňuje i odstup signálu od šumu (SNR). Široký skracuje čas na zber signálu, ale negatívom je nižšie SNR. Úzky snímanie naopak predlžuje (čo zvyšuje citlivosť na artefakty), ale poskytuje lepšie SNR.
V súvislosti s kódovaním frekvencie sa stretávame zo zaujímavým artefaktom - tzv. artefaktom chemického posunu. Ako bolo už v predchádzajúcom texte spomenuté, protóny viazané vo vode a v mastných kyselinách majú odlišné fyzikálno-chemické vlastnosti, čo má za následok rozdiel v ich rezonančnej frekvencií. Ten má v magnetickom poli 1,5 T hodnotu 217 Hz. Keďže je táto frekvencia použitá i na kódovanie polohy signálu v priestore, signál tuku a signál vody dáva mierne odlišnú priestorovú informáciu, než je skutočnosť. Pre pixel bandwidth 130 Hz je to posun o 1-2 pixely. Výsledkom sú hypointenzné a hyperinenzné arteficiálne línie v miestach hraníc voda-tuk.
[upraviť] Fázu kódujúci gradient
Ďalším krokom je určenie polohy signálu v rámci stĺpca. Na krátky čas sa zapne ďalší magnetický gradient v smere stĺpcov (kolmý na predchádzajúci). Výsledkom je rozfázovanie dovtedy vo fáze precedujúcich protónov v stĺpci - protóny, kde je gradient najsilnejší, začnú precedovať rýchlejšie ako tam, kde sa gradient postupne zoslabuje. Gradient pôsobí veľmi krátko, po vypnutí sa frekvencia protónov vracia k pôvodným hodnotám, no ich rozfázovanie pretrvá. Preto sa pôsobiaci gradient nazýva fázu kódujúci gradient. V skutočnosti sa tento typ gradientu zapína pred frekvenciu kódujúcim gradientom. Táto časť je jedným z veľkých problémov MR zobrazovania. Aby sa totiž dali odlíšiť jednotlivé susediace riadky, gradient musí mať také vlastnosti, aby fázu v jednom riadku otočil o 180° voči susednému. Výsledkom ale je, že každý druhý riadok má rovnakú fázu a nedá sa preto vzájomne odlíšiť. Aby to bolo možné, je nutné fázu kódujúci gradient znovu zapnúť s odlišnou amplitúdou, pričom týchto meraní s odlišnými amplitúdami gradientu je treba urobiť toľko, koľko je v obraze riadkov. A to je časovo veľmi náročná časť pulzovej sekvencie.
Vďaka týmto prídavným gradientom je možné následné spracovanie signálov, ktoré už obsahujú informáciu o svojej polohe vo vrstve. Matematickým procesom, ktorý sa nazýva Fourierova transformácia sa následne zrekonštruuje celý obraz, kde svetlejšie body predstavujú silnejší a tmavšie slabší signál.
[upraviť] Typický vzhľad obrazov v jednotlivých váženiach
Obrazy sú v odtieňoch sivej. Ak je na obraze nejaký útvar svetlejší ako jeho okolie, označuje sa ako hyperintenzný. Ak je tmavší ako okolie, označuje sa ako hypointenzný. Ak sa odtieň od okolia nelíši, je izointenzný.
T1 vážený rez mozgom - mozgová kôra je tmavšia ako biela hmota, tekutina je tmavá - likvor.
PD vážený rez mozgom - mozgová kôra je svetlejšia ako biela hmota (obsahuje viac protónov), tekutina je tmavšia, nie však tak tmavá, ako pri T1 váženom obraze.
T2 vážený rez mozgom - mozgová kôra je svetlejšia ako biela hmota, tekutina je biela.
Uvedené pravidlá sú len orientačné, u rôznych typov sekvencií sa môžu odtiene jednotlivých štruktúr meniť podľa nastavenia a potreby diagnostiky.
[upraviť] Vplyv toku krvi na výsledný obraz
Hlavný problém spočíva v tom, že krv je v ľudskom tele v neustálom pohybe. Ak sa do určitej oblasti vyšle RF pulz, ktorý predá svoju energiu protónom a dôjde k príslušným zmenám v longitudinálnej a tranzverzálnej magnetizácií, nastane situácia, pri ktorej z oblasti záujmu takto ovplyvnená krv odtečie a naopak do nej pritečie krv nová, neovplyvnená RF pulzom. Preto sa z oblasti cievy nezíska žiaden signál a na obraze sa zobrazí ako veľmi tmavá štruktúra. Tento fenomén sa označuje anglickým pojmom „flow void“.
Na druhej strane môže byť ale prierez cievy aj biely. Napríklad v prípade, že krátko po sebe nasledujú dva 90° RF pulzy, ktorých účelom je odlíšiť tkanivá s rozdielnym T1. Prvý pulz „zruší“ longitudinálnu magnetizáciu vo vrstve, druhý nasleduje krátko po prvom, kedy je longitudinálna relaxácia tkanív rôzna (nestihne sa kompletne a rovnako obnoviť). Do meranej vrstvy medzitým pritečie krv, ktorá ju má maximálnu, lebo sa „vyhla“ prvému pulzu - výsledkom je silný signál z cievy.
Je to však ešte oveľa komplikovanejšie. Pri moderných rýchlych sekvenciách signál závisí i na smere toku krvi, jeho rýchlosti a charaktere prúdenia. Tieto efekty sa využívajú v zobrazovaní ciev magnetickou rezonanciou - tzv. MR angiografií.
Aby sa pulzová sekvencia stala necitlivou na tok a pohyb, sú použité rôzne špeciálne nastavenia magnetických gradientov, napríklad kompenzácia toku alebo gradientové zrefázovanie pohybu (GMR, z angl. „gradient motion rephasing“).
[upraviť] Chemický posun (angl. „chemical shift“)
V súvislosti so signálovou intenzitou tkanív je potrebné sa zmieniť o jednom zvláštnom efekte, ktorý sa označuje ako chemický posun. Je spôsobený odlišnými fyzikálno-chemickými vlastnosťami protónov, ktoré sú viazané v molekulách vody, a protónov, ktoré sú súčasťou chemickej štruktúry mastných kyselín. V molekule vody je elektrón protónu viazaný atómom kyslíka a protón tak obrazne „stráca svoj štít“. Na druhej strane elektróny protónov, ktoré sú vo väzbe s atómami uhlíka v mastných kyselinách, nie sú vyviazané a preto „poskytujú protónom lepší štít“ - majú preto menšie lokálne magnetické pole ako protóny v molekule vody. Konečným efektom je to, že precesné frekvencie protónov voľných mastných kyselín sú nižšie ako frekvencie protónov vody - efekt, ktorý sa označuje ako chemický posun. Rozdiely vo vzájomnej precesnej frekvencií sú vyššie v silnejších vonkajších magnetických poliach. Molekuly obsahujúce „mastné“ protóny majú strednú veľkosť a ich pohyby sú blízke precesnej frekvencií - výsledkom je krátky T1-relaxačný čas. Tuk je preto v T1 vážených obrazoch svetlý. Zároveň má tukové tkanivo len málo „statických“ súčasti, ktoré by umožňovali rýchle rozfázovanie počas T2 relaxácie - tuk je preto svetlý i na T2 vážených obrazoch. Je tak jediným tkanivom, pri ktorom dlhý T2 relaxačný čas nie je spojený s predĺženým T1 relaxačným časom. Efekt chemického posunu má veľký význam v určitých typoch pulzových frekvencií, pri ktorých sa potláča práve signál tukového tkaniva.
Chemický posun je teda spôsobený znížením indukcie vonkajšieho magnetického poľa magnetu B0 účinkom magnetického poľa okolitých elektrónov, ktorých pole pôsobí v opačnom smere. Toto tienenie charakterizuje tieniaca konštanta σ, pričom výsledné magnetické pole v tesnom okolí jadra je B=B0(1-σ), ak B0 je pôvodné magnetické pole magnetu.
[upraviť] Difúzia
Schopnosť molekúl vody vykonávať chaotický náhodný pohyb v danom tkanive je možné definovať tzv. koeficientom difúzie. Krátkodobé pôsobenie magnetického gradientu spôsobí prechodnú zmenu v rezonančných frekvenciách, následné rozfázovanie protónov a pokles tranzverzálnej magnetizácie. Pôsobením rovnakého gradientu, ale v opačnom smere, spôsobí „sfázovanie“ a nárast tranzverzálnej magnetizácie - ale len pre stacionárne tkanivo. Pre molekuly, ktoré medzitým zmenili svoju polohu, bude opätovné sfázovanie neúplné. Tkanivá alebo oblasti tkanív so zvýšenou difúziou budú preto v difúziou vážených obrazoch (DWI) hypointenzné. Zobrazovanie difúzie vyžaduje veľké prídavné magnetické gradienty k tým, ktoré sa používajú na priestorové kódovanie signálu. Difúziou vážený obraz, pri ktorom intenzita signálu nezávisí od smeru difúzie sa tiež označuje ako „trace-weighted“ alebo izotropickou difúziou vážený obraz.
