Le système 10-20 est une méthode basée sur des mesures qui convertit les proportions uniques d'un crâne individuel en une grille de coordonnées partagée. Au lieu de deviner où pourraient se situer le lobe frontal ou les centres de traitement visuel à l'arrière du cerveau, les technologues mesurent des pourcentages spécifiques de distance entre des points anatomiques fixes sur la tête.
Cela produit des positions d'électrodes qui correspondent, de manière générale et répétable, aux régions corticales situées sous le cuir chevelu. Parce que la méthode s'adapte à la taille de la tête plutôt que de s'appuyer sur des distances fixes en centimètres, elle fonctionne de manière cohérente chez les adultes, les enfants et même entre des individus ayant des formes de tête notablement différentes.
Comment les technologues en EEG mesurent le cuir chevelu pour le placement des électrodes
Avant que toute électrode ne touche la peau, quatre repères sur le crâne doivent être localisés manuellement. Il s'agit du nasion, la petite dépression au niveau du pont du nez où le front rencontre le nez ; de l'inion, la bosse osseuse ressentie à la base du crâne où il rencontre le cou ; et de deux points préauriculaires, les petites dépressions situées juste devant chaque conduit auditif, un à gauche et un à droite.
Les quatre points sont palpables, ce qui signifie qu'ils peuvent être trouvés par le seul toucher, c'est pourquoi le système fonctionne de manière fiable sans aucun équipement d'imagerie.
Une fois ces repères identifiés, le technologue mesure la distance du nasion à l'inion à l'aide d'un mètre ruban flexible posé directement le long de la ligne médiane du cuir chevelu, en traçant la courbe de la tête d'avant en arrière. Cette mesure unique devient la distance de référence pour chaque position d'électrode avant-arrière, ou sagittale.
Séparément, la distance entre les deux points préauriculaires est également mesurée, mais cette fois le ruban passe par le vertex, le point le plus élevé au sommet de la tête, traçant une ligne d'une oreille à l'autre. Cette deuxième mesure définit l'axe horizontal, ou coronal, de la grille.
Les origines et le but du système 10-20
Le nom « 10-20 » fait référence à la manière dont les deux distances de référence sont divisées. Les rangées d'électrodes sont espacées à des intervalles égaux à soit 10 % soit 20 % de la distance totale mesurée.
En partant du nasion le long de la ligne médiane, la première marque d'électrode se situe à 10 % de la distance nasion-inion, ce qui localise un point appelé Fpz. À partir de là, chaque marque suivante est placée 20 % plus loin le long de la ligne, en passant par les positions étiquetées Fz, Cz, Pz, et en arrivant enfin à Oz, qui se situe 10 % au-dessus de l'inion.
En additionnant tout cela, 10 % plus quatre étapes de 20 % plus un dernier 10 % totalisent 100 %, ce qui représente l'intégralité de la distance nasion-inion. La même logique d'intervalles de 10 % puis 20 % est appliquée à la ligne transversale reliant une oreille à l'autre, puis de nouveau autour de la circonférence complète de la tête, construisant ainsi une grille complète plutôt que simplement deux lignes croisées.
Comprendre la nomenclature du système EEG 10-20
Chaque position sur la grille 10-20 reçoit un nom construit à partir d'une lettre et d'un chiffre.
La lettre identifie la région cérébrale générale située sous cet emplacement du cuir chevelu, tandis que le chiffre indique à quel point l'électrode se situe à gauche ou à droite de la ligne médiane. Les chiffres impairs tombent toujours sur le côté gauche de la tête, les chiffres pairs sur le côté droit, et la lettre « z », qui signifie zéro, marque tout ce qui se trouve directement sur la ligne médiane.
Les lettres régionales se décomposent de la manière suivante :
Fp, pour frontopolaire, marquant les sites près du front et la partie la plus antérieure de la région préfrontale.
F, pour frontal, couvrant la zone plus large du lobe frontal derrière le front.
C, pour central, situé au-dessus de la bande de cortex impliquée dans le mouvement et la sensation.
P, pour pariétal, couvrant la partie supérieure arrière du crâne.
O, pour occipital, tout à l'arrière de la tête, près des zones de traitement visuel.
T, pour temporal, sur les côtés de la tête au-dessus des oreilles.
A, pour auriculaire, faisant référence aux lobes d'oreilles eux-mêmes, qui sont fréquemment utilisés comme points de référence neutres plutôt que comme sites d'enregistrement actifs.
L'application de ce schéma d'étiquetage sur l'ensemble de la grille de mesure produit un réseau standard de 21 sites d'électrodes, qui reste la base de l' EEG clinique de routine.
