problemy związane z topografią elektrod dla badań eeg

BIO-ALGORITHMS AND MED-SYSTEMS 

JOURNAL EDITED BY MEDICAL COLLEGE – JAGIELLONIAN UNIVERSITY 

Vol. 1, No. 1/2, 2005, pp. 325-332. 

PROBLEMY ZWIĄZANE Z TOPOGRAFIĄ ELEKTROD 

DLA BADAŃ EEG - SYSTEM ICH DIGITALIZACJI 

SOME PROBLEMS WITH TOPOGRAPHY OF ELECTRODES 

FOR EEG EXAMINATION – A SYSTEM OF THEIR DIGITALISATION 

TOMASZ ZYSS 

Klinika Psychiatrii Dorosłych Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 

Pracownia EEG i PW, Klinika Neurologii, Szpital Uniwersytecki Kraków 

mzzyss@cyf-kr.edu.pl 

Streszczenie. Praca opisuje zagadnienia związane z lokalizacją 

elektrod do rejestracji czynności bioelektrycznej EEG 

w układzie standardowym i rozszerzonym. Zaprezentowano 

procedurę dokonywania pomiarów na głowie. Wskazano na 

konieczność stosowania dokładnych przestrzennych koordynat 

elektrod w badaniach naukowych. W rozwiązaniu problemu 

dokładnego rozlokowywania elektrod na powierzchni głowy 

może być pomocny system do digitalizacji. 

Słowa kluczowe: elektrody do EEG, lokalizacja, digitalizacja 

topografii 

1. Badanie EEG 

Badanie EEG polega na rejestrowaniu czynności bioelektrycznej 

mózgu poprzez pomiar różnicy potencjałów między 

określonymi miejscami − punktami na powierzchni głowy 

badanej osoby. Rutynowe badanie EEG wykorzystuje przy 

tym 19-21 standardowych miejsc, w których umieszczane są 

elektrody rejestrujące. Wprowadzenie technik komputerowych 

umożliwiło dalszy rozwój techniki EEG. Możliwym stało się 

rejestrowanie sygnału EEG z większej ilości kanałów wraz 

z ich wizualizacją na ekranie komputera. Dla większej ilość 

rejestrowanych kanałów EEG − zniknęła również konieczność 

dokonywania w trakcie samego procesu rejestrowania 

sygnału EEG,tzw. remontaży. Sygnał biologiczny rejestrowany 

jest jednobiegunowo (aktywność spod czynnej elektrody 

versus „ziemia”). Dopiero przy przeglądaniu zapisu możliwe 

jest dokonywanie cyfrowych remontaży, polegających na 

przeliczeniu sygnału jednobiegunowego spod dwu wybranych 

elektrod na sygnał dwubiegunowy − dokładnie z tych samych 

dwóch elektrod [1]. 

2. Standardowy układ 10-20 

Teoretycznie liczba miejsc na powierzchni głowy, z których 

możliwe jest rejestrowanie sygnału EEG, jest nieograniczona. 

W początkowym okresie stosowania EEG rozmaici 

neurofizjolodzy wykorzystywali dowolnie przez siebie wybrane 

Abstract. The work deals with problems connected with location 

of electrodes for recording EEG signal in standard and 

enhanced system (arrangement). A procedure of taking measurements 

on the head has been presented. The authors indicate 

the necessity of applying precise spatial coordinates of 

electrodes in scientific research. This can be done with the help 

of a digitizing system. 

Key words: EEG electrodes, localization, topography digitization 

miejsca na głowie, tworząc i propagując własne schematy 

topografii elektrod [4]. Tego rodzaju sytuacja wymagała 

pewnej unifikacji. Już na pierwszym Międzynarodowym 

Kongresie EEG, jaki miał miejsce w Londynie w 1947 r., 

stwierdzono konieczność opracowania pewnego standardu 

lokowania elektrod EEG na głowie. 

Jedenaście lat później (1958 r.) Jasper zaproponował lokalizowanie 

elektrod według układ (schematu) 10-20, który 

stał się obowiązującym we wszystkich pracowniach EEG [2]. 