[upraviť] Magnetizačný transfer
Molekuly vody v blízkosti makromolekúl sú určitým spôsobom „viazané“, nemôžu sa voľne pohybovať a majú veľmi krátky T2 relaxačný čas. Príčinou je veľký rozdiel v rezonančných frekvanciách, ktorý spôsobuje rýchle rozfázovanie tranzverzálnej magnetizácie. Tieto molekuly vody sa nedajú priamo zobraziť, no majú veľmi široké spektrum rezonančných frekvencií. Použitím rádiofrekvenčného saturačného pulzu dôjde k nasledovnému efektu: Pretože tieto molekuly „komunikujú“ s voľnými molekulami vody cez tzv. magnetizačný transfer, má saturačný pulz pomerne výrazný efekt na kontrast výsledného obrazu. Technika sa označuje ako saturácia magnetizačného transferu (z anglického „magnetization transfer saturation“ (MTS)). Dôležité uplatnenie MTS pulzov je v MR angiografií, kde sa týmto spôsobom potláča signál nepohyblivých tkanív.
[upraviť] Potlačenie signálu tuku
Tukové tkanivo má vysokú signálovú intenzitu v PD, T1 i T2 vážení. Pri určitých ochoreniach a v určitých oblastiach môže byť veľkou pomocou možnosť tento signál potlačiť. Existujú na to v podstate 2 základné metódy:
Na tomto mieste treba ešte spomenúť jednu zvláštnu vlastnosť v spojitosti so sekvenciami typu gradient-echo (GE) - tzv. stav fáza-protifáza (anglický termín „in-phase/opposed-phase situation“). Má znovu spojitosť s chemickým posunom - rozdielnymi rezonančnými frekvenciami protónov vody a mastných kyselín. Po excitácií je precesná frekvencia vody o niečo rýchlejšia. Pri sekvenciách typu spin-echo (SE) to nie je problém, pretože 180° pulz ich rozdielnu precesiu znovu sfázuje a zostane len samotný chemický posun. Tento pulz sa však pri GE sekvenciách nepoužíva a defázovanie preto pokračuje. V závislosti na dĺžke TE môže nastať situácia, kedy tranzverzálna magnetizácia vody i tuku mieri rovnakým smerom - sú vo fáze ("in-phase"); alebo mieria presne opačným smerom - sú v „protifáze“ ("opposed phase"). V závislosti od pomeru tuku a vody vo voxeli (najmenšia priestorová jednotka, ktorá na obraze tvorí jeden pixel a reprezentuje ju jeden signál), zvyšková magnetizácia z tuku a vody môže byť nulová a viesť k chýbaniu signálu. Takto upravené sekvencie je možné využiť na diagnostické účely - napríklad pri diagnostike adenómu nadobličky.
[upraviť] Potlačenie signálu likvoru
Princíp je rovnaký, ako pri na relaxácií závislom potlačení signálu tuku, len excitačný pulz zobrazovacej frekvencie sa spúšťa vtedy, keď tranzverzálnou rovinou prechádza obnovujúca sa longitudinálna relaxácia likvoru. Táto technika je veľmi užitočná pri hľadaní ložísk v bielej hmote mozgu, ktoré sa nachádzajú tesne pri mozgových komorách - tie sú totiž často „ukryté“ za výrazným signálom likvoru. Označuje sa skratkou FLAIR ( z anglického „fluid-attenuated inversion recovery“).
[upraviť] Kontrastné látky
Kontrastné látky používané v zobrazovaní magnetickou rezonanciou sú paramagnetické substancie - teda látky, ktoré vytvárajú vlastné lokálne magnetické pole, spôsobujúce skrátenie relaxačných časov okolitých protónov. Klasickým príkladom je vzácna zemina gadolínium, ktorá je súčasťou dvoch u nás najpoužívanejších kontrastov - Magnevist (Gd-DTPA, Berlex Laboratories Inc.) a Omniscan (gadodiamid, Amersham Health Inc.). Jedná sa o relatívne veľmi bezpečné látky, ktoré sa podávajú pacientom vnútrožilovo. Skracujú T1 i T2 relaxáciu. Výsledkom je, že pri rovnakom čase TR je z daného tkaniva silnejší T1 signál a slabší T2 signál (posun T1 a T2 krivky doľava). Poskytujú teda možnosť zvýšiť kontrast medzi dvoma tkanivami s rozdielnym obsahom kontrastnej látky. Keďže pre ľudské oko je podstatne lepšie spozorovateľný nárast signálu (zosvetlenie) ako jeho strata (stmavnutie) na výslednom obraze, používajú sa po podaní kontrastnej látky najmä T1 vážené sekvencie. Typicky výrazne viac kontrastnej látky vychytávajú bohato cievne zásobené štruktúry, napríklad nádory. Gadolínium tiež prechádza len poškodenou cerebrovaskulárnou bariérou, teda bariérou medzi cievnym riečiskom a samotným mozgovým tkanivom. Použitie kontrastných látok teda v určitých prípadoch zlepšuje zobrazenie a teda i diagnostiku niektorých chorôb.
[upraviť] MR spektroskopia
Ako „in vitro“ spektroskopia sa používala roky (od konca 40. rokov 20. storočia) predtým, než bol objavený princíp zobrazovania pomocou magnetickej rezonancie. Slúžila (a slúži) ako analytická metóda na určovanie štruktúry a jej zmien vo vzorkách bez nutnosti ich deštrukcie.
V MR zobrazovaní sa uplatňuje tzv. „in vivo“ spektroskopia - teda stanovovanie chemického zloženia, respektíve prítomnosti určitých látok v oblasti záujmu u živého objektu - pacienta. Hoci má veľkú perspektívu, naďalej patrí skôr k okrajovým metódam v MR zobrazovaní a používa sa len v niektorých špecifických prípadoch. Je to podmienené veľkou technickou a časovou náročnosťou merania a potrebou silného magnetického poľa. Nepochybne sa však v budúcnosti dostane výrazne do popredia, pretože umožňuje sledovať metabolizmus a chemické procesy v normálnych i patologicky zmenených tkanivách. Umožňuje napríklad rozlíšenie radiačnej nekrózy po rádioterapii zhubných nádorov mozgu od recidívy samotného nádoru - čo inými metódami je veľmi ťažké a málo presné.
[upraviť] MR angiografia
Magnetická rezonancia je veľmi dobrým prostriedkom na zobrazenie ciev. Keďže magnetické gradienty sa používajú pre kódovanie priestorovej informácie, je príslušná poloha signálu daná okamžitým smerom vektora tranzverzálnej magnetizácie - jeho „fázou“ (pozri kapitolu o tvorbe obrazu) - porušená. Toto porušenie závisí od rýchlosti a zrýchlenia pohybujúceho sa tkaniva. Táto „fázová“ informácia je následne použitá na meranie rýchlostí pri tzv. MR kvantifikácií toku alebo priamo k zobrazeniu ciev. Tento typ MR angiografie sa označuje ako MR angiografia metódou fázového kontrastu alebo skrátene PC-MRA (z angl. phase-contrast MR angiography). Ďalším typom MR angiografie je TOF-MRA (z angl. „time of flight“). Využíva k zobrazeniu efekt prítoku krvi s maximom longitudinálnej magnetizácie, ešte neovplyvnenej rádiofrekvenčným pulzom (ovplyvnená krv totiž z miesta merania medzitým odtečie). Momentálne najperspektívnejšou metódou MR angiografie je CE-MRA (z angl. „contrast enhanced“), ktorá využíva schopnosť kontrastných látok výrazne skrátiť čas T1 relaxácie. Táto však vyžaduje ultrarýchle zobrazovacie sekvencie (3D GE s veľmi krátkym TR a TE) a z tohto dôvodu i silné vonkajšie magnetické pole.
[upraviť] Artefakty pri MR zobrazovaní
Zobrazovanie magnetickou rezonanciou je technicky i fyzikálne zložité. To poskytuje priestor rôznym nežiadúcim artefaktom vo výslednom obraze, ktoré znižujú jeho kvalitu. Artefakty rozdeľujeme na dve veľké skupiny: odstrániteľné a neodstrániteľné.