Présentation du système d'emplacement des électrodes d'EEG 10-20
Un examen EEG efficace nécessite une application minutieuse des électrodes pour garantir que chaque région du cuir chevelu est couverte de manière appropriée. Différentes régions d'intérêt dicteront souvent les sous-ensembles d'électrodes prioritaires pendant la séance.
Comprendre ces groupes spécifiques permet de maintenir une qualité de signal élevée tout au long de la période d'enregistrement.
Électrodes frontales (F)
Les électrodes frontales sont positionnées sur le cerveau antérieur, jouant souvent un rôle critique dans la détection de l'activité liée aux fonctions cognitives supérieures et à la planification motrice. En plaçant correctement ces capteurs, les cliniciens peuvent surveiller les schémas associés à divers états de conscience et à d'éventuelles anomalies neurophysiologiques. Ces sites sont essentiels pour mesurer la fonction du lobe frontal dans de nombreux scénarios de diagnostic différents.
Électrodes temporales (T)
Les sites temporaux sont placés le long du côté de la tête, couvrant des régions critiques pour le traitement du langage, la mémoire et la régulation émotionnelle. Étant donné que ces zones sont situées près de la base du crâne, un placement approprié est nécessaire pour éviter les artefacts musculaires provenant de la mâchoire ou du cou. Ce positionnement précis est vital pour examiner les signatures électriques du lobe temporal.
Électrodes pariétales (P)
Les capteurs pariétaux sont situés sur le dessus et les côtés du cuir chevelu, en arrière du sillon central, se concentrant sur l'intégration sensorielle et l'orientation spatiale. Ces électrodes interagissent souvent avec les dérivations environnantes pour fournir une vue plus large de la communication entre les différentes régions fonctionnelles du cerveau. S'assurer qu'elles sont placées selon des intervalles basés sur des pourcentages préserve l'intégrité spatiale par rapport aux dérivations frontales et occipitales.
Électrodes occipitales (O)
Les dérivations occipitales sont constituées d'électrodes placées tout à l'arrière du cuir chevelu, au-dessus des centres de traitement visuel. Ces nœuds sont très sensibles aux stimuli visuels ainsi qu'à l'ouverture ou à la fermeture des yeux, ce qui produit des rythmes alpha caractéristiques. Une mesure appropriée garantissant qu'elles se trouvent à 10 % au-dessus de l'inion est essentielle pour une évaluation précise de l'activité du cortex visuel.
Pourquoi le système 10-20 sous-tend chaque montage EEG et méthode de cartographie avancée
Une fois les 21 sites standards identifiés, les technologues en EEG clinique en sélectionnent des sous-ensembles pour construire ce que l'on appelle un « montage », qui est simplement une vue organisée des signaux électriques provenant d'un groupe d'électrodes choisi.
Différents montages EEG sont choisis en fonction de ce qu'un clinicien tente d'observer, mais chacun d'eux s'appuie sur la même grille 10-20 sous-jacente. Cette base partagée est ce qui garantit qu'un technologue dans un hôpital et un chercheur dans un autre pays échantillonnent les mêmes zones anatomiques générales, quelles que soient les différences de taille ou de forme de tête entre leurs patients respectifs.
La grille 10-20 sert également de couche de base pour des systèmes de positionnement beaucoup plus détaillés utilisés lorsqu'une résolution spatiale plus élevée est requise, comme dans les contextes de recherche axés sur la localisation des sources de signaux. Le système 10-10 subdivise davantage la grille d'origine pour produire 81 positions d'électrodes au lieu de 21, et le système 10-5 pousse cette subdivision encore plus loin, générant plus de 300 sites possibles.
Malgré la densité accrue, ces deux systèmes étendus restent ancrés dans la même logique d'origine basée sur les pourcentages, ce qui signifie qu'un chercheur d'aujourd'hui peut toujours relier une électrode du système 10-5 à des décennies de littérature clinique entièrement construites sur le réseau 10-20, plus ancien et plus simple.
Ce même cadre de coordonnées est également devenu la méthode de ciblage par défaut dans les techniques de stimulation cérébrale non invasive, notamment la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) et la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS). Dans ces procédures, les repères 10-20 sont utilisés pour décider de l'endroit où placer physiquement une bobine de stimulation ou un patch d'électrode à l'extérieur de la tête, dans le but d'influencer l'activité dans une région spécifique du cortex située sous cet emplacement du cuir chevelu.
Ce que disent les données probantes sur les limites du ciblage basé sur le cuir chevelu
On suppose souvent que le système 10-20 fournit une correspondance presque biunivoque entre un point marqué sur le cuir chevelu et un pli spécifique du cortex situé en dessous, et que cette précision est facile à obtenir après une courte formation. Les recherches disponibles offrent une image plus nuancée.