Zasadniczy problem w stworzeniu tego rodzaju zunifikowanego 

systemu związany był z wielkością głowy człowieka. 

U człowieka dorosłego obwód głowy wahać się może od 46 

do 62 cm. Należy również pamiętać, iż głowa dziecka jest 

mniejsza niż dorosłego człowieka i zwiększa się z wiekiem − 

od 22 do 46 cm. Ponadto określone okolice na powierzchni 

głowy człowieka odpowiadają zasadniczo określonym 

okolicom mózgu ludzkiego. Tym samym odległości między 

elektrodami nie mogły być pewnymi sztywnymi wartościami 

bezwzględnymi, lecz wartościami względnymi wyrażanymi 

albo w odległościach kątowych, albo w procentach. I właśnie 

system 10-20 polega na oznaczaniu odległości miedzy 

elektrodami w odległościach procentowych. 

3. Zasady lokalizacji elektrod 

Wyznaczanie lokalizacji elektrod według układu 10-20 

polega na znalezieniu kilku stałych (niezmiennych) punktów 

Pattern recognition

Pattern recognition 

326 

T. Zyss, Problemy związane z topografią elektrod dla badań EEG − system ich digitalizacji 

orientacyjnych na powierzchni głowy, dokonywaniu pomiarów 

odległości między tymi punktami i dzieleniu tych odległości na 

10- lub 20-procentowe odcinki. Zasadnicze pomiary dokonuje 

się w trzech płaszczyznach: strzałkowej, wieńcowej i poziomej 

[3]. 

1) Wyznaczenie elektrod w płaszczyźnie strzałkowej: 

Na powierzchni głowy wyszukuje się dwa punkty: nasion 

(Nz − zagłębienie na szczycie nosa) i inion (Iz − 

wypukłość na postawie potylicy). Oba punkty łączy się 

linią przechodzącą przez szczyt głowy. W punktach Nz i Iz 

nie są lokowane żadne elektrody − są to jedynie punkty 

orientacyjne (przynajmniej w układzie 10-20). W połowie 

odległości (50%) między punktami Nz i Iz znajduje się punkt 

szczytowy głowy (vertex), gdzie lokowana jest elektroda 

centralna Cz. 

Odległość Nz-Iz dzieli się na 10 równych odcinków (np. 

dla odległości Nz-Iz równej 42 cm długość 10% odcinka 

będzie wynosić 4,2 cm). W punktach odległych o 10% od 

Nz i Iz podstawowy układ 10-20 nie przewiduje żadnej 

elektrody; w układzie rozszerzonym (dla większej ilości 

elektrod) lokowane są tam odpowiednio następujące 

elektrody: Fpz (frontopolar − czołowa biegunowa lub 

przedczołowa) i Oz (occipital − potyliczna). Przez punkty 

te przechodzi płaszczyzna pozioma (równik głowy). 

W odległości dalszych 20% (stąd układ 10-20) lokowane 

są kolejne dwie elektrody: Fz (frontal − czołowa) i Pz 

(parietal − ciemieniowa). 

Rys. 1. Płaszczyzna strzałkowa 

Litera z (zero) określa elektrody znajdujące się na linii 

środkowej (płaszczyźnie strzałkowej). Została ona wybrana 

zamiast cyfry zero (0), aby nie dochodziło do 

pomyłek z literą O, oznaczającą okolicę potyliczną (O − 

occipital). 

2) Wyznaczenie elektrod w płaszczyźnie wieńcowej: 

Punktami orientacyjnymi w przypadku płaszczyzny 

wieńcowej są punkty leżące tuż przed skrawkiem ucha 

(chrząstka wystająca z przodu ucha zewnętrznego − 

tragus). U układzie rozszerzonym elektrod w punktach 

tych lokują się elektrody skroniowe (temporal) T9 i T10. 

Płaszczyznę wieńcową tworzy linia łącząca punkty T9 

i T10 przez elektrodę Cz. 

Odległość T9-T10 dzieli się na 10 równych odcinków. 

