Sistem 10-10 adalah perluasan dari metode penempatan elektroda Internasional 10-20, yang dibuat untuk memberikan para peneliti kisi elektroda kulit kepala yang lebih padat dan lebih seragam untuk perekaman elektroensefalogram (EEG). Sistem ini mengisi celah spasial yang ditinggalkan oleh tata letak 10-20 yang lebih lama, memperluas cakupan dari 19 posisi standar menjadi 74 atau lebih situs perekaman.
Kepadatan tambahan tersebut mendukung pemetaan topografi yang lebih halus, yaitu proses membangun gambaran terperinci tentang di mana aktivitas listrik terkonsentrasi di seluruh permukaan kulit kepala pada setiap saat.
Apa Itu Sistem EEG 10-10?
Sistem 10-10 pertama kali didokumentasikan sebagai "Sistem Elektroda Sepuluh Persen", sebuah metode yang dibangun khusus untuk studi topografi dari aktivitas EEG spontan (sinyal latar belakang otak yang sedang berlangsung) dan aktivitas yang dipicu (sinyal yang dipicu oleh stimulus tertentu).
Deskripsi aslinya menguraikan susunan 81 elektroda yang mempertahankan setiap sadapan standar dari Sistem Internasional 10-20 tetap utuh sambil menambahkan elektroda tambahan di celah di antara keduanya. Beberapa elektroda baru ini berada tepat di tengah-tengah antara dua sadapan 10-20 yang ada. Yang lainnya ditempatkan di antara elektroda titik tengah yang baru ditambahkan tersebut, menciptakan lapisan cakupan yang bahkan lebih halus.
Logika penamaan di balik situs tambahan ini sengaja ditambatkan pada struktur yang ada daripada dibuat dari awal. Penamaan elektroda tambahan merujuk pada area otak yang mendasari di bawah situs tertentu dan sadapan 10-20 yang berdekatan di sekitarnya, sehingga peneliti yang akrab dengan sistem 10-20 dapat menyesuaikan diri dengan kisi baru tanpa mempelajari kosa kata yang sama sekali terpisah.
Tujuan yang dinyatakan dari penerbitan array yang diperluas ini adalah untuk mempromosikan standarisasi di seluruh laboratorium yang melakukan pekerjaan EEG resolusi tinggi. Sebelum konvensi penamaan bersama ada, laboratorium mana pun yang menambahkan elektroda di antara titik standar 10-20 berisiko menggunakan label yang tidak konsisten, sehingga sulit untuk membandingkan temuan topografi antar kelompok penelitian. Sistem 10% mengatasi masalah itu secara langsung dengan memberikan nama yang tetap dan dapat diprediksi untuk setiap situs yang ditambahkan.
Landmark Anatomi dan Konvensi Penamaan Elektroda
Sistem 10-10 mengandalkan empat landmark eksternal yang diukur langsung pada kepala subjek: nasion (lekukan di bagian atas hidung, di antara mata), inion (benjolan tulang di dasar tengkorak), serta titik preaurikular kiri dan kanan (depresi kecil tepat di depan masing-masing telinga). Titik referensi kelima, verteks atau Cz, berada tepat di tengah tengkorak, dihitung sebagai titik tengah antara nasion dan inion serta titik tengah antara dua titik preaurikular.
Sistem 10-10 sebaliknya membagi busur pada interval 10%, yang secara efektif menggandakan jumlah perhentian di sepanjang setiap garis dan menciptakan lapisan posisi perantara yang sama sekali baru.
Label elektroda mengikuti pola huruf-dan-angka yang konsisten yang digunakan bersama di kedua sistem. Setiap label dimulai dengan satu atau dua huruf yang menunjukkan wilayah otak di bawah situs tersebut:
Fp untuk kutub frontal (frontal pole)
F untuk frontal
C untuk sentral
P untuk parietal
O untuk oksipital
T untuk temporal
Selain itu, sistem 10-10 memperkenalkan label gabungan untuk zona perantara yang berada di antara wilayah utama ini, termasuk FC, CP, FT, TP, AF, dan PO.
Angka kemudian mengikuti huruf atau beberapa huruf, dan angka ini membawa arti khusus. Angka genap menandai posisi belahan bumi kanan (hemisfer kanan), angka ganjil menandai posisi belahan bumi kiri (hemisfer kiri), dan huruf "z" (untuk zero/nol) menandai situs mana pun yang berada tepat di garis tengah yang membentang dari depan ke belakang melewati verteks.
