10-10 प्रणाली अंतर्राष्ट्रीय 10-20 इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट पद्धति का एक विस्तार है, जिसे इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (EEG) रिकॉर्डिंग के लिए शोधकर्ताओं को स्कैल्प इलेक्ट्रोड का अधिक सघन, अधिक सुसंगत ग्रिड प्रदान करने के लिए बनाया गया है। यह पुराने 10-20 लेआउट द्वारा छोड़े गए स्थानिक अंतरालों को भरता है, जिससे कवरेज 19 मानक स्थानों से बढ़कर 74 या अधिक रिकॉर्डिंग साइटों तक हो जाता है।
यह अतिरिक्त सघनता बेहतर टोपोग्राफिक मैपिंग का समर्थन करती है, जो किसी भी क्षण खोपड़ी की सतह पर विद्युत गतिविधि कहाँ केंद्रित होती है, इसका एक विस्तृत चित्र बनाने की प्रक्रिया है।
10-10 सिस्टम EEG क्या है?
10-10 प्रणाली को पहली बार "दस प्रतिशत इलेक्ट्रोड प्रणाली" के रूप में प्रलेखित किया गया था, यह एक ऐसी विधि है जो विशेष रूप से स्वतःस्फूर्त EEG गतिविधि (मस्तिष्क के निरंतर पृष्ठभूमि संकेत) और प्रेरित गतिविधि (एक विशिष्ट उत्तेजना द्वारा गतिमान संकेत) दोनों के स्थलाकृतिक अध्ययन के लिए बनाई गई है।
मूल विवरण में 81-इलेक्ट्रोड सरणी को रेखांकित किया गया है जो अंतर्राष्ट्रीय 10-20 प्रणाली से प्रत्येक मानक लीड को बरकरार रखता है जबकि उनके बीच के अंतरालों में अतिरिक्त इलेक्ट्रोड जोड़ता है। इनमें से कुछ नए इलेक्ट्रोड दो मौजूदा 10-20 लीडों के ठीक बीच में स्थापित होते हैं। अन्य को उन नए जुड़े मध्य बिंदु इलेक्ट्रोडों के बीच रखा जाता है, जिससे कवरेज की और भी बारीक परत बनती है।
इन पूरक स्थानों के पीछे की नामकरण तर्क को जानबूझकर नए सिरे से आविष्कार करने के बजाय मौजूदा संरचनाओं से ही जोड़ा गया था। सहायक इलेक्ट्रोड पदनाम किसी दिए गए स्थान के नीचे स्थित मस्तिष्क क्षेत्र और उसके आस-पास के 10-20 लीडों दोनों को संदर्भित करते हैं, ताकि 10-20 प्रणाली से परिचित शोधकर्ता पूरी तरह से अलग शब्दावली सीखे बिना नए ग्रिड पर खुद को उन्मुख कर सकें।
इस विस्तृत सरणी को प्रकाशित करने का घोषित उद्देश्य उच्च-रिजॉल्यूशन EEG कार्य प्रयोगशालाओं में मानकीकरण को बढ़ावा देना था। एक साझा नामकरण परंपरा के अस्तित्व में आने से पहले, मानक 10-20 बिंदुओं के बीच इलेक्ट्रोड जोड़ने वाली किसी भी प्रयोगशाला को असंगत लेबल का उपयोग करने का जोखिम था, जिससे अनुसंधान समूहों के बीच स्थलाकृतिक निष्कर्षों की तुलना करना मुश्किल हो गया था। 10% प्रणाली ने प्रत्येक जोड़े गए स्थान को एक निश्चित, अनुमानित नाम देकर उस समस्या का सीधे समाधान किया।
शारीरिक स्थल और इलेक्ट्रोड नामकरण नियम