[upraviť] Neodstrániteľné artefakty
Sú v podstate vlastnosťou samotnej metódy alebo zobrazovacej techniky a nedá sa im prakticky vyhnúť:
[upraviť] Odstrániteľné artefakty
Táto skupina predstavuje odstrániteľné artefakty, spôsobené prevažne nesprávnym nastavením zobrazovacích sekvencií, poruchou prístroja, pohybom pacienta a jeho orgánov
[upraviť] Príprava a kontraindikácie pre zobrazovanie magnetickou rezonanciou
[upraviť] Príprava pred vyšetrením
Vzhľadom k osobitostiam zobrazovania magnetickou rezonanciou je pred vyšetrením nutná určitá príprava pacientov.
[upraviť] Kontraindikácie vyšetrenia MR
Väčšina MR pracovísk vyžaduje písomné potvrdenie o MR kompatibilite chirurgického implantátu od výrobcu alebo lekára, ktorý daný implantát pacientovi voperoval. Tehotenstvo a dojčenie je relatívnou kontraindikáciou, závisí to od akútnosti a potrebnosti vyšetrenia. Tetovanie či permanentné líčenie môže spôsobiť pri vyšetrení problémy (popáleniny), najmä pri použití prístrojov s vysokou hodnotou magnetického poľa - a to najmä ak obsahuje kovové čiastočky.
V každom prípade sa nesmie do miestnosti s prístrojom vstúpiť s ničím kovovým - žiadne mince, spinky, piercing, náušnice, okuliare - je dôležité dôkladne sa skontrolovať, niekedy sa používa i detektor kovov. Elektronické alebo jemné zložité mechanické zariadenia, ako napríklad hodinky, mobilné telefóny, PDA, mp3 prehrávače - môžu po vystavení silnému vonkajšiemu magnetickému poľu a rádiofrekvenčnému vlneniu prestať fungovať. Rovnako sa v miestnosti s MR prístrojom nedá používať fotoaparát.

Summary: Zobrazovanie magnetickou rezonanciou (skr. MR alebo MRI - z anglického „magnetic resonance imaging“) je moderná rádiologická metóda, ktorá umožňuje diagnostikovať patologické zmeny v ľudskom organizme bez toho, aby bolo nutné narušiť jeho integritu (operáciou či inou invazívnou metódou). Pacient je vložený do veľmi silného a homogénneho magnetického poľa, do jeho tela je vyslaný krátky rádiofrekvenčný impulz a po jeho skončení sa sníma slabý signál, ktorý vytvára pacientovo telo, a ktorý sa následne použije na rekonštrukciu samotného obrazu.


[upraviť] Životopis
[upraviť] Rodisko, rodina
Ľudovít Štúr sa narodil 28. októbra 1815 v obci Uhrovec (vtedy Zay-Uhrovec), ležiacej v južnej časti Strážovských vrchov, ako druhé z piatich detí národne uvedomelého učiteľa miestnej evanjelickej školy Samuela Štúra a Anny Štúrovej, rod. Michalcovej. Pokrstený bol 29. októbra 1815 v evanjelickom chráme v rodisku. Súrodencami Ľudovíta Štúra boli starší brat Karol (1811 – 1851), mladší Samuel (1818 – 1861), sestra Karolína (1826 – 1859) a najmladší brat Janko (1827 – 1907). Ich otec Samuel Štúr, podľa Hurbanovho svedectva „muž učený, charakteru vážnosť a úctu vymáhajúceho na každom, kto zblížil sa jemu“, prišiel z Trenčína, aby v Zay-Uhrovci prijal ponúknuté miesto učiteľa. V jeho rodine žil v rokoch 1910 – 1912 ako študent František Palacký, neskorší český historik a politik.
[upraviť] Štúdiá
Základné vzdelanie získal Ľudovít Štúr v Uhrovci u svojho otca. V roku 1827 odchádza študovať na nižšie gymnázium do Rábu (dnešný Győr), kde si jeho usilovnosť a bystrosť nadaného žiaka všimol najmä profesor Leopold Petz, pôvodom Slovák , ktorý bol známy svojím obdivom k antickému umeniu a vzdelanosti. Petz orientoval svojich žiakov aj na diela slovanských autorov a prebudil tak u mladého Štúra záujem o svet Slovanstva. Po absolvovaní dvoch ročníkov v Rábe sa Ľudovít Štúr zapísal na evanjelické lýceum v Bratislave (1829 – 1834), kde už študoval jeho starší brat Karol.
Štúdium na bratislavskom lýceu pozostávalo z dvojročného humanitného štúdia a z ďalších dvoch ročníkov, absolvovanie ktorých bolo podmienkou pre získanie ďalšieho vyššieho – univerzitného vzdelania. Na lýceu existovala od roku 1803 Katedra reči a literatúry česko-slovenskej, ktorú viedol profesor Juraj Palkovič. Evanjelické lýceum v Bratislave bolo jedinou vyššou strednou ev. školou v Uhorsku s takouto katedrou. Prednášky sa viedli v biblickej češtine, keďže táto bola už tri storočia jazykom slovenských evanjelických vzdelancov.
Najmä pre pokročilý vek profesora Palkoviča, ktorý mu nedovoľoval prednášať v stanovenom rozsahu učivo, založili študenti v roku 1829 samovzdelávací spolok Spoločnosť česko-slovenskú (zakladanie slovenských študentských spolkov a spoločností bolo na evanjelických lýceách bežné, napr. Spoločnosť česko-slovenská na viedenskom lýceu vznikla roku 1923, na kežmarskom lýceu roku 1924, po bratislavskej vznikali Spoločnosti najmä z iniciatívy jej členov aj roku 1932 v Levoči a Prešove, 1938 v Banskej Štiavnici a i. ). Medzi zakladateľov bratislavskej Spoločnosti patrili Karol Štúr, Samo Chalupka, Daniel Lichard a Samuel Godra. Prvým predsedom sa stal profesor J. Palkovič, výkonnými funkcionármi boli však jej podpredsedovia Samo Chalupka, Karol Štúr, Michal Miloslav Hodža, Tomáš Horš, Samuel Samoslav Vanko a Ľudovít Štúr. K hlavným úlohám Spoločnosti patrilo aktívne sa vzdelávať v rodnej reči, cvičiť sa v gramatike, písať literárne práce a študovať dejiny slovanských národov.
Po príchode do Bratislavy sa Ľudovít stal jedným z jej členov. Zo zápisníc Spoločnosti vyplýva, že bol aktívnym a svedomitým študentom. Jeho húževnatosť priniesla svoje plody aj v celkovom štúdiu na lýceu. Z predmetov si zvlášť obľúbil dejepis, čítal antických autorov, zaujímal sa o estetiku a dejiny umenia. Spomedzi slovanských spisovateľov si vážil diela J. Hollého, J. Kollára, P. J. Šafárika, F. Palackého a iných.
Na jeseň 1835 sa Štúr stal podpredsedom Spoločnosti (bývalo zvykom, že post predsedu zastával niektorý z profesorov). V rámci rozvíjania hlbšieho národného povedomia organizovali členovia Spoločnosti rôzne slávnosti, návštevy a podujatia. Jednou z významných aktivít niektorých členov Spoločnosti bola vychádzka na Devín 24. apríla 1836. Akcia bola, vzhľadom na spoločenskú situáciu, pripravovaná v tajnosti. Na Devíne spomenul Štúr vo svojom príhovore históriu Veľkej Moravy a po odznení básní a piesní si účastníci výletu zvolili k svojmu menu druhé, slovanské meno, ktoré mali verejne používať. Tak prijal Hurban ku krstnému menu Jozef slovanské meno Miloslav, August Škultéty - Horislav a pod. Štúr si pridal meno Velislav (týmto menom sa však podpisoval už aj predtým v Spoločnosti česko-slovenskej).
V školskom roku 1836/1837 sa na základe ustanovenia dištriktuálneho konventu stal Ľudovít Štúr nehonorovaným námestníkom prof. Palkoviča na lýceu. Predurčoval ho k tomu najmä kredit bývalého vynikajúceho žiaka lýcea a erudovanosť v latinskom jazyku (bola vyučovacou rečou na lýceu). Okrem latinčiny počas svojho života výborne ovládal maďarský, nemecký, francúzsky, grécky jazyk a slovanské jazyky - predovšetkým poľský, srbo-chorvátsky, ruský a učil sa aj hebrejčinu a angličtinu. Štúr na lýceu prednášal českú a poľskú gramatiku a dejepis. Súkromne viedol rozsiahlu korešpondenciu s významnými mužmi slovanského sveta (F. Palacký, K. Jungmann, P. J. Šafárik, J. Kollár a iní).