W punktach odległych o 10% od T9 i T10 lokowane są odpowiednio 

następujące elektrody środkowo-skroniowe: T7 

(po stronie lewej; dawniej T3) i T8 (po stronie prawej; 

dawniej T4). W odległości dalszych 20% odległości lokowane 

są kolejne dwie elektrody centralne: C3 i C4 

(central). 

Odległość T7-C3 jest równa C3-Cz (i analogicznie T8-C4 = 

C6-Cz). Z faktu tego wynika, iż elektrody C3 i C4 lokowane 

są w połowie (50%) odcinka odpowiednio T7-Cz i T8-Cz. 

Elektrody C3 i C4 zaliczane są do elektrod leżących 

w oddaleniu o 20% od linii przyśrodkowej (20% parasagittal 

electrodes); zgodnie z tą konwencją elektrody T7 i T8 to 

elektrody leżące w oddaleniu o 50% od linii przyśrodkowej 

(50% parasagittal electrodes). 

Wszystkie elektrody położone po stronie lewej określane 

są liczbami nieparzystymi (1, 3, 5, 7, 9), a po stronie 

prawej − parzystymi (2, 4, 6, 8, 10). 

Rys. 2. Płaszczyzna wieńcowa 

3) Wyznaczenie elektrod w płaszczyźnie poziomej: 

Przy wyznaczaniu płaszczyzny poziomej wykorzystuje się 

już wcześniej poczynione pomiary. Płaszczyzna ta przechodzi 

przez punkty oddalone o 10% od punktów Nz i Iz 

(odpowiednio Fpz i Oz w układzie rozszerzonym) oraz przez 

punkty oddalone o 10% od okolicy przed skrawkami usznymi 

(odpowiednio T7 i T8). Płaszczyzna ta odpowiada południkowi 

zerowemu, tj. równikowi mózgu. 

Odległość T3-T4 do przodu i do tyłu dzielona jest na 10 

równych odcinków. Punkty leżące w odległości 10% od 

punktu powyżej nasion (Fpz) określają położenie elektrod 

czołowych biegunowych Fp1 i Fp2 (frontopolar). W odległości 

10% od punktu powyżej inion (Oz) znajdują się elektrody 

potyliczne O1 i O2. 

Punkty zlokalizowane o kolejne 20% długości ku tyłowi od 

Fp1 i Fp2 wyznaczają położenie kolejnych elektrod F7 

i F8 (czołowe dolne). Analogicznie - elektrody położone 

o dalsze 20% długości ku przodowi od elektrod O1 i O2 to 

elektrody P7 i P8 (dawniej określane jako tylnio-skroniowe 

T5 i T6).

Rys. 3. Płaszczyzna pozioma 


4) Wyznaczenie ostatnich elektrod: 

Standardowy układ elektrod 10-20 składa się z 19 (lub 21, 

jeśli uwzględnić elektrody Fpz i Oz) elektrod. Dzięki powyżej 

zaprezentowanym zasadom wyznaczona została lokalizacja 

17 elektrod. Dwie kolejne − tzw. uszne (A1 i A2) 

umieszczane są na płatkach uszu. W standardowym układzie 

10-20 służą one jako elektrody referencyjne, względem 

których rejestrowany jest sygnał w przypadku odprowadzeń 

tzw. jednobiegunowych. W rozszerzonym układzie, gdzie 

wykorzystuje się większą ilość elektrod, elektrody A1 i A2 

mają swoją dokładną topograficzną lokalizację i służą do 

odbioru sygnału bioelektrycznego z okolic środkowoskroniowych. 

Pozostałe cztery elektrody zaliczane są do elektrod 

leżących w oddaleniu o 20% od linii przyśrodkowej (20% 

parasagittal electrodes). I tak elektroda czołowa lewa F3 leży 

w odległości 20% od elektrody Fz w kierunku do elektrody F7. 