Memetakan Kisi 74-Elektroda yang Diperluas
Versi kisi sistem 10-10 yang paling umum digunakan dalam pengaturan klinis dan penelitian saat ini berisi 74 elektroda kulit kepala aktif, ditambah elektroda referensi dan ground terpisah yang diperlukan untuk menyelesaikan pengaturan perekaman yang berfungsi.
Jumlah ini lebih kecil dari deskripsi asli 81 elektroda, yang mencakup situs daun telinga tambahan yang tidak selalu digunakan dalam konfigurasi modern. Kedua jumlah tersebut mewakili prinsip desain dasar yang sama, perbedaan utamanya hanya pada apakah elektroda telinga dimasukkan dalam total tersebut.
Rantai garis tengah penuh yang membentang dari depan ke belakang biasanya mencakup Fpz, AFz, Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, POz, dan Oz. Bergeser secara lateral menjauhi garis tengah, pasangan simetris menutupi setiap belahan bumi secara paralel: 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, dan O1/O2, di antara yang lainnya yang mengisi slot perantara yang tersisa.
Dibandingkan berdampingan, pengaturan ini secara kasar menggandakan kerapatan pengambilan sampel spasial dari sistem 10-20, karena pengaturan ini menyisipkan situs perekaman baru di antara hampir setiap pasangan posisi yang sebelumnya berdiri sendiri.
Bagaimana Sistem 10-10 Berbeda dari Montage 10-20 dan 10-5
Ditempatkan pada spektrum kerapatan elektroda, tiga sistem terkait mencakup titik-titik yang berbeda di sepanjang skala tersebut.
Sistem 10-20 berada di ujung yang jarang, hanya menggunakan 19 elektroda perekam kulit kepala ditambah referensi telinga, dengan jarak interval 20% di seluruh kepala. Jarak yang lebar itu efisien dan cepat dipasang, tetapi juga berarti aktivitas yang mencapai puncaknya di ruang sempit antara dua situs standar 10-20 dapat kurang terwakili atau terlewatkan sepenuhnya dalam sinyal yang direkam.
Sistem 10-10 berada di tengah spektrum tersebut, menggunakan sekitar 74 hingga 81 elektroda kulit kepala dengan jarak interval 10%. Niat desainnya adalah untuk menutup celah cakupan yang melekat pada jarak 10-20 tanpa berpindah ke kerapatan paling ekstrem yang tersedia.
Ekstrem tersebut ada pada sistem 10-5, yang membagi kulit kepala lebih lanjut menjadi interval 5% dan menghasilkan lebih dari 300 kemungkinan posisi elektroda.
Sistem | Jarak | Elektroda Kulit Kepala | Fitur Utama |
|---|---|---|---|
10-20 | Interval 20% | 19 elektroda | Pengaturan yang jarang dan cepat |
10-10 | Interval 10% | 74-81 elektroda | Mengisi celah cakupan spasial |
10-5 | Interval 5% | 300+ posisi | Kerapatan ekstrem untuk penelitian |
Aplikasi dan Manfaat dalam Penelitian EEG
Sistem 10-10 telah melihat penggunaan praktis dalam penelitian EEG kerapatan tinggi modern. Salah satu contoh datang dari studi oleh Murugappan et al. tentang mengklasifikasikan keadaan emosi manusia dari sinyal EEG.
Para peneliti merancang protokol audio-visual untuk menginduksi lima keadaan emosi yang berbeda, jijik, bahagia, terkejut, takut, dan garis dasar netral, dan merekam aktivitas otak menggunakan 64 elektroda yang ditempatkan sesuai dengan sistem Internasional 10-10 di seluruh kulit kepala dari 20 subjek. Sinyal mentah dibersihkan menggunakan metode penyaringan Surface Laplacian, teknik pemrosesan sinyal yang terkait dengan pendekatan montage Laplacian, sebelum dipecah menjadi pita frekuensi alfa, beta, dan gama menggunakan transformasi wavelet diskrit.