V školskom roku 1836/1837 sa vystupňovala nespokojnosť lyceálnych študentov so školským senátom a učiteľmi. Dôsledkom študentských nepokojov bol zákaz všetkých študentských spoločností a spolkov v Uhorsku. Štúr ako zástupca profesora Palkoviča sa preto snažil preniesť časť náplne bývalej Spoločnosti do svojich prednášok v rámci vyučovania.
V roku 1838 sa 24-ročný Ľudovít zapísal na univerzitu do Halle, ktorú (podobne ako univerzitu v Jene a Berlíne) navštevovali evanjelickí vzdelanci a získavali tu vzdelanie najmä z teológie, filozofie, histórie a lingvistiky. Štúr sa počas dvojročného štúdia obšírnejšie oboznámil s Heglovou a s Herderovou filozofiou, ktorých koncepcia dejín ho sprevádzala v celom jeho filozoficko-historickom svetonázore. Dejiny chápal v ich zákonitostiach, ako sled dejov, nasledujúcich duchovný princíp. Po absolvovaní univerzitného štúdia sa v roku 1840 cestou do Uhorska stretol v Prahe a v Hradci Králové s mnohými českými národovcami. V Čechách navštívil aj P. J. Šafárika, ktorý ho upozornil na zostrenú politickú situáciu, ktorá v krajine panovala.
[upraviť] Prvé pôsobisko
Návrat do Uhorska znamenal pre Štúra začiatok nového boja o udržanie národných práv. Radikálne zákroky uhorských úradníkov a policajtov boli namierené proti snahám zvyšovať vzdelanostnú a kultúrnu úroveň nemaďarských národov. Situáciu sťažovalo aj zvolenie grófa Karola Zaya za generálneho inšpektora evanjelickej cirkvi a. v., ktorý podporoval myšlienku jediného a jednotného národa v Uhorsku - maďarského národa. Zay Štúra osobne poznal a spočiatku prejavoval voči nemu sympatie, pretože si vážil jeho vzdelanosť a nadanie. Neúspešne písomne i ústne vyzýval Štúra k spolupráci pre maďarské záujmy, pretože v nich videl perspektívu pre budúcnosť krajiny.
Po príchode z Nemecka sa Štúr v prvom rade usiloval opäť získať miesto námestníka profesora Palkoviča na Katedre reči a literatúry česko-slovenskej. Nenárokoval si nijaký plat, iba úroky z nazbieraných peňazí na katedru, o ktoré sa mal ešte na polovicu deliť s prof. Palkovičom. Jeho žiadosť však narážala na prekážky, pretože Zay so svojimi prívržencami kalkulovali so zámerom, že po Palkovičovej smrti katedru definitívne zrušia. Vec sa dostala na zasadanie konventov a po dlhých prieťahoch začal Štúr ako suplent prof. Palkoviča prednášať.
Nepoľavujúci tlak na Slovákov zo strany maďarských predstaviteľov prinútil Štúra a slovenských národovcov žiadať ochranu u panovníka. V roku 1842 bola vyslaná do Viedne štvorčlenná deputácia so Slovenským prestolným prosbopisom. V Prosbopise prosili Slováci panovníka o ochranu pred perzekúciou, o možnosť uverejňovať obranné spisy slovenského národa, potvrdiť Katedru reči a literatúry česko-slovenskej na ev. lýceu v Bratislave a zriadiť podobné ustanovizne aj na iných lýceách v Uhorsku a pod. Vo Viedni sa však o osude Slovenského prestolného prosbopisu nerozhodlo, pretože dvor poslal slovenskú žiadosť do Budína na vyjadrenie k uhorskému palatínovi, ktorý všetky požiadavky Prosbopisu zamietol.
[upraviť] Spisovná slovenčina
Začiatkom roku 1843 oboznámil Ľudovít svojich blízkych priateľov s myšlienkou spojiť katolícky aj evanjelický prúd Slovákov na báze jednotného spisovného jazyka. Za základ vybral stredoslovenské nárečie najmä pre jeho rozšírenosť, pôvodnosť a zrozumiteľnosť. Zjednotenie Slovákov sa malo uskutočniť prostredníctvom všeslovenského nadkonfesionálneho spolku Tatrín.
Otázka nastolenia spisovnej slovenčiny sa formovala u Štúra už dlhší čas. Pred niekoľkými rokmi (1836 - list sa nachádza v Korešpondencii) sa v liste F. Palackému sťažoval, že biblická čeština, ktorou písali evanjelici, sa stáva čoraz nezrozumiteľnejšou pre Slovákov a vyslovil želanie, aby Česi a Slováci našli kompromisnú cestu pri riešení jednotného československého jazyka. Predpokladalo to ochotu k ústupkom ako zo slovenskej, tak i z českej strany. Keďže českí lingvisti podobnú ochotu nepreukázali, rozhodol sa Štúr so svojimi prívržencami pre novú formu spisovného jazyka, ktorý by v jednotnej reči spojil katolíkov aj evanjelikov.
11. júla 1843 sa Ľ. Štúr, J. M. Hurban a M. M. Hodža stretli na Hurbanovej fare v Hlbokom, kde sa dohodli na postupe pri zavedení slovenčiny do praxe. 17. júla navštívili na Dobrej Vode Jána Hollého, ktorého ako významného predstaviteľa bernolákovčiny prvého oboznámili so svojím zámerom.
V tomto roku (1843) sa zároveň komplikovala situácia na lýceu. Tlaky na odstránenie Štúra z postu zástupcu prof. Palkoviča silneli a ich vyhrotenie v decembri 1843 malo za následok definitívne pozbavenie Štúra z tejto funkcie. Nepomohli ani študentské petície, ani obrany niektorých profesorov ev. lýcea. Na protest proti odvolaniu Štúra z funkcie zástupcu sa 22 študentov rozhodlo v marci 1844 odísť z lýcea. Trinásť z nich potom dokončilo štúdiá v Levoči.
[upraviť] Slovenské národné noviny
V auguste 1844 sa konalo prvé zhromaždenie Tatrína v Liptovskom Sv. Mikuláši, na ktorom sa zúčastnil aj Štúr, ktorý bol zvolený za člena predsedníctva spolku. O rok neskôr sa po niekoľkoročnom úsilí podarilo Štúrovi získať od panovníka povolenie vydávať Slovenskje národňje novini s literárnou prílohou Orol tatránski. Noviny vychádzali od 1. augusta 1845. Písané boli v Štúrovej slovenčine a našli si svojich horlivých prívržencov a pre formu jazyka aj zarytých nepriateľov. Medzi odporcov sa zaradili nielen niektorí českí vlastenci, ktorí tento čin chápali ako zradu národnej veci a odtrhnutie sa od Čechov, ale aj P. J. Šafárik a najmä J. Kollár.
V roku 1846 vydal Štúr Nárečja Slovenskuo alebo potreba písaňja v tomto nárečí, v ktorom obhajoval nevyhnutnosť nového spisovného jazyka a v tom istom roku vyšlo jeho jazykovedné dielo Nauka reči Slovenskej, obsahujúce základy novej gramatiky. Na štvrtom zhromaždení Tatrína v auguste 1847 v Čachticiach sa zástupcovia katolíkov a evanjelikov definitívne dohodli na spoločnom používaní nového spisovného jazyka. Ďalšia úprava slovenskej gramatiky, prechod z fonetického princípu na etymologický, bola zavedená reformou Michala M. Hodžu a katolíka Martina Hattalu v 1851-1852. Rozhodovania o gramatických zmenách sa zúčastnili aj Ľ. Štúr, J. M. Hurban, Ján Palárik, Andrej Radlinský a Štefan Závodník. Takto kodifikovaná slovenčina sa neskôr stala jednotným jazykom Slovákov.
Slovenskje národňje novini boli svojim obsahom zamerané na osvetovú činnosť, na sociálne práva, oboznamovali s kultúrnou tvorbou Slovanov a prinášali aj aktuálne články o politickej situácii doma i vo svete. Činnosť Štúra a ďalších redaktorov sťažoval cenzor, ktorý svojimi zásahmi okliešťoval články novín.