10-10 प्रणाली किसी व्यक्ति के सिर पर सीधे मापे जाने वाले चार बाहरी स्थलों पर निर्भर करती है: नेशन (नाक के शीर्ष पर, आँखों के बीच का गड्ढा), इनियन (खोपड़ी के आधार पर उभरी हुई हड्डी), और बाएं और दाएं प्रीऑरिकुलर बिंदु (प्रत्येक कान के ठीक सामने छोटे गड्ढे)। एक पांचवां संदर्भ बिंदु, वर्टेक्स या Cz, खोपड़ी के बिल्कुल केंद्र में बैठता है, जिसकी गणना नेशन और इनियन के बीच के मध्य बिंदु और दो प्रीऑरिकुलर बिंदुओं के बीच के मध्य बिंदु के रूप में की जाती है।
इसके बजाय 10-10 प्रणाली चापों को 10% के अंतराल पर उप-विभाजित करती है, जिससे प्रत्येक पंक्ति के साथ स्टॉप की संख्या प्रभावी रूप से दोगुनी हो जाती है और मध्यवर्ती स्थितियों की एक पूरी तरह से नई परत बन जाती है।
इलेक्ट्रोड लेबल दोनों प्रणालियों में साझा किए गए एक सुसंगत अक्षर-और-संख्या पैटर्न का पालन करते हैं। प्रत्येक लेबल एक या दो अक्षरों से शुरू होता है जो उस स्थान के नीचे के मस्तिष्क क्षेत्र को दर्शाता है:
फ्रंटल पोल के लिए Fp
फ्रंटल के लिए F
सेंट्रल के लिए C
पार्श्विक (parietal) के लिए P
ओसिपिटल के लिए O
टेम्पोरल के लिए T
इसके अलावा, 10-10 प्रणाली इन प्राथमिक क्षेत्रों के बीच आने वाले मध्यवर्ती क्षेत्रों के लिए संयुक्त लेबल पेश करती है, जिसमें FC, CP, FT, TP, AF, और PO शामिल हैं।
फिर अक्षर या अक्षरों के बाद एक संख्या आती है, और इस संख्या का विशिष्ट अर्थ होता है। सम संख्याएँ दाएं-गोलार्द्ध की स्थितियों को चिह्नित करती हैं, विषम संख्याएँ बाएं-गोलार्द्ध की स्थितियों को चिह्नित करती हैं, और अक्षर “z” (शून्य के लिए) वर्टेक्स के ऊपर आगे से पीछे चलने वाली मध्य रेखा पर सीधे बैठे किसी भी स्थान को चिह्नित करता है।
विस्तृत 74-इलेक्ट्रोड ग्रिड का मानचित्रण
वर्तमान नैदानिक और अनुसंधान सेटिंग्स में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले 10-10 प्रणाली के ग्रिड के संस्करण में 74 सक्रिय स्कैल्प इलेक्ट्रोड शामिल हैं, साथ ही एक कार्यशील रिकॉर्डिंग सेटअप को पूरा करने के लिए आवश्यक अलग संदर्भ और ग्राउंड इलेक्ट्रोड भी शामिल हैं।
यह मूल 81-इलेक्ट्रोड विवरण से कम संख्या है, जिसमें अतिरिक्त ईयरलोब स्थान शामिल थे जो आधुनिक विन्यासों में हमेशा उपयोग नहीं किए जाते हैं। दोनों संख्याएँ समान अंतर्निहित डिज़ाइन सिद्धांत का प्रतिनिधित्व करती हैं, वे मुख्य रूप से इस बात में भिन्न हैं कि कुल संख्या में कान के इलेक्ट्रोड शामिल हैं या नहीं।
आगे से पीछे तक चलने वाली पूरी मध्य रेखा श्रृंखला में आमतौर पर Fpz, AFz, Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, POz, और Oz शामिल होते हैं। मध्य रेखा से पार्श्व रूप से दूर जाने पर, सममित जोड़े समानांतर में प्रत्येक गोलार्ध को कवर करते हैं: Fp1/Fp2, AF3/AF4, AF7/AF8, F3/F4, F7/F8, FC3/FC4, FT7/FT8, C3/C4, T7/T8, CP3/CP4, TP7/TP8, P3/P4, P7/P8, PO3/PO4, PO7/PO8, और O1/O2, और बाकी खाली मध्यवर्ती स्थानों को भरने वाले अन्य इलेक्ट्रोड।