Une étude de 2019 menée par Rick et al. a examiné la fiabilité avec laquelle des évaluateurs novices pouvaient localiser C3 et C4, les sites standard 10-20 utilisés pour estimer le cortex moteur primaire pour la tDCS. Deux évaluateurs, ayant chacun reçu deux heures d'instructions de la part d'un technicien en neurodiagnostic certifié, ont mesuré ces points sur 25 participants adultes.
La fiabilité inter-évaluateurs et intra-évaluateur qui en a résulté, calculée à l'aide du coefficient intraclasse, s'est révélée seulement « faible à passable ». La distance absolue entre les points marqués, qu'il s'agisse de comparer deux évaluateurs différents ou le même évaluateur à deux jours d'intervalle, est restée inférieure à 1,0 centimètre.
Cela peut sembler négligeable, mais les auteurs de l'étude soulignent spécifiquement qu'un écart même inférieur au centimètre pourrait avoir un poids clinique dans les populations dont la structure cérébrale a été altérée par une lésion ou par d'autres changements anatomiques. Une marge d'erreur inoffensive chez un volontaire sain ne l'est pas automatiquement chez un patient victime d'un AVC subissant une thérapie de stimulation ciblée.
De plus, une étude distincte menée par Kakisaka et al. soulève un autre type de limitation. Les chercheurs ont comparé l'EEG du cuir chevelu, enregistré à l'aide du placement standard 10-20 avec quelques électrodes temporales supplémentaires, à la magnétoencéphalographie (MEG) et à des enregistrements intracrâniens effectués directement à l'intérieur du cerveau, ces derniers servant de référence absolue pour détecter l'activité épileptique.
Chez un patient souffrant d'une épilepsie provenant du cortex temporal latéral, l'EEG du cuir chevelu a détecté zéro pour cent des pointes dont l'enregistrement intracrânien a confirmé la présence, tandis que la MEG en a détecté 55 %. L'explication remonte à l'orientation même de la source électrique : les pointes étaient générées par une source orientée de manière presque tangentielle, ou latérale, à la surface du cuir chevelu, une géométrie que les électrodes du cuir chevelu sont mal adaptées à capter.
Chez un second patient, dont l'épilepsie provenait de l'insula, une région située plus profondément dans le cerveau, la sensibilité de l'EEG du cuir chevelu a atteint 44 % tandis que celle de la MEG a atteint 83 %. Ces chiffres montrent que même un montage 10-20 parfaitement appliqué peut toujours manquer une activité électrique réelle, non pas en raison d'une erreur de mesure, mais à cause de la direction physique que le signal emprunte par rapport au cuir chevelu.
Pris ensemble, ces résultats pointent vers une conclusion cohérente. Le système 10-20 est un langage partagé extrêmement utile pour l'électrophysiologie, mais il n'a jamais été conçu pour garantir une précision corticale millimétrique ou une sensibilité uniforme à chaque source de signal possible. Sa force réside dans la reproductibilité et la comparabilité entre les laboratoires et les études, non dans le fait de se substituer à l' imagerie cérébrale individualisée lorsque ce niveau de précision est réellement requis.
Pourquoi l'EEG avec système 10-20 compte dans la pratique clinique
Le système 10-20 sert de langage universel pour les neurologues et les chercheurs du monde entier. Comme il repose sur la proportionnalité anatomique, les cliniciens peuvent répéter une étude de manière fiable sur le même patient des semaines ou des mois plus tard pour surveiller les changements. Cette cohérence temporelle est vitale pour suivre la progression des affections neurologiques ou évaluer l'efficacité des traitements à long terme sans l'interférence d'écarts spatiaux.
Au-delà de la simple reproduction, cette architecture permet l'application de montages mathématiques avancés qui reposent sur des emplacements d'électrodes standardisés. Lorsque les données sont collectées via ce système rigide, les analystes peuvent transformer le signal en différentes vues, telles que l' EEG en montage de l'opérateur laplacien (Laplacian Montage EEG), pour se concentrer sur la densité de courant locale plutôt que sur le potentiel global. Cette polyvalence permet à un seul enregistrement standard de fournir de multiples Insight selon la question de recherche spécifique ou l'objectif de diagnostic.
De plus, le système facilite la compilation de bases de données normatives, qui sont essentielles pour identifier les schémas électriques cérébraux anormaux. En comparant une étude individuelle à une norme de population sélectionnée, les équipes soignantes peuvent distinguer les signatures neurologiques primaires du bruit.
Conclusion
Le système 10-20 reste un cadre indispensable dans le paysage diagnostique, apportant la structure requise pour une mesure précise et reproductible de l'activité cérébrale en neurosciences. En adhérant à ces intervalles standardisés, les praticiens s'assurent que les données sont comparables d'une séance à l'autre et d'un individu à l'autre, comblant ainsi le fossé entre les signatures biologiques brutes et des enseignements cliniques clairs.