[upraviť] Uhorský snem
Štúrove ďalekosiahle plány však siahali ďalej ako po redaktorskú činnosť. V roku 1847 vstúpil na pôdu Uhorského snemu, ktorý sa konal v Bratislave (v budove dnešnej Univerzitnej knižnice) ako poslanec za slobodné kráľovské mesto Zvolen, aby konkrétnejšie a dôslednejšie obhajoval svoje národné a sociálne postoje. Jeho známym politickým protivníkom bol liberál Lajos Kossuth, s ktorým mal v niektorých sociálnych otázkach zhodné názory, ale v chápaní princípu národnej slobody sa výrazne obchádzali. Snemové obdobie prerušili revolučné dni meruôsmeho roku.
[upraviť] 1848
Búrlivé udalosti vo Francúzsku roku 1848 našli svoju odozvu aj v habsburskej monarchii. Revolúciou získané sociálne práva dávali ľudu väčšiu mieru slobody. Štúr nové hnutie s radosťou privítal v úvodníku svojich novín. Zároveň však ústupky viedenskej vlády voči Pešti v otázke miery nezávislosti Uhorska dávali tušiť komplikácie pre slovenskú stranu. Hrozilo zosilnenie maďarizácie. Preto boli skoncipované Žiadosti slovenského národa, ktoré načrtli možnosť riešenia slovensko-maďarských vzťahov na základe princípu rovnoprávnosti. Zároveň organizoval Štúr zvolanie Slovanského zjazdu do Prahy. Maďarská vláda však vydala na Štúra, Hurbana a Hodžu zatykač. Napriek perzekúcii sa Štúrovi podarilo zúčastniť sa Slovanského zjazdu, na ktorom sa zišli hlavní predstavitelia slovanských národov, žijúcich v monarchii. Zástupcovia Slovanov sa tu snažili nájsť východisko zo zložitej situácie. Po stroskotaní všetkých zákonných aktivít vymôcť si národné práva od maďarskej vlády, boli Štúr s Hurbanom odhodlaní na boj.
15. - 16. septembra bola vo Viedni utvorená Slovenská národná rada, ktorá sa vyhlásila za jediného vykonávateľa moci na Slovensku a odmietla poslušnosť maďarskej vláde. Jej politickými vodcami boli Ľudovít Štúr, Jozef Miloslav Hurban a Michal Miloslav Hodža. Ďalej boli jej členmi vojenskí velitelia Bedřich Bloudek, František Alexander Zach a Bernard Janeček. Tajomníkmi sa stali Bohuš Nosák Nezabudov a Daniel Jaroslav Bórik. SNR vyzvala v septembri 1848 Slovákov do ozbrojeného povstania za vydobytie si svojich národných a sociálnych práv.
[upraviť] Posledné roky života
Po neúspechu výpravy v roku 1849 a po opätovnom sklamaní z cisárskeho dvora, ktorý Slovákom sľuboval podporu v boji proti maďarským radikálom, sa Ľudovít ocitol v nepriaznivej situácii. Žiadosť o povolenie vydávať slovenské politické noviny (Slovenské národné noviny zanikli v revolučných dňoch) a pokus získať oficiálne povolenie Tatrína, stroskotali. Štúr v tomto období nadviazal na svoju činnosť z predošlých rokov a venoval sa slovanskej ľudovej tvorbe a pracoval na spise Slovanstvo a svet budúcnosti.
Rok 1851 otvoril sériu osobných tragédií, pretože v januári mu zomrel brat Karol (kňaz a učiteľ v Modre) a o pol roka neskôr jeho otec. Ľudovít sa po smrti svojho staršieho brata presťahoval do Modry, aby sa – sám pod policajným dozorom, postaral o sedem detí zosnulého brata. Naďalej bol tvorivo činný, hoci jeho život znepríjemňovala a sťažovala polícia. V roku 1853 zomrela vo Viedni jeho duchovná priateľka Adela Ostrolúcka a v Trenčíne jeho matka. V tomto období končí aj Štúrova životná púť. Na poľovačke v decembri 1855 sa pri pokuse o preskočenie potoka neďaleko Modry nešťastne postrelil do stehna. Úvahy o cudzom zavinení alebo pokuse o samovraždu sú len špekuláciami, ktoré sa v podobných súvislostiach v prípade slávnych osôb objavujú takmer zákonite. Ľudovít Štúr zomrel 12. januára 1856 v Modre ako štyridsaťročný.
[upraviť] Štúrove názory
Niektoré Štúrove názory sa z neskoršieho pohľadu dajú hodnotiť ako kontroverzné. Mnohé postoje, ktoré opísal v diele Das Slawenthum und die Welt der Zukunft (Slovanstvo a svet budúcnosti) možno považovať za jeho politický testament.
Dielo napísal po nemecky a vydali ho V.I. Lamanskij v roku 1867 a T.D. Florinskij v roku 1909 po rusky pod názvom Slavjanstvo i mir buduščego (Славянство и міръ будущаго. ). Po nemecky ho vydal český vedec a pedagóg pôsobiaci v Bratislave Dr. Jozef Jirásek v roku 1931.
Po slovensky vyšlo až v roku 1993 úsilím Slovenského inštitútu medzinárodných štúdií v preklade Adama Bžocha z nemčiny. V majetku Matice Slovenskej sa údajne nachádza korektúra slovenského prekladu 2. ruského vydania od M. Gacka pripravená k tlači už od roku 1944.
Štúr v knihe navrhoval politické splynutie s cárskym Ruskom, odmietal slobodné trhové hospodárstvo a ako jeho alternatívu vyzdvihoval občinu. Odmietal parlamentnú demokraciu v prospech samoderžavia.
Zavrhoval osvietenstvo a s ním aj moderné západné demokratické politické koncepcie a aj keď bol sám protestantom, navrhoval všetkým Slovanom konvertovať na pravoslávie.

Summary:
Ľudovít Štúr (Ludevít Velislav Štúr; pseudonymy: B. Dunajský, Bedlivý Ludorob, Boleslav Záhorský, Brat Sloven, Ein Slave, Ein ungarischer Slave, Karl Wildburn, pravolub Rokošan, Slovák, Starí, Velislav, Zpěvomil) (* 28. október 1815 , Uhrovec, okres Bánovce nad Bebravou – † 12. január 1856, Modra, okres Pezinok) – politik, filozof, historik, jazykovedec, učiteľ, spisovateľ, básnik, publicista, novinár, redaktor a pedagóg.
Ľudovít Štúr bol najvýznamnejší predstaviteľ slovenského národného života a vedúca osobnosť slovenského národného obrodenia v polovici 19. storočia, kodifikátor slovenského spisovného jazyka založeného na stredoslovenských nárečiach (okolo 1843), jeden z vedúcich účastníkov Slovenského povstania v rokoch 1848 – 1849 a poslanec uhorského snemu za mesto Zvolen v rokoch 1848 – 1849.
Je po ňom pomenovaná planétka (3393) Štúr.


[upraviť] Dejiny
[upraviť] Prvé kroky podzemnej dráhy
Prvé vlaky začali premávať 10. januára 1863 na Metropolitan Railway (Metropolitná železnica) medzi stanicami Paddington a Farringdon, ktorej väčšia časť je dnes súčasťou Hammersmith & City Line. V prvý deň prevádzky prepravila dráha 40�000 cestujúcich a vlaky jazdili v intervaloch 10 minút. O necelé dve dekády, v roku 1880, prepravilo londýnske metro už 40 miliónov pasažierov ročne. Postupne sa začalo s budovaním ďalších trás a v roku 1884 bola dokončená Circle Line.
Vtedajšie vlaky jazdili na parný pohon, čo vyžadovalo existenciu dômyselného systému ventilácie. S nastupujúcou elektrifikáciou železníc sa mohla dráha umiestniť hlbšie do podzemia (tzv. „deep level lines“) oproti pôvodným podpovrchovým linkám. Prvá takáto trasa – City & South London Railway, dnes súčasť trasy Northern Line bola uvedená do prevádzky v roku 1890.
Na začiatku 20. storočia prevádzkovalo rôzne linky metra šesť nezávislých spoločností, čo spôsobovalo cestujúcim nemalé problémy – na mnohých miestach museli vystupovať na povrch, aby prešli medzi zastávkami rôznych spoločností. Rovnako aj údržba a prevádzka takéhoto systému bola značne nákladná, preto sa hľadali zdroje na financovanie rozšírenia trás na londýnske predmestia a na postupnú elektrifikáciu trás, na ktorých premávali ešte parné vlaky.