Menggunakan fitur berbasis energi yang diekstraksi dari pita frekuensi ini, studi tersebut menguji dua metode klasifikasi pola, K Nearest Neighbor (KNN) dan Linear Discriminant Analysis (LDA), untuk melihat seberapa akurat masing-masing dapat menyortir sinyal otak ke dalam kategori emosional yang benar. Satu set fitur yang diusulkan menghasilkan tingkat klasifikasi maksimum rata-rata 83.26% menggunakan KNN dan 75.21% menggunakan LDA, mengungguli pendekatan ekstraksi fitur yang lebih konvensional yang diuji dalam studi yang sama.
Hasil ini menunjukkan bahwa susunan 64-saluran yang dibangun pada tata letak 10-10 dapat mendukung pekerjaan klasifikasi sinyal yang bermakna.
Di luar aplikasi tunggal ini, beberapa manfaat umumnya dikaitkan dengan sistem 10-10 berdasarkan penalaran geometris daripada perbandingan eksperimental langsung. Kisi elektroda yang lebih rapat umumnya diasumsikan menghasilkan peta topografi yang lebih akurat dan lokalisasi sumber yang lebih baik, karena lebih banyak titik pengambilan sampel di seluruh kulit kepala yang, secara prinsip, menangkap detail spasial yang akan dihaluskan atau dilewatkan oleh jarak yang lebih lebar.
Cakupan yang lebih rapat juga diasumsikan menangkap aktivitas fokal atau berfrekuensi tinggi dengan lebih baik yang terkonsentrasi di area kecil kulit kepala, aktivitas yang dapat jatuh di antara dua elektroda 10-20 yang berjarak lebar dan tidak terdeteksi. Kerapatan sistem ini juga membuatnya kompatibel dengan teknik penyaringan spasial seperti pemrosesan Surface Laplacian, metode yang sama yang diterapkan dalam studi klasifikasi emosi yang dijelaskan di atas.
Keterbatasan dan Arah Masa Depan untuk Sistem EEG 10-10
Terlepas dari keuntungannya yang jelas, penerapan array kerapatan tinggi membutuhkan waktu yang signifikan untuk pengaturan dan keahlian jangka panjang untuk mengelola kualitas sinyal secara efektif. Mempersiapkan puluhan situs di kulit kepala dapat padat karya, sering kali meningkatkan durasi dan kompleksitas fase persiapan bagi peneliti dan pasien. Mempertahankan kinerja yang konsisten di sejumlah besar sensor juga menuntut kalibrasi yang sering, yang dapat menghadirkan tantangan selama uji coba eksperimental yang panjang dan berulang.
Terlebih lagi, sistem 10-10, meskipun ekstensif, tidak sepenuhnya kebal terhadap masalah konduksi volume atau keterbatasan inheren dari sensitivitas tingkat kulit kepala. Aktivitas otak bagian dalam tertentu tetap sulit diisolasi melalui sensor eksternal saja, terlepas dari seberapa sempurna kisi tersebut ditempatkan. Kemajuan masa depan berupaya memasangkan sistem ini dengan filter komputasi canggih untuk lebih meminimalkan pengaburan sinyal dan meningkatkan rasio signal-to-noise secara keseluruhan dalam kondisi laboratorium yang menantang.
Melihat ke masa depan, integrasi teknologi penempatan otomatis memiliki potensi untuk mengurangi hambatan pengaturan saat ini. Perangkat keras inovatif pada akhirnya mungkin memungkinkan penerapan array kerapatan penuh secara cepat dan bebas genggam, yang akan mendemokrasikan akses ke pemantauan resolusi tinggi. Seiring berkembangnya sistem ini, kemungkinan besar sistem tersebut akan menjadi lebih portabel dan adaptif, sehingga pada akhirnya memungkinkan pengukuran EEG kerapatan tinggi jangka panjang di lingkungan yang lebih nyaman dan alami.
Apa Arti Ini untuk Perekaman EEG Kerapatan Tinggi
Sistem penempatan elektroda EEG 10-10 adalah perluasan standar dari tata letak 10-20, dibuat untuk menutup celah spasial dengan kisi-kisi 74 atau lebih elektroda yang diatur oleh skema penamaan anatomi yang konsisten. Setiap posisi merujuk kembali ke landmark nasion, inion, preaurikular, dan verteks yang sama yang digunakan dalam metode asli 10-20, dibagi lagi secara lebih halus untuk memungkinkan cakupan yang lebih rapat dan studi topografi yang lebih rinci dari aktivitas listrik otak, yang merupakan minat inti di seluruh penelitian neurosains secara luas.