Ponieważ również odległość F3-F7 jest równa 20% długości, 

to dla celów praktycznych uznaje się, iż elektroda F5 leży 

w połowie odcinka Fz-F7 (przez podobieństwo z lokalizacją 

elektrod C3 i C4). Analogicznie − prawa elektroda czołowa 

F4 znajduje się w połowie odległości odcinka Fz-F8. Na takiej 

samej zasadzie wyznacza się położenie elektrod ciemieniowych 

P3 i P4, leżących na łuku łączącym elektrody P7-Pz-P8. 

P4 

P3 

F4 

Rys. 4. Lokalizacja elektrod F3, F4, P3 i P4 

F3 

327 

4. Metody przestrzennej lokalizacji elektrod 

Opisane powyżej zasady pozwalają na średnio precyzyjne 

rozmieszczanie podstawowych 19 elektrod w standardowym 

układzie 10-20 do zwykłego rutynowego badania EEG. 

Współczesne badania naukowe polegają jednak na rejestrowaniu 

sygnału EEG lub tzw. potencjałów wywołanych 

zwłaszcza typu poznawczego (ERP − event related 

potentials) z określonych generatorów mózgowych (niekiedy 

niewielkich okolic-centrów kory mózgowej). Badania takie 

wymagają bardzo precyzyjnego rozlokowywania elektrod, jak 

również dokładnego definiowania ich położenia. 

Wykorzystuje się przy tym definiowane położenia elektrod 

zgodnie z układem kartezjańskim (osie XYZ) oraz układem 

biegunowym/sferycznym (kąt theta − z osią Z, oraz kąt phi − 

z osią X). Oba układy są wzajemnie przechodnie zgodnie 

z równaniami: 

θ = 

2 2 

r = x + y + 

z 

x = r sinθ 

cosϕ 

, 

y = r sinθ 

sinϕ 

, 

z = r cosθ 

, 

y 

ϕ = arctan 

x , 

arctan 

2 

2 2 

x + y 

= arcsin 

z 

, 

z 

= arccosz 

2 2 2 

x + y + z 

Brak jest jednak standardów w zakresie definiowana osi 

systemu kartezjańskiego. W badaniach własnych wykorzystano 

konwencję, według której oś X wskazuje w kierunku 

lewego ucha, oś Y − w kierunku nosa, a oś Z − do szczytu 

głowy. Istnieją jednak systemy, w których osie XYZ są 

przesunięte o 90-180 0 . 

Rys. 5. Układ kartezjański do lokalizacji elektrod EEG 

Pattern recognition


328 


Rys. 6. Przestrzenna lokalizacja elektrod EEG 

5. Technika hrEEG 

W standardowym badaniu EEG sygnał bioelektryczny 

rejestruje się z 19(21) elektrod rozlokowanych na powierzchni 

skóry głowy. Dla celów kliniczno-diagnostycznych jest to 

liczba w pewnym zakresie wystarczająca. 

Wymieniona liczba elektrod pozwala na umieszczenie od 

1 do 3 elektrod nad każdym z głównych płatów mózgowych 

(3 pary elektrod nad płatami czołowymi, 2-3 pary elektrod nad 

okolicami skroniowymi, po jednej parze nad płatami potylicznymi 

i ciemieniowymi oraz okolicą centralną oraz 3-5 elektrod 

w linii pośrodkowej mózgu). Odległość między poszczególnymi 

elektrodami może wahać się w przypadku głowy 

dorosłego człowieka między 3 a 8 cm. Tym samym możliwym 

jest rejestrowanie aktywności znad odległych od siebie 

generatorów mózgowych. 

W przypadku oceny tzw. zapisu analogowego (krzywych 

EEG), opisana „dokładność” metody jest wystarczająca. 

Dodatkowe informacje o czynności EEG można pozyskać, 

stosując określone montaże, tj. połączenia między elektrodami 

(tzw. odprowadzenia dwubiegunowe, w przeciwieństwie 

do odprowadzeń jednobiegunowych, gdzie sygnał z jednej 

czynnej elektrody porównywany jest z elektrodą uziemioną 

czy uśrednioną). 