एक साथ तुलना करने पर, यह व्यवस्था 10-20 प्रणाली के स्थानिक नमूना घनत्व को लगभग दोगुना कर देती है, क्योंकि यह पहले अकेले खड़े लगभग हर जोड़ी स्थानों के बीच एक नया रिकॉर्डिंग स्थल सम्मिलित करती है।
10-10 प्रणाली 10-20 और 10-5 मोंटाज से कैसे भिन्न है
इलेक्ट्रोड घनत्व के स्पेक्ट्रम पर रखे जाने पर, तीन संबंधित प्रणालियाँ उस पैमाने पर विभिन्न बिंदुओं को कवर करती हैं।
10-20 प्रणाली विरल छोर पर बैठती है, जिसमें सिर पर 20% के अंतराल पर दूरी के साथ केवल 19 रिकॉर्डिंग स्कैल्प इलेक्ट्रोड और कान के संदर्भ शामिल होते हैं। वह चौड़ी दूरी कुशल है और सेट अप करने में तेज़ है, लेकिन इसका मतलब यह भी है कि दो मानक 10-20 स्थानों के बीच संकीर्ण स्थान में जो गतिविधि शीर्ष पर होती है, वह रिकॉर्ड किए गए सिग्नल में कम प्रतिनिधित्व पा सकती है या पूरी तरह से छूट सकती है।
10-10 प्रणाली उस स्पेक्ट्रम के बीच में बैठती है, जिसमें लगभग 74 से 81 स्कैल्प इलेक्ट्रोड का उपयोग 10% के अंतराल पर किया जाता है। इसका डिज़ाइन उद्देश्य उपलब्ध सबसे चरम घनत्व पर जाए बिना 10-20 अंतराल में निहित कवरेज अंतरालों को बंद करना है।
वह चरम घनत्व 10-5 प्रणाली के साथ आता है, जो स्कैल्प को 5% के अंतराल पर और उप-विभाजित करता है तथा 300 से अधिक संभावित इलेक्ट्रोड स्थितियाँ उत्पन्न करता है।
प्रणाली | अंतराल (दूरी) | स्कैल्प इलेक्ट्रोड | मुख्य विशेषता |
|---|---|---|---|
10-20 | 20% अंतराल | 19 इलेक्ट्रोड | विरल और तेज़ सेटअप |
10-10 | 10% अंतराल | 74-81 इलेक्ट्रोड | स्थानिक कवरेज के अंतरालों को भरता है |
10-5 | 5% अंतराल | 300+ स्थितियां | अनुसंधान के लिए चरम घनत्व |
EEG अनुसंधान में अनुप्रयोग और लाभ
10-10 प्रणाली ने आधुनिक उच्च-घनत्व वाले EEG अनुसंधान में व्यावहारिक उपयोग देखा है। एक उदाहरण मुरुगप्पन और अन्य द्वारा EEG संकेतों से मानव भावनात्मक अवस्थाओं को वर्गीकृत करने पर किए गए एक अध्ययन से आता है।
शोधकर्ताओं ने पांच अलग-अलग भावनात्मक अवस्थाओं, घृणा, खुशी, आश्चर्य, भय और एक तटस्थ आधार रेखा को प्रेरित करने के लिए एक दृश्य-श्रव्य प्रोटोकॉल तैयार किया, और 20 विषयों के स्कैल्प पर अंतर्राष्ट्रीय 10-10 प्रणाली के अनुसार रखे गए 64 इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मस्तिष्क की गतिविधि को रिकॉर्ड किया। मूल संकेतों को एक सरफेस लाप्लासियन फ़िल्टरिंग विधि का उपयोग करके साफ़ किया गया था, जो एक सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीक है जो लाप्लासियन मोंटाज दृष्टिकोण से संबंधित है, इससे पहले कि उन्हें एक असतत तरंगिका परिवर्त (डिस्क्रीट वेवलेट ट्रांसफॉर्म) का उपयोग करके अल्फा, बीटा और गामा आवृत्ति बैंड में विभाजित किया जाए।