Najvýznamnejším investorom bol Charles Yerkes, ktorý 9. apríla 1902 založil spoločnosť Underground Electric Railways of London Company Ltd. (Underground), ktorá vlastnila okrem iného – Metropolitan District Railway, rozostavanú Charing Cross, Euston & Hampstead Railway (neskôr pridružená k trase Northern Line), Great Northern & Strand Railway, Brompton & Piccadilly Circus Railway (neskôr poslúžili ako základ pre trasu Piccadilly Line) a Baker Street & Waterloo Railway (dnešná trasa Bakerloo Line). Spoločnosť taktiež vlastnila mnoho električkových liniek a London General Omnibus Company.
V roku 1933 bola založená spoločnosť London Passenger Transport Board (LPTB). Do správy spoločnosti sa začlenili Underground Group, Metropolitan Railway, mestské a nezávislé autobusové a električkové linky, čo predstavuje zhruba úplný súbor činností, ktoré zaisťuje dnešná spoločnosť Transport for London (TfL). Táto spoločnosť vytvorila plán rozvoja mestskej a prímestskej hromadnej dopravy pre obdobie rokov 1935–1940, pričom plán obsahoval návrh rozšírenia a racionalizácie niektorých liniek a návrh na ich prevzatie od niektorých súkromných prevádzkovateľov.
Po druhej svetovej vojne sa zvyšoval rozsah dopravy. Novovybudovaná trasa Victoria Line na osi severovýchod-juhozápad, ktorá viedla cez centrum Londýna, pokryla väčšiu časť povojnového nárastu dopravy. Trasu Piccadilly Line predĺžili k letisku Heathrow v roku 1977 a v roku 1979 bola dobudovaná Jubilee Line. V roku 1999 bola Jubilee Line na niekoľko etáp predĺžená do Východného Londýna, pričom bola kompletne prestavaná stanica Westminster.
[upraviť] Súčasnosť
Od januára 2003 je metro prevádzkované v rámci verejnoprávno-súkromného obchodného združenia (tzv. „Public-Private Partnership“ – PPP). Zatiaľ čo celá infraštruktúra je udržovaná spoločnosťami s kontraktom na 30 rokov, samotné metro vlastní a prevádzkuje TfL. Sieť je rozdelená na tri časti:
V novembri 2006, arbiter pre Public-Private Partnership, Christ Bolt, kritizoval Metronet kvôli jeho nedostatočnému výkonu v rokoch 2003 až 2006. Metronetu vytýkal najmä neekonomické a neefektívne vynakladanie prostriedkov. V januári 2007 časopis The Londoner, vydávaný londýnskou samosprávou, uverejnil článok, v ktorom uvádza najväčšie zlyhania Metronetu za rok 2006.
V júli 2007 sa objavili prvé správy o vážnych finančných problémoch Metronetu a o možnosti uvalenia nútenej správy. Táto situácia vznikla potom, čo Metronet dostal iba 122 miliónov libier z požadovaných 551 miliónov na pokrytie nákladov, ktoré vznikli prekročením plánovaného rozpočtu. 18. júla 2007 bola na spoločnosť uvalená nútená správa. Správcom sa stala spoločnosť Ernst & Young.
Na rozdiel od Metronetu, spoločnosť Tube Lines dokončila všetky plánované práce načas a v stanovenom rozpočte.
[upraviť] Sieť
 Sieť má dovedna 262 staníc a vyše 334 kilometrov liniek. Rozchod koľajníc je 1 435�mm. Londýnske metro nepremáva 24 hodín denne, na rozdiel od metra v New York City z jedného prostého dôvodu: sieť tunelov je postavená tak, že počas údržby trás nie je možné väčšinu vlakov presmerovať tak, aby mohli udržiavané úseky obísť.
[upraviť] Vozový park
Na trasách metra sa počas jeho existencie používali rôzne druhy súprav. Súpravy, ktoré premávajú na podpovrchových linkách sú označované podľa písmen a posledného dvojčíslia spustenia ich prevádzky, zatiaľčo súpravy na podzemných linkách sú označované rokom vzniku návrhu.
Pôvodné lokomotívy jazdili na parný pohon (definitívne stiahnuté zo služby v roku 1971), prípadne na naftu a elektrický pohon (stiahnuté v roku 1962).
V súčasnej dobe na podzemných linkách premávajú tieto súpravy: 1967 na Victoria Line, 1972 na Bakerloo Line, 1973 na Piccadilly Line, 1992 na Central a Waterloo & City Line, 1995 na Northern Line, 1996 na Jubilee Line a na rok 2009 sa na Victoria Line pripravuje spustenie nových súprav typu 2009.
Na podpovrchových linkách premávajú súpravy A60 a A62 na Metropolitan a East London Line; súpravy C69 a C77 premávajú na Circle, Hammersmith & City a na District Line v úseku Wimbledon–Edgware Road) a D78 na ostatných úsekoch District Line.
[upraviť] Linky
Londýnske metro tvorí dovedna 12 liniek. Trasy metra je možné rozdeliť do dvoch typov: hĺbené – podpovrchové a razené – podzemné. Jazdné dráhy podpovrchových trás sú v úrovni cca. 5�m pod zemou a vlaky, ktoré na nich jazdia majú rovnaký profil, ako vlakové súpravy na bežných železniciach. Podzemné trasy sú v úrovni cca 20 m pod zemou a vlakové súpravy jazdia v oddelených tuneloch. Tunely týchto trás majú priemer 3,56�m takže rozmery vlakových súprav sú výrazne menšie ako u podpovrchových liniek.
Trasy oboch typov vedú v prímestských častiach mimo centra mesta po povrchu, s výnimkou Victoria Line, ktorá sa nachádza pod zemou po celej svojej dĺžke (ale depo má na povrchu) a trasy Waterloo & City Line, ktorá je ale prikrátka (celkovo má iba 2�km). Z celkovej dĺžky metra sa v podzemí nachádza iba 45�%.
Metro zabezpečuje dopravné spojenie s najvýznamnejšími dopravnými uzlami v meste. Prepojenie s vlakmi Eurostar sa nachádza na stanici St Pancras.
Trasa Piccadilly Line spája centrum mesta s letiskom London Heathrow. Aj keď je tento spôsob dopravy mnohokrát preplnený a pomalší (cca. 52 minút do stanice Green Park) než Heathrow Express, je však oveľa lacnejší. Spojenie s letiskom Stansted zabezpečuje Stansted Express, ktorý odchádza každú polhodinu zo stanice Liverpool Street a Tottenham Hale. Na letisko Gatwick sa dostanete zo stanice Victoria vlakom Gatwick Express. Vlaky na letisko London Luton odchádzajú zo železničnej stanice Blackfriars a zo stanice Victoria.
Nasledujúca tabuľka zachytáva všetky linky londýnskeho metra a ich farebné označenie na mapách, rok otvorenia prvého úseku a celkovú dĺžku trasy:
[upraviť] Stanice
V prípade normálnej prevádzky vlaky londýnskeho metra obsluhujú celkom 275 staníc.
V súlade s trendom sprístupňovania mestskej hromadnej dopravy ľuďom s telesným postihnutím sú nové stanice budované bezbariérovo. Bohužiaľ v minulosti to tak nebolo a preto mnohé zo starších staníc ostávajú naďalej nedostupné pre telesne postihnutých ľudí. Rekonštrukcia starých staníc je však finančne náročná a v mnohých prípadoch aj technicky nemožná, najmä kvôli architektúre starých staníc.
Pri vstupe na väčšinu staníc nachádzajúcich sa na povrchu je nutné prekonať minimálne niekoľko schodov, a drvivá väčšina podzemných staníc vyžaduje cestu schodami alebo jedným zo 412 eskalátorov. Avšak cesta zo staničných vestibulov neraz obsahuje ďalšie prekážky, ktoré komplikujú prístup na jednotlivé nástupištia. Schodisko smerujúce k východu zo stanice Covent Garden je také strmé, že jeho zdolanie sa dá prirovnať k výstupu na pätnáste poschodie. Cestujúcim sa kvôli hroziacemu nebezpečenstvu úrazu odporúča použiť výťah.
Niektoré z eskalátorov v londýnskom metre patria medzi najdlhšie v Európe a všetky sú vyrobené na mieru. Najdlhší eskalátor sa nachádza na stanici Angel a meria 60�m, s celkovým prevýšením 27,5�m. Eskalátory počas jednej hodiny prepravia až 13�000 cestujúcich, pričom sú v prevádzke 20 hodín denne a 364 dní v roku. Konvencia hovorí, že cestujúci musí vždy na eskalátore stáť vpravo.