Références
Rich, T. L., & Gillick, B. T. (2019). Electrode placement in transcranial direct current stimulation—how reliable is the determination of C3/C4?. Brain sciences, 9(3), 69. https://doi.org/10.3390/brainsci9030069
Rusjan, P. M., Barr, M. S., Farzan, F., Arenovich, T., Maller, J. J., Fitzgerald, P. B., & Daskalakis, Z. J. (2010). Optimal transcranial magnetic stimulation coil placement for targeting the dorsolateral prefrontal cortex using novel magnetic resonance image‐guided neuronavigation (Vol. 31, No. 11, pp. 1643-1652). Hoboken: Wiley Subscription Services, Inc., A Wiley Company. https://doi.org/10.1002/hbm.20964
Kakisaka, Y., Alkawadri, R., Wang, Z. I., Enatsu, R., Mosher, J. C., Dubarry, A. S., ... & Burgess, R. C. (2013). Sensitivity of scalp 10‐20 EEG and magnetoencephalography. Epileptic disorders, 15(1), 27-31. https://doi.org/10.1684/epd.2013.0554
Foire aux questions
Qu'est-ce que le système international 10-20 ?
Le système international 10-20 est une méthode standardisée permettant de placer les électrodes d'EEG sur le cuir chevelu de manière à ce que leurs positions soient cohérentes d'une personne à l'autre et d'une séance d'enregistrement à l'autre. Il utilise des mesures proportionnelles entre des repères fixes du crâne pour créer une grille évolutive, garantissant que les mêmes régions cérébrales sous-jacentes sont échantillonnées indépendamment de la taille ou de la forme de la tête.
Comment les positions des électrodes sont-elles déterminées avec le système 10-20 ?
Un technologue localise d'abord quatre repères palpables : le nasion, l'inion et les deux points préauriculaires. Les distances entre ces repères le long de la ligne médiane et entre les oreilles sont mesurées à l'aide d'un ruban flexible, puis les rangées d'électrodes sont marquées à des intervalles de 10 % ou 20 % de ces distances totales.
Que signifient les lettres et les chiffres dans les étiquettes d'électrodes ?
La lettre sur l'étiquette indique la grande région cérébrale située sous cette position du cuir chevelu (par exemple, F pour frontal, C pour central, O pour occipital). Le chiffre indique la distance à laquelle se trouve l'électrode à gauche ou à droite de la ligne médiane, les chiffres impairs étant à gauche, les chiffres pairs à droite et le « z » (zéro) marquant la ligne médiane.
Pourquoi le système 10-20 est-il essentiel pour les comparaisons d'EEG ?
Étant donné que chaque laboratoire suit des règles de mesure identiques, les enregistrements de différentes personnes ou de la même personne à des jours différents échantillonnent les mêmes zones corticales générales. C'est cette reproductibilité qui permet aux cliniciens et aux chercheurs de comparer les résultats de manière fiable.
Comment le système 10-20 soutient-il la stimulation cérébrale non invasive ?
Les techniques telles que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) et la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) utilisent les repères 10-20 pour positionner les bobines ou les électrodes à proximité de cibles cérébrales approximatives. Par exemple, les sites C3 ou C4 sont conventionnellement utilisés pour stimuler le cortex moteur, tandis que F3 ou F5 peuvent cibler le cortex préfrontal dorsolatéral.
Quelles sont les limites connues du système 10-20 ?
La précision des mesures dépend de la formation de l'évaluateur, et même de petites erreurs de placement peuvent avoir de l'importance lorsque l'anatomie du cerveau est altérée par une blessure ou une maladie. De plus, les électrodes du cuir chevelu peuvent rater des signaux électriques qui se propagent latéralement ou proviennent des profondeurs du cerveau, simplement en raison de la direction dans laquelle le signal se transmet.
Que sont les systèmes 10-10 et 10-5 ?
Il s'agit d'extensions plus denses de la grille 10-20 d'origine pour les situations nécessitant une résolution spatiale plus élevée. Le système 10-10 subdivise les sites d'origine pour obtenir 81 positions d'électrodes, tandis que le système 10-5 affine encore cela à plus de 300 positions, tous deux restant ancrés dans la même logique basée sur les pourcentages.
Le système 10-20 est-il assez précis pour tous les besoins de ciblage cérébral ?
Le système garantit un placement cohérent entre les sujets mais ne fournit pas de correspondance au millimètre près avec les plis corticaux individuels. Lorsque le ciblage exact est critique, la neuronavigation guidée par IRM offre une plus grande précision, bien que le cadre 10-20 reste la norme lorsque ces outils ne sont pas disponibles.
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Christian Burgos