इन आवृत्ति बैंडों से निकाले गए ऊर्जा-आधारित गुणों का उपयोग करते हुए, अध्ययन ने दो पैटर्न वर्गीकरण विधियों, 'के नियरेस्ट नेबर' (KNN) और 'लीनियर डिस्क्रिमिनेन्ट एनालिसिस' (LDA) का परीक्षण किया, यह देखने के लिए कि प्रत्येक विधि मस्तिष्क के संकेतों को सही भावनात्मक श्रेणी में कितनी सटीकता से वर्गीकृत कर सकती है। एक प्रस्तावित गुण समूह ने KNN का उपयोग करके 83.26% और LDA का उपयोग करके 75.21% की औसत अधिकतम वर्गीकरण दर उत्पन्न की, जो उसी अध्ययन में परीक्षण किए गए अधिक पारंपरिक गुण निष्कर्षण दृष्टिकोणों से बेहतर प्रदर्शन करती है।
यह परिणाम दर्शाता है कि 10-10 लेआउट पर बनी 64-चैनल सरणी सार्थक सिग्नल वर्गीकरण कार्य का समर्थन कर सकती है।
इस एकल अनुप्रयोग के अलावा, प्रत्यक्ष प्रायोगिक तुलना के बजाय ज्यामितीय तर्क के आधार पर कई लाभ आमतौर पर 10-10 प्रणाली को श्रेय दिए जाते हैं। आमतौर पर यह माना जाता है कि सघन इलेक्ट्रोड ग्रिड अधिक सटीक स्थलाकृतिक मानचित्र और बेहतर स्रोत स्थानीयकरण उत्पन्न करता है, क्योंकि सैद्धांतिक रूप से, स्कैल्प पर अधिक नमूना बिंदु उस स्थानिक विवरण को कैप्चर करेंगे जिसे व्यापक अंतराल छोड़ देता है या अनदेखा कर देता है।
यह भी माना जाता है कि सघन कवरेज स्कैल्प के छोटे क्षेत्र में केंद्रित फोकल या उच्च-आवृत्ति गतिविधि को बेहतर ढंग से कैप्चर करता है, ऐसी गतिविधि जो दो दूर-दूर स्थित 10-20 इलेक्ट्रोड के बीच आ सकती है और बिना पता चले रह सकती है। प्रणाली का घनत्व इसे सरफेस लाप्लासियन प्रोसेसिंग जैसी स्थानिक फ़िल्टरिंग तकनीकों के साथ भी संगत बनाता है, यही वह विधि है जो ऊपर वर्णित भावना वर्गीकरण अध्ययन में लागू की गई थी।
10-10 EEG प्रणाली की सीमाएं और भविष्य की दिशाएं
इसके स्पष्ट लाभों के बावजूद, उच्च-घनत्व वाली सरणियों के अनुप्रयोग के लिए सेटअप के लिए महत्वपूर्ण समय और सिग्नल गुणवत्ता को प्रभावी ढंग से प्रबंधित करने के लिए दीर्घकालिक विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। स्कैल्प पर दर्जनों स्थानों को तैयार करना श्रम-गहन हो सकता है, जिससे अक्सर शोधकर्ताओं और रोगियों दोनों के लिए तैयारी के चरण की अवधि और जटिलता बढ़ जाती है। इतनी बड़ी संख्या में सेंसरों में लगातार प्रदर्शन बनाए रखने के लिए बार-बार अंशांकन (कैलिब्रेशन) की भी आवश्यकता होती है, जो लंबे, बार-बार किए जाने वाले प्रयोगात्मक परीक्षणों के दौरान एक चुनौती पेश कर सकता है।