Sistem ini telah menemukan penggunaan nyata dalam pengaturan penelitian dan montage EEG, termasuk studi yang menerapkan metode klasifikasi berbasis wavelet pada sinyal EEG yang direkam di puluhan situs kulit kepala.
Seiring laboratorium mengadopsi tata letak ini, masalah praktis seperti waktu persiapan, kenyamanan berkelanjutan, dan risiko jembatan gel (gel bridging) di antara sensor yang dikemas secara rapat menjadi sama pentingnya dengan potensi peta otak yang lebih tajam. Kekuatan sejati sistem ini saat ini terletak pada penciptaan bahasa bersama yang memungkinkan kelompok penelitian yang berbeda membandingkan temuan resolusi tinggi mereka dengan cara yang konsisten.
Referensi
Chatrian, G. E., Lettich, E., & Nelson, P. L. (1985). Ten percent electrode system for topographic studies of spontaneous and evoked EEG activities. American Journal of EEG technology, 25(2), 83-92. https://doi.org/10.1080/00029238.1985.11080163
Murugappan, M., Ramachandran, N., & Sazali, Y. (2010). Classification of human emotion from EEG using discrete wavelet transform. Journal of biomedical science and engineering, 3(4), 390-396. http://dx.doi.org/10.4236/jbise.2010.34054
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu sistem penempatan elektroda EEG 10-10?
Sistem 10-10 adalah perluasan dari metode Internasional 10-20 yang menambahkan elektroda pada interval 10% di antara landmark anatomi. Ini menciptakan kisi-kisi yang lebih rapat yang biasanya terdiri dari 74 elektroda kulit kepala untuk menangkap informasi spasial yang lebih rinci tentang aktivitas listrik otak.
Bagaimana sistem 10-10 berbeda dari sistem 10-20?
Sistem 10-20 menempatkan elektroda dengan interval 20% di sepanjang kepala, sedangkan sistem 10-10 memotong jarak tersebut menjadi 10%. Ini mengisi celah di antara posisi 10-20 yang ada, secara kasar menggandakan jumlah situs perekaman tanpa membuang elektroda asli.
Mengapa sistem 10-10 dikembangkan?
Sistem ini diciptakan untuk memberi peneliti tata letak resolusi tinggi yang terstandarisasi untuk studi EEG topografi. Sebelum diperkenalkan, laboratorium yang menambahkan elektroda ekstra sering menggunakan label yang tidak konsisten, sehingga sulit untuk membandingkan temuan di antara kelompok penelitian.
Landmark anatomi apa yang memandu penempatan elektroda?
Sistem ini mengandalkan nasion (pangkal hidung), inion (benjolan di bagian belakang tengkorak), serta titik preaurikular kiri dan kanan (tepat di depan masing-masing telinga). Verteks (Cz) kemudian dihitung sebagai titik tengah pusat di antara keempat landmark ini.
Bagaimana elektroda dinamai dalam sistem 10-10?
Label dimulai dengan satu atau dua huruf yang menunjukkan wilayah otak yang mendasarinya (misalnya, F untuk frontal, FC for fronto-central). Angka kemudian mengikuti: ganjil untuk belahan bumi kiri, genap untuk kanan, dan 'z' untuk garis tengah, menjaga penamaan tetap terikat pada titik jangkar 10-20 yang sudah dikenal.
Berapa banyak elektroda yang biasanya digunakan oleh sistem 10-10?
Konfigurasi yang paling banyak digunakan mencakup 74 elektroda kulit kepala aktif, bersama dengan elektroda referensi dan ground yang terpisah. Ini sedikit lebih sedikit daripada deskripsi asli 81-situs, yang juga menghitung posisi daun telinga yang sering dilewati saat ini.
Keuntungan apa yang diharapkan dari penggunaan sistem 10-10?
Cakupan elektroda yang lebih rapat diperkirakan dapat meningkatkan pemetaan topografi dan mendeteksi aktivitas otak fokal atau berfrekuensi tinggi dengan lebih baik yang mungkin jatuh di antara sensor yang berjarak lebar.
Emotiv adalah pemimpin neuroteknologi yang membantu memajukan penelitian neurosains melalui alat EEG dan data otak yang mudah diakses.
Christian Burgos