Aktualne badania naukowe mózgu próbują jednak 

korelować czynność EEG określonych − niekiedy punktowych 

− okolic mózgu z rozmaitymi zjawiskami neuropsychologicznymi. 

W takim przypadku liczba 19-21 elektrod jawi się jako 

dalece niewystarczająca. 

W przypadku tzw. mapowania (napięciowego lub częstotliwościowego), 

czynności EEG aktywność bioelektryczna okolic 

między elektrodami wyliczana jest na zasadzie estymowania 

odpowiednich wartości spod sąsiadujących elektrod. Tym 

samym dla dużych odległości między elektrodami wartości 

estymowane mogą dalece odbiegać od wartości rzeczywistych. 

Jeszcze do niedawna sądzono, że wystarczającą ilością 

odprowadzeń może być liczba ok. 100-128 elektrod. Przy tej 

ilości elektrod (znajdują się one w odległości około 2,5 cm 

jedna od drugiej) − rejestrując pola elektryczne pochodzące 

od różnych generatorów korowych. Wydawało się wówczas, iż 

dalsze zwiększanie liczby elektrod, a więc zmniejszenie odległości 

pomiędzy nimi, prowadzi już nie do zwiększenia roz- 

dzielczości przestrzennej, lecz do rejestracji tych samych 

potencjałów przez różne (sąsiednie) elektrody. Aktualnie 

jednak przyjmuje się tę zasadę jako nieobowiązującą 

i konstruuje się zestawy EEG z możliwością rejestracji sygnału 

EEG z coraz większej ilości elektrod. 

Wprowadzenie technik komputerowych umożliwiło „rozwój 

techniki EEG wysokich rozdzielczości (hr-EEG = high resolution 

EEG), polegającej na równoczesnej rejestracji czynności 

bioelektrycznej mózgu z kilkudziesięciu, a nawet kilkuset 

elektrod zlokalizowanych na powierzchni głowy osoby badanej. 

Aktualnie najbardziej zaawansowane systemy cyfrowego 

EEG umożliwiają rejestrację sygnału z 512 elektrod. 

Podstawą stosowania techniki hr-EEG było stworzenie 

szybkich wzmacniaczy elektro-fizjologicznych, umożliwiających 

próbkowanie sygnału EEG z częstotliwością przynajmniej 

200 Hz. W przypadku badań polegających na analizie 

tzw. poznawczych potencjałów wywołanych (ERP − event 

related potentials) wymagana jest znacznie wyższa 

częstotliwość próbkowania sygnału − około 1-2 kHz. 

Formalnie nie konstruuje się wzmacniaczy z bardzo dużą 

ilością kanałów. Zestawy do hrEEG konstruowane są poprzez 

równoległe łączenie 2-4 głowic wzmacniaczy − zwykle dzięki 

zastosowaniu interfejsów z portami typu USB. 

W rozwój techniki hr-EEG duży wkład miał również sam 

postęp technik komputerowych. Duże pamięci masowe są 

w stanie magazynować olbrzymie pliki wynikowe (dla 

wyobrażenia: zapis sygnału EEG z 23 elektrod z częstotliwością 

próbkowania 600 Hz i o czasie trwania 10 minut osiąga 

wielkość około 20 Mb pamięci). Dopiero technologia Windows 

(szczególnie XP) radzi sobie z analizą on-line sygnału EEG 

i jego wizualizacją na ekranie komputera. 

6. Rozszerzony układ 10-10 (10%) 

Wykorzystanie dużej ilości elektrod pociąga za sobą 

konieczność dokładnego definiowana ich położenia, jak 

również precyzyjnego rozmieszczania na powierzchni głowy. 

Zaproponowany przez Jaspera w 1958 r. układ 10-20 okazał 

się być układem otwartym. Pierwszym, który zaproponował 

rozszerzenie ilości elektrod z 22 do 74 był Chatrian i wsp. 