इसके अलावा, 10-10 प्रणाली, व्यापक होने के बावजूद, वॉल्यूम चालन के मुद्दों या स्कैल्प-स्तर की संवेदनशीलता की अंतर्निहित सीमा से पूरी तरह से मुक्त नहीं है। कुछ गहरी मस्तिष्क गतिविधियों को केवल बाहरी सेंसरों के माध्यम से अलग करना मुश्किल बना रहता है, चाहे ग्रिड को कितनी भी सही ढंग से क्यों न रखा गया हो। भविष्य की उन्नतियाँ सिग्नल के धुंधलेपन को कम करने और चुनौतीपूर्ण प्रयोगशाला स्थितियों में समग्र सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को बेहतर बनाने के लिए इन प्रणालियों को परिष्कृत कम्प्यूटेशनल फ़िल्टरों के साथ जोड़ने की कोशिश कर रही हैं।
भविष्य की ओर देखते हुए, स्वचालित प्लेसमेंट तकनीकों का एकीकरण वर्तमान सेटअप बाधाओं को कम करने की क्षमता रखता है। अभिनव हार्डवेयर अंततः पूर्ण-घनत्व वाली सरणियों के तेज़, हैंड्स-फ्री अनुप्रयोग की अनुमति दे सकता है, जिससे उच्च-रिज़ॉल्यूशन निगरानी तक पहुँच का लोकतंत्रीकरण होगा। जैसे-जैसे ये प्रणालियाँ विकसित होंगी, वे संभवतः अधिक पोर्टेबल और अनुकूली बन जाएंगी, जिससे अंततः अधिक आरामदायक और प्राकृतिक वातावरण में दीर्घकालिक, उच्च-घनत्व वाले EEG माप सक्षम होंगे।
उच्च-घनत्व EEG रिकॉर्डिंग के लिए इसका क्या अर्थ है
10-10 EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट प्रणाली 10-20 लेआउट का एक मानकीकृत विस्तार है, जिसे एक सुसंगत शारीरिक नामकरण योजना द्वारा शासित 74 या उससे अधिक इलेक्ट्रोड के ग्रिड के साथ स्थानिक अंतराल को भरने के लिए बनाया गया है। प्रत्येक स्थिति मूल 10-20 विधि में उपयोग किए जाने वाले समान नेशन, इनियन, प्रीऑरिकुलर और वर्टेक्स स्थलों से वापस जुड़ती है, जिसे सघन कवरेज और मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि के अधिक विस्तृत स्थलाकृतिक अध्ययन की अनुमति देने के लिए और अधिक सूक्ष्मता से उप-विभाजित किया गया है, जो व्यापक रूप से तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान में एक मुख्य रुचि है।
इस प्रणाली ने अनुसंधान सेटिंग्स और EEG मोंटाज में वास्तविक उपयोग पाया है, जिसमें दर्जनों स्कैल्प स्थानों पर रिकॉर्ड किए गए EEG संकेतों पर तरंगिका-आधारित वर्गीकरण विधियों को लागू करने वाले अध्ययन शामिल हैं।
जैसे-जैसे प्रयोगशालाएं इस लेआउट को अपनाती हैं, व्यावहारिक चिंताएं जैसे तैयारी का समय, निरंतर आराम, और बारीकी से पैक किए गए सेंसर के बीच जेल ब्रिजिंग का जोखिम उतने ही महत्वपूर्ण हो जाते हैं जितने कि तीखे मस्तिष्क मानचित्रों की क्षमता। आज प्रणाली की वास्तविक ताकत एक ऐसी साझा भाषा बनाने में निहित है जो विभिन्न शोध समूहों को अपने उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले निष्कर्षों की निरंतर तरीके से तुलना करने देती है।
संदर्भ
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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
10-10 EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट प्रणाली क्या है?
10-10 प्रणाली अंतर्राष्ट्रीय 10-20 पद्धति का एक विस्तार है जो शारीरिक स्थलों के बीच 10% के अंतराल पर इलेक्ट्रोड जोड़ती है। यह मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि के बारे में अधिक विस्तृत स्थानिक जानकारी प्राप्त करने के लिए आमतौर पर 74 स्कैल्प इलेक्ट्रोड का एक सघन ग्रिड बनाती है।
10-10 प्रणाली 10-20 प्रणाली से कैसे भिन्न है?
10-20 प्रणाली सिर के साथ 20% के अंतराल पर इलेक्ट्रोड रखती है, जबकि 10-10 प्रणाली उस दूरी को आधा करके 10% कर देती है। यह मौजूदा 10-20 स्थितियों के बीच के अंतराल को भरती है, जिससे बिना किसी मूल इलेक्ट्रोड को हटाए रिकॉर्डिंग स्थलों की संख्या लगभग दोगुनी हो जाती।
10-10 प्रणाली क्यों विकसित की गई थी?
इसे शोधकर्ताओं को स्थलाकृतिक EEG अध्ययनों के लिए एक मानकीकृत, उच्च-रिज़ॉल्यूशन लेआउट देने के लिए बनाया गया था। इसके पेश किए जाने से पहले, अतिरिक्त इलेक्ट्रोड जोड़ने वाली प्रयोगशालाएँ अक्सर असंगत लेबल का उपयोग करती थीं, जिससे विभिन्न शोध समूहों के निष्कर्षों की तुलना करना कठिन हो जाता था।
इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के लिए कौन से शारीरिक स्थल मार्गदर्शन करते हैं?
यह प्रणाली नेशन (नाक का सिरा), इनियन (खोपड़ी के पीछे का उभार), और बाएं और दाएं प्रीऑरिकुलर बिंदुओं (प्रत्येक कान के ठीक सामने) पर निर्भर करती है। इसके बाद वर्टेक्स (Cz) की गणना इन चार स्थलों के बीच के केंद्रीय मध्य बिंदु के रूप में की जाती है।
10-10 प्रणाली में इलेक्ट्रोड के नाम कैसे रखे जाते हैं?
लेबल एक या दो अक्षरों से शुरू होते हैं जो अंतर्निहित मस्तिष्क क्षेत्र को दर्शाते हैं (जैसे, फ्रंटल के लिए F, फ्रंटो‑सेंट्रल के लिए FC)। इसके बाद एक संख्या आती है: बाएं गोलार्ध के लिए विषम, दाएं के लिए सम, और मध्य रेखा के लिए 'z', जिससे नामकरण परिचित 10-20 एंकर बिंदुओं से जुड़ा रहता है।
10-10 प्रणाली आमतौर पर कितने इलेक्ट्रोड का उपयोग करती है?
सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले विन्यास में 74 सक्रिय स्कैल्प इलेक्ट्रोड शामिल हैं, साथ ही अलग संदर्भ और ग्राउंड इलेक्ट्रोड भी शामिल हैं। यह मूल 81-स्थल विवरण से थोड़ा कम है, जिसमें ईयरलोब स्थितियों को भी गिना गया था जिन्हें आज अक्सर छोड़ दिया जाता है।
10-10 प्रणाली का उपयोग करने से क्या लाभ होने की उम्मीद है?
माना जाता है कि सघन इलेक्ट्रोड कवरेज स्थलाकृतिक मानचित्रण में सुधार करती है और फोकल या उच्च-आवृत्ति मस्तिष्क गतिविधि का बेहतर पता लगाती है जो व्यापक रूप से फैले सेंसरों के बीच आ सकती है।
Emotiv एक न्यूरोटेक्नोलॉजी अग्रणी कंपनी है जो सुलभ EEG और मस्तिष्क डेटा टूल्स के माध्यम से न्यूरोसाइंस अनुसंधान को आगे बढ़ाने में मदद करती है।
क्रिश्चियन बर्गोस