Transport for London v súčasnosti vydáva mapy metra, kde sú vyznačené stanice, na ktoré je bezbariérový prístup. Napriek všetkej snahe je však na niektorých bezbariérových staniciach výškový rozdiel medzi nástupišťom a podlahou vlaku aj 200�mm alebo široká medzera vznikajúca medzi zahnutým nástupišťom a vlakom, čo môže značne skomplikovať osobe s invalidným vozíkom nástup do vlaku. Iba nové stanice, otvorené v roku 1999 vrámci predĺženia Jubilee Line, sú plne bezbariérové, možno s výnimkou Waterloo.
[upraviť] Mind the Gap
Ďalšou zvláštnosťou staníc londýnskeho metra je fráza „Mind the Gap“, slovensky: „Pozor na medzeru.“, ktorá sa používa od roku 1969 na to, aby varovala cestujúcich pred veľkou medzerou, ktorá sa nachádza medzi vlakom a zahnutým nástupišťom. Upozornenie sa nachádza namaľované na podlahe nástupištia, avšak používa sa aj zvukové pozostávajúce z niekoľko krát zopakovanej vety „Mind the gap!“, nasledovanej výzvou „Stand clear of the doors, please.“ pri odchode vlaku.
Toto upozornenie má aj ďalší praktický význam – nápis na nástupišti približne korešponduje s miestom, kde sa nachádzajú dvere pristavenej súpravy, čo môže v mnohom urýchliť nástup a následné usadenie sa v rannej a poobedňajšej špičke.
Fráza sa stala natoľko kultovou, že v súčasnosti ju možno nájsť na rôznych druhoch suvenírov, od tričiek cez spodnú bielizeň, šálky až po odznaky a magnetky na chladničku.
[upraviť] Tarifa
V londýnskom metre sa používa rozdelenie staníc do zón, tak ako je to použité v systéme TfL Travelcard. Zóna 1 je vnútorná zóna zahŕňajúca centrum mesta s hranicami zodpovedajúcimi zhruba trase Circle Line. Zóna 6 je vonkajšia zóna, ktorá obsahuje i stanice na letisku London Heathrow. Zóny 1 až 6 pokrývajú celé územie Veľkého Londýna.
Iba niekoľko zástavok, ktoré sa nachádzajú za hranicami Veľkého Londýna patrí do zóny 5 alebo 6. Pre ostatné stanice mimo Veľkého Londýna sú vytvorené špeciálne zóny A, B, C a D. V zóne D sa nachádzajú najvzdialenejšie stanice, ako napríklad Amersham a Chesham nachádzajúce sa na trase Metropolitan Line.
Všeobecne platí zásada, že čím väčším počtom zón prebieha cesta, tým drahšie je cestovné. Cestovné v zóne 1 je drahšie ako vo vonkajších zónach. Väčšina pamiatok a miest zaujímavých pre turistov sa nachádza v zónach 1 a 2. Lístky môžu byť zakúpené pri prepážkach, na zmluvných predajných miestach alebo v automatoch na staniciach.
V Londýne, podobne ako v Moskve, sa používa zatvorený tarifný systém. Na to aby ste mohli vojsť na nástupište musíte mať vopred zakúpený lístok alebo platnú Oyster Card.
[upraviť] Ikonografia
Mapu Londýnskeho metra (PDF) a kruhové logo spozná okamžite každý obyvateľ Londýna, takmer každý Brit a pre veľké množstvo ľudí na celom svete je spolu s Big Benom, dvojposchodovým autobusom a červenou telefónnou búdkou jednou z najvýznamnejších kultúrnych ikon Veľkej Británie.
[upraviť] Logo
Pôvod okrúhleho loga nie je celkom jasný. Prvý krát sa objavilo v 19. storočí na vozidlách London General Omnibus Company. Koleso priečne preložené obdĺžnikom na sebe nieslo nápis GENERAL. Na označovanie staníc metra sa začal v roku 1913 používať červený disk s modrým obdĺžnikom a nápisom UNDERGROUND – jeden z prvých krokov budovania korporátnej identity vo svete vôbec. Logo bolo upravené Edwardom Johnsonom v roku 1919.
Na každej zo staníc sa nachádza logo metra, s menom stanice umiestneným v modrom obdĺžniku, pri vchodoch do stanice a taktiež pozdĺž nástupištia, tak aby bolo ľahko viditeľné z prichádzajúcich vlakov. Okrem toho, mnohé zo staníc majú aj iné dekoračné prvky, špecifické pre tú ktorú stanicu. Napríklad, stanica metra Baker Street ma kachličky s profilom známeho románového detektíva Sherlocka Holmesa, zatiaľ čo kachličky na stanici King's Cross St Pancras sú usporiadané do tvaru kríža s malou korunkou.
[upraviť] Typografia
V roku 1916 Edward Johnston navrhol pre londýnsku dopravu vlastné písmo. Modifikovaná verzia tohto bezpätkového písma sa používa dodnes a nazýva sa „New Johnston“. Najvýraznejšími znakmi tohto písma sú záhyb na konci malého písmena l, ktorý sa pri ostatných bezpätkových písem nenachádza a kosoštvorcovej bodke nad malými písmenami i a j.
[upraviť] Mapa
Pôvodnú mapu (JPEG) z roku 1931 navrhol Harry Beck. Beck postavil svoju značne schématickú mapu na predpoklade, že reálna geografická poloha je pre človeka nachádzajúceho sa pod zemou irelevantná a zameral sa na topografiu jednotlivých staníc. Beckova mapa pozostávala zo saníc pospájaných vodorovnými, zvislými čiarami alebo čiarami v uhle 45°.
Vedenie spoločnosti bolo voči novému návrhu mapy pomerne skeptické, keďže šlo iba o Beckovu voľnočasovú aktivitu. Mapa bola predstavená cestujúcej verejnosti vo forme malého letáku a stala sa okamžite populárnou. Počas rokov sa niektoré z prvkov mapy zmenili (napr. značenie prestupov medzi metrom a železničnými stanicami), avšak základná Beckova idea sa zachovala dodnes. V roku 2006 bola mapa londýnskeho metra zvolená druhou najvýznamnejšou dizajnérskou ikonou Veľkej Británie.
Faksimile pôvodnej Beckovej mapy je vystavené na stanici Finchley Central, na stanici z ktorej Beck cestoval do práce.
[upraviť] Bezpečnosť
Londýnske metro je najstarším podzemným dopravným systémom na svete. Vlaky na jeho prvej trase premávajú už 144 rokov, ďalšie linky v týchto rokoch oslávili storočnicu svojej prevádzky – Northern Line už v roku 1990, Piccadilly a Bakerloo Line v roku 2006. Kvôli dlhodobému nedostatočnému financovaniu a napriek snahám o postupnú modernizáciu, mnohé časti systému sú stále technicky zaostalejšie ako v iných krajinách. Jedna zo spoločností sa uchýlila k nákupu náhradných dielcov cez aukčný server eBay, pretože niektoré z nich sa už vyše dvadsať rokov nevyrábali.
S vekom súvisí aj pomerná nespoľahlivosť siete. Podľa nedávneho výskumu, priemerný cestujúci v roku 2006 na Metropolitan Line premárnil v dôsledku meškaní 3 dni, 10 hodín a 25 minút svojho života. Štatistika ďalej hovorí, že medzi 17. septembrom 2006 a 14. októbrom 2006 meškalo celkovo 211 vlakov viac ako 15 minút.
V období svojej výstavby mnohé stanice neboli uspôsobené na to, aby zvládli taký nápor cestujúcich akému sú vystavené v súčasnosti. Na mnohých staniciach v čase špičky dochádza k preplneniu. Pracovníci monitorujú v časoch najväčšieho náporu chodby i nástupištia a v prípade potreby obmedzujú prístup ľudí do stanice. Kvôli náporu cestujúcich býva v nedeľu čiastočne uzavretá stanica Camden Town a obmedzenia sa zavádzajú i na stanici Covent Garden. Preplnenie býva nebezpečné najmä na staniciach s nástupným ostrovčekom a koľajiskom na oboch stranách. Z tohto dôvodu bola prestavaná stanica Angel, v ktorej bolo dobudované nové koľajisko.
Do roku 1984 bolo cestujúcim umožnené fajčiť v niektorých častiach metra. Skúšobný zákaz fajčenia bol zavedený v júli 1984 a neskôr bol na šesť mesiacov v roku 1987 rozšírený na všetky súčasti metra. Po požiari na stanici King's Cross St Pancras v novembri 1987 bol zákaz trvalo ponechaný v platnosti.
Fotografovanie pre osobnú potrebu je dovolené vo všetkých verejných priestoroch londýnskeho metra. Použitie statívov a iných podpôr je zakázané, keďže tieto zariadenia predstavujú riziko v často preplnených priestoroch metra. Použitie blesku je taktiež zakázané, keďže blesk fotoaparátu by mohol vyrušiť vodiča vchádzajúceho s vlakom do stanice. Na profesionálne fotografovanie alebo filmovanie je potrebné získať povolenie od London Underground Film Office. Transport for London udržiava niektoré opustené stanice, napr. Charing Cross na Jubilee Line práve pre potreby filmovania v metre.
Spoločnosť London Underground Ltd., divízia Transport for London, bola kritizovaná pre nedostatočné dodržiavanie zásad bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci. Súd jej v januári 2002 udelil pokutu 225 tisíc libier a sudca napomenul spoločnosť, že „obetúva bezpečnosť [svojich zamestnancov]“ v snahe udržať premávku vlakov „za každú cenu“. Niektorí zamestnanci utrpeli v dôsledku nedostatočných bezpečnostných opatrení zranenia elektrickým prúdom.
[upraviť] Najväčšie nešťastia v Londýnskom metre
Väčšinu tragédií, ktoré sa stanú v londýnskom metre tvoria samovraždy. Väčšina staníc má však v koľajisku kanál, ktorý bol pôvodne určený na odvod vody. Táto jama, ktorá sa označuje ako „suicide pit“ dokáže v prípade skoku alebo pádu pod vlak zvýšiť šancu na prežitie a zlepšiť prístup pomoci k obeti. Mnohé z týchto nešťastí dokážu spôsobiť výpadky a meškania vlakov na dlhé hodiny a na ich oznámenie sa používajú eufemizmy ako „passenger action“, alebo „customer incident“. Na staniciach Jubilee Line, ktoré boli otvorené v roku 1999, sa na nástupištiach nachádzajú bezpečnostné dvere, ktoré jednak zlepšujú cirkuláciu vzduchu a jednak zabraňujú samovražedným pokusom.
Jedno z najhorších vlakových nešťastí v histórii londýnskeho metra sa stalo 28. februára 1975. Vlak pri vjazde do stanice Moorgate začal z neznámych príčin zrýchľovať, pričom narazil do jednej zo stien. Prvé tri vozne boli úplne zdemolované. Pri nešťastí zahynulo 43 cestujúcich vrátane vodiča vlaku. Príčina nešťastia ostáva dodnes neznáma.
Vyše tisícky cestujúcich ostalo uväznených v tuneloch metra, kvôli požiaru, ktorý vypukol na stanici Oxford Circus dňa 13. novembra 1984. Za hlavnú príčinou požiaru bol označený laxný prístup k protipožiarnym opatreniam. 15 cestujúcich sa priotrávilo dymom, nezahynul nikto. O tri roky neskôr, 18. novembra 1987 vypukol na stanici metra King's Cross St Pancras ničivý požiar, ktorý si vyžiadal životy 31 ľudí. Požiar vznikol v dôsledku odhodenej zápalky, ktorá vznietila odpadky a maz pod drevenými eskalátormi.
V júni 2005 sa Londýnske metro stalo terčom teroristických útokov. Séria bômb explodovala vo vlakoch medzi stanicami Aldgate a Liverpool Street, Russel Square a stanicou King's Cross St Pancras a medzi Edgware Road a Paddington. Doprava bola na niekoľko hodín odstavená a tisíce ľudí bolo na niekoľko hodín zavretých v metre. Oficiálne údaje hovoria o vyše 52 mŕtvych a 700 zranených. Prvý teroristický útok sa v metre udial už v roku 1885, keď vo vlaku Metropolitan Line vybuchla bomba. Taktiež Írska republikánska armáda (IRA) uskutočnila v priebehu rokov 1939 až 1993 spolu desať bombových útokov na londýnske metro.
[upraviť] Budúcnosť metra
[upraviť] Rekonštrukcie starých staníc, nové stanice a predlžovanie liniek
V súčasnosti prebieha dokončovanie výstavby stanice Terminal 5 na letisku London Heathrow. Väčšina stavebných prác je v súčasnosti dokončená a so skúšobnou prevádzkou sa má začať v priebehu roka 2007. Počas výstavby stanice bol dočasne mimo prevádzky tunel medzi stanicami Terminal 4 a Terminal 1, 2 & 3, opäť ho otvorili 17. septembra 2006. Predĺženie Piccadilly Line k Terminálu 5 by mali otvoriť v marci 2008.
V roku 2008 má byť na Hammersmith & City Line otvorená nová stanica Wood Lane, ktorá má obsluhovať neďaleké nákupné centrum.
Stanica Shepherd's Bush na Central Line má byť kompletne prestavaná nad zemou i pod zemou. Do roku 2010 má byť dokončená prestavba vestibulov stanice King's Cross St Pancras , do roku 2014 by mala podobná rekonštrukcia prebehnúť aj na stanici Victoria .
East London Line bola uzavretá v decembri 2007 , kvôli jej ďalšiemu predĺženiu severne od Whitechapel, pozdĺž starého viaduktu vedúceho nad Old Street do Dalstonu a pozdĺž North London Line smerom do stanice Highbury & Islington. Ďalej sa ráta s predĺžením trasy smerom na juh zo stanice New Cross Gate do West Croydonu, Crystal Palace až do stanice Clapham Junction. , East London Line by mala byť znovu otvorená v roku 2010 až 2011, avšak už nie ako súčasť londýnskeho metra ale ako súčasť novej siete London Overground.
V horizonte roku 2025 sa uvažuje s obnovením prevádzky Bakerloo Line z jej terajšej konečnej stanice Harrow & Wealdstone do jej niekdajšej konečnej stanice Watford Junction. Bakerloo Line sem premávala až do roku 1982.
[upraviť] Nové vlakové súpravy
V roku 2009 sa počíta s postupnou výmenou vlakových súprav Victoria Line. Model 2009, vyrábaný spoločnosťou Bombardier Transportation, má nahradiť v súčasnosti používané súpravy typu 1967. Nové vlaky by mali byť rýchlejšie a mali by mať väčšiu kapacitu. Hneď, ako budú vymenené staré súpravy, dôjde k spusteniu nového automatizovaného systému riadenia vlakov (ATO). Frekvencia vlakov by sa mala zvýšiť z 28 na 33 vlakov za hodinu. Časť zo starých vlakov Victoria Line by sa mala presunúť na Bakerloo Line.
S výmenou vlakových súprav sa ráta aj na Metropolitan, Hammersmith & City, Circle a District Line. Všetky v súčasnosti používané modely by v rozmedzí rokov 2009 až 2015 mal nahradiť nový model známy ako S. Nové súpravy by mali mať priechody medzi jednotlivými vozňami, vylepšený brzdný systém by mal zrýchliť frekvenciu vlakov a znížiť emisie oxidu uhličitého. Ako posledné by mali byť vymenené vlaky District Line, ktoré sa v súčasnosti rekonštruujú.
[upraviť] Klimatizácia
Počas letných mesiacov môžu teploty v niektorých častiach londýnskeho vystúpiť na veľmi nepríjemné hodnoty. Najmä kvôli veku tunelov, ich konštrukčnému riešeniu a nedostatočnej ventilácii môžu v teploty dosiahnuť až 47�°C. Takéto hodnoty boli namerané počas leta 2006. Konvenčná klimatizácia neprichádza do úvahy, keďže na podzemných trasách sú tunely primalé na to, aby okrem vlaku pojali aj klimatizačnú jednotku. Taktiež by dochádzalo k problémom s odvodom tepla vznikajúceho pri používaní klimatizačných jednotiek. S testovaním chladiaceho systému sa začalo v lete 2006 na stanici Victoria, v prípade úspechu sa testovanie rozšíri na ďalších 30 podzemných staníc.
Vedenie spoločnosti v letných mesiacoch vyzýva cestujúcich aby si so sebou nosili fľašku s vodou, aby sa v prípade potreby mohli ovlažiť. Nové vlakové súpravy S, ktoré majú byť do prevádzky uvedené v rokoch 2009 až 2015, by mali byť klimatizované.

Summary:
Londýnske metro (angl. London Underground, v hovorovej reči the Tube) je najstarší podzemný dopravný systém na svete. Prvý podzemný úsek bol odovzdaný do prevádzky už v druhej polovici 19. storočia, konkrétne v roku 1863. V súčasnosti má 11 liniek, metro obsluhuje 275 staníc a vyše 334 kilometrov liniek. Počas jedného dňa Londýnske metro prepraví 3,4 milióna cestujúcich.
Od roku 2003 je londýnske metro súčasťou organizácie Transport for London (TfL), ktorá zabezpečuje aj autobusovú dopravu.