(1985 r.). Opracowany przez niego system lokalizacji elektrod 

został nazwany rozszerzonym układem 10-20 lub też układem 

10-10 (10%) [5]. Propozycja Chatriana i wsp. została 

zaakceptowana i jest uznawanym standardem Amerykańskiego 

Towarzystwa EEG (American Electroencephalographic 

Society), jak również Międzynarodowej Federacji Towarzystw 

EEG i Klinicznej Neurofizjologii (International Federation of 

Societies for Electroencephalography and Clinical Neurophysiology). 

W przypadku standardowego układu 10-20, poszczególne 

elektrody lokalizowane są w odległościach 10 lub 20% 

odcinków między stałymi punktami głowy. W układzie 

rozszerzonym zwiększona została „gęstość” elektrod poprzez 

wykorzystanie już tylko 10% odległości. 

Z historycznego punktu widzenia należy stwierdzić, iż już 

układ Jaspera przewidywał możliwość wprowadzenia 

dodatkowych elektrod poprzez niewykorzystanie liczb 1 i 5 dla 

elektrod lewostronnych (lub 2 i 6 po stronie prawej); i tak 

elektroda C3 miała być elektrodą leżącą pomiędzy elektrodami 

C1 i C5.


Nazwy dodatkowych elektrod lokowanych w odstępach 

10% zostały poddane adaptacji i modyfikacji komitetu ds. 

standaryzacji. Trzeba zaznaczyć, iż procedury unifikacyjne 

doprowadziły do tego, że niektóre starsze nazwy elektrod 

zostały zastąpione nowymi. I tak elektrody T3 i T4 − leżące 

w oddaleniu o 40% od linii przyśrodkowej (40% parasagittal 

electrodes) zostały zastąpione nazwami - odpowiednio: T7 i T8; 

bowiem wszystkie elektrody leżące w tej odległości procentowej 

od linii przyśrodkowej są określane liczbami 7 i 8. Podobna 

zmiana objęła również elektrody T5 i T6, które otrzymały nowe 

nazwy − P7 i P8. Wymienione elektrody są elektrodami leżącymi 

na równiku głowy. 

Rys. 7. 19 elektrod w standardowym układzie 10-20 

Do rozszerzonego układu 10-10 trafiły elektrody, których 

lokalizacja musiała być wyznaczona już w układzie standardowym 

10-20, jak: Fpz (biegunowo-czołowa) i Oz (potyliczna) 

− położone na linii środkowej z (zero) oraz elektrody 

skroniowe T9 i T10 (okolica przed skrawkami usznymi) 

stanowiące punkty konieczne do wykreślenia płaszczyzny 

wieńcowej. 

Na linii środkowej wyznaczone zostały następujące elektrody: 

AFz, FCz (czołowo-centralna), CPz (centralnociemieniowa), 

POz (ciemieniowo-potyliczna). Kombinacja 

pierwszych dwóch liter mówi o położeniu danej elektrody: 

elektroda FCz umieszczana jest w połowie odległości między 

elektrodami Fz i Cz, elektroda CPz − w połowie odległość Cz 

i Pz itp. Zgodnie z tą konwencją elektroda położona 

w połowie odległości między elektrodami Fp i F winna mieć 

określenie FpFz. Określenie to zostało jednak zastąpione 

nazwą AFpz (anterio-frontal − przednio-czołowa). 

Rys. 8. 87 elektrod w rozszerzonym układzie 10-10 

329 

Wszystkie elektrody oznaczone liczbami 7 i 8 znajdują się 

na płaszczyźnie poziomej (równiku głowy). Elektrody 

o numerach 3 i 4 umiejscawiane są w połowie odległości 

między odpowiednią elektrodą z linii środkowej (z), a elektrodą 

7 lub 8. Z kolei elektrody znaczone cyframi 1 znajdują 

się w odległości 50% od elektrod z linii środkowej-strzałkowej 

(z) do elektrody 3. W połowie odcinka między elektrodą oznaczoną 

cyfrą 3 a elektrodą 7 znajduje się miejsce dla szeregu 

elektrod o numerze 5. Odpowiednie zasady obowiązują dla 

elektrod po stronie prawej, oznaczonych cyfrą 6. 

Rząd elektrod biegunowo-czołowych Fp kończy swoją numerację 

na cyfrