10-10系统是国际10-20电极放置方法的延伸，旨在为研究人员提供更密集、更均匀的头皮电极网格，用于脑电图（EEG）记录。它填补了旧版10-20布局留下的空间空白，将覆盖范围从19个标准位置扩大到74个或更多记录点。
增加的密度支持更精细的拓扑映射，即在任何给定的时刻，构建脑电活动在头皮表面集中位置的详细图像的过程。
什么是 10-10 系统脑电图 (EEG)？
10-10 系统最初被记录为“10% 电极系统”（Ten Percent Electrode System），这是一种专门为自发性 脑电图 (EEG) 活动（大脑持续的背景信号）和诱发活动（由特定刺激触发的信号）的地形图研究而设计的方法。
最初的描述概述了一个由 81 个电极组成的阵列，它保留了来自 国际 10-20 系统 的所有标准导联，同时在它们之间的间隙中增加了辅助电极。这些新电极中，有一些正好位于两个现有 10-20 导联的正中间。其他电极则放置在那些新增加的中点电极之间，从而形成了更精细的覆盖层。
这些辅助位置背后的命名逻辑是有意锚定在现有结构上，而不是凭空创造出来的。辅助电极的命名既参考了特定位置下方对应的大脑区域，也参考了围绕它的相邻 10-20 导联，因此熟悉 10-20 系统的研究人员可以适应新的网格，而无需学习一套完全独立的词汇。
发布这一扩展阵列的声明目的是为了促进不同实验室在进行 高分辨率脑电图 工作时的标准化。在共享的命名规范存在之前，任何在标准 10-20 点之间增加电极的实验室都面临使用不一致标签的风险，这使得不同研究小组之间难以比较地形图研究结果。10% 系统通过赋予每个新增位置一个固定的、可预测的名称，直接解决了这个问题。
解剖地标与电极命名规范
10-10 系统依赖于四个直接在受试者头部测量的外部地标：鼻根（鼻梁上方、双眼之间的凹陷处）、枕外隆突（颅骨底部的骨性突起），以及左右耳前点（每只耳朵正前方的微小凹陷）。第五个参考点，即顶点或 Cz，位于颅骨的正中心，计算为鼻根与枕外隆突之间的中点，以及两个耳前点之间的中点。
相反，10-10 系统以 10% 的间隔细分弧线，有效地将每条线上的停顿点增加了一倍，并创建了一个完全全新的中间位置层。
电极标签遵循这两个系统共享的一致的字母加数字模式。每个标签都以一个或两个字母开头，表示该位置下方的大脑区域：
Fp 代表额极 (frontal pole)
F 代表额区 (frontal)
C 代表中央区 (central)
P 代表顶区 (parietal)
O 代表枕区 (occipital)
T 代表颞区 (temporal)
此外，10-10 系统为位于这些主要区域之间的中间区域引入了组合标签，包括 FC、CP、FT、TP、AF 和 PO。
紧随字母之后的是数字，这个数字带有特定的含义。双数标记右半球位置，单数标记左半球位置，字母“z”（代表零）标记直接位于穿过顶点的前后中线上的任何位置。
绘制扩展的 74 电极网格
当前临床和研究环境中最常用的 10-10 系统网格版本包含 74 个活动头皮电极，外加完成一个工作记录设置所需的独立参考电极和接地电极。
这比最初描述的 81 电极要少，最初的描述中包含了现代配置中不经常使用的额叶耳垂位置。这两个计数代表相同的底层设计原则，它们的主要区别在于总数中是否包含耳部电极。
从前到后运行的完整中线链通常包括 Fpz、AFz、Fz、FCz、Cz、CPz、Pz、POz 和 Oz。从中线向外侧移动，对称电极对并行覆盖每个半球：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 以及 O1/O2 等，以此填补其余的中间位置。
并排对比来看，这种排列方式大约将 10-20 系统的空间采样密度提高了一倍，因为它在以前独立存在的几乎每对位置之间都插入了一个新的记录位置。
10-10 系统与 10-20 和 10-5 导联的区别
在电极密度的光谱中，三个相关的系统覆盖了该尺度上的不同点。
10-20 系统处于稀疏的一端，仅使用 19 个头皮记录电极加上耳部参考电极，在整个头部以 20% 的间隔排列。这种宽间距使得设置高效且快速，但这也意味着记录信号中可能会低估或完全漏掉在两个标准 10-20 位置之间狭窄空间内达到峰值的活动。
10-10 系统处于该光谱的中间位置，使用大约 74 到 81 个头皮电极，以 10% 的间隔排列。其设计意图是填补 10-20 间距固有的覆盖空白，而不必采用最极端的密度。
而那极端的系统是 10-5 系统，它将头皮进一步细分为 5% 的间隔，并产生超过 300 个可能的电极位置。
系统 | 间距 | 头皮电极量 | 关键特性 |
|---|---|---|---|
10-20 | 20% 间隔 | 19 个电极 | 设置稀疏且快速 |
10-10 | 10% 间隔 | 74-81 个电极 | 填补空间覆盖空白 |
10-5 | 5% 间隔 | 300+ 个位置 | 用于研究的极端高密度 |
在脑电图研究中的应用与益处
10-10 系统在现代高密度脑电图研究中已有实际应用。一个例子来自 Murugappan 等人 关于利用脑电信号对人类情绪状态进行分类的研究。
研究人员设计了一个视听方案来诱发五种不同的情绪状态——厌恶、快乐、惊讶、恐惧和中性基线，并使用根据国际 10-10 系统放置在 20 名受试者头皮上的 64 个电极记录了大脑活动。在通过离散小波变换将原始信号分解为 alpha、beta、和 gamma 频段之前，使用表面拉普拉斯滤波方法（一种与 拉普拉斯导联 方法相关的信号处理技术）对原始信号进行了清洗。
利用从这些频段提取的基于能量的特征，该研究测试了两种模式分类方法——K最近邻 (KNN) 和线性判别分析 (LDA)，以验证每种方法将大脑信号正确分类到所属情绪类别的准确度。其中一组提出的特征集使用 KNN 达到了 83.26% 的平均最大分类率，使用 LDA 达到了 75.21% 的平均最大分类率，性能优于在同一研究中测试的更传统的特征提取方法。
这一结果表明，基于 10-10 布局构建的 64 通道阵列能够支持有意义的信号分类工作。
除了这一单一应用之外，基于几何推理而非直接实验对比，人们通常将若干益处归功于 10-10 系统。通常认为更密的电极网格可以产生更精确的地形图和更好的源定位，因为从理论上讲，头皮上更多的采样点应该能捕捉到更宽间距会抹平或漏掉的空间细节。
更密的覆盖也被认为能更好地捕捉集中在头皮小区域内的局灶性或高频活动，这类活动可能会落在两个宽间距的 10-20 电极之间而不被察觉。该系统的密度还使其与表面拉普拉斯处理等空间滤波技术相兼容，这也是上述情绪分类研究所应用的方法。
10-10 EEG 系统的局限性与未来方向
尽管其优势显而易见，但高密度电极阵列的应用需要大量的准备时间，并需要长期的专业知识来有效管理信号质量。在头皮上处理几十个位置可能是一项劳动密集型工作，往往会增加研究人员和患者准备阶段的持续时间和复杂性。在如此高密度的传感器中维持一致的性能也需要频繁校准，这在长期、重复的实验测试中可能带来挑战。
此外，10-10 系统虽然覆盖广泛，但并不能完全免受容积传导问题或头皮水平敏感性固有限制的影响。某些更深层的大脑活动仅通过外部传感器仍然难以分离，无论网格放置得多么完美。未来的进展则是寻求将这些系统与先进的计算滤波器结合使用，以进一步减少信号模糊并改善在具有挑战性的实验室条件下的整体信噪比。
展望未来，自动放置技术的整合具有减轻当前 setup 障碍的潜力。创新的硬件最终可能会实现快速、免手动操作的全密度电极阵列应用，这将使高分辨率监测的获取更加大众化。随着这些系统的不断发展，它们可能会变得更加便携和自适应，最终使长期、高密度的脑电图测量能在更舒适和自然的环境中进行。
这对高密度脑电图记录意味着什么
10-10 脑电图电极放置系统是 10-20 布局的标准化扩展，通过由一致解剖命名方案管理的包含 74 个或更多电极的网格来填补空间空白。每个位置都可追溯到原始 10-20 方法中使用的相同的鼻根、枕外隆突、耳前和顶点地标，细分得更精细，以实现更密的覆盖和对大脑电活动进行更详细的地形图研究，这也是广泛 神经科学 研究的一个核心兴趣点。
该系统已在 研究环境 和 脑电图导连 (EEG montages) 中得到了实际应用，包括在数十个头皮位置记录的脑电信号上应用基于小波的分类方法的研究。
由于实验室采纳了这种布局，像准备时间、持续舒适度以及密集排列的传感器之间可能发生导电胶桥接风险等实际问题，变得与更清晰脑电图的潜力同样重要。该系统如今的真正优势在于创造了一种共同的语言，使不同的研究小组能够以一致的方式比较他们的高分辨率研究发现。
参考文献
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
常见问题解答
什么是 10-10 脑电图电极放置系统？
10-10 系统是国际 10-20 方法的延伸，它在解剖地标之间以 10% 的间隔添加电极。它创建了一个通常由 74 个头皮电极组成的更密集网格，以捕获更多有关大脑电活动的详细空间信息。
10-10 系统与 10-20 系统有什么区别？
10-20 系统在头上以 20% 的间隔排列电极，而 10-10 系统将该间距减半至 10%。这填补了现有 10-20 位置之间的空白，在不移除任何原始电极的情况下，记录位置的数量大约翻了一番。
为什么要开发 10-10 系统？
创建它是为了给研究人员提供一种用于地形图脑电图研究的标准高分辨率布局。在引入该系统之前，增加额外电极的实验室经常使用不一致的标签，这使得在不同研究小组之间比较发现变得困难。
哪些解剖地标指导电极放置？
该系统依赖于鼻根（鼻梁）、枕外隆突（颅骨后部隆起处）以及左右耳前点（就在每只耳朵的正前方）。然后将顶点 (Cz) 计算为这四个地标之间的中心中点。
10-10 系统中的电极是如何命名的？
标签以一或两个字母开头，表示下层的大脑区域（例如，F 代表额区，FC 代表额中央区）。后面跟着一个数字：奇数代表左半球，偶数代表右半球，“z”代表中线，使命名与熟悉的 10-20 锚点捆绑在一起。
10-10 系统通常使用多少个电极？
最广泛使用的配置包括 74 个活动头皮电极，以及独立的参考和接地电极。这比最初描述的 81 个位置略少，最初的描述中也将今天通常省略的耳垂位置计算在内。
使用 10-10 系统期望有哪些优势？
更密的电极覆盖被认为可以改善地形图制图，并能更好地检测到可能落在宽间距传感器之间的局灶性或高频脑活动。
Emotiv 是一家神经技术领域的领导者，致力于通过易于获取的 EEG 和脑数据工具推动神经科学研究发展。
克里斯蒂安·布尔戈斯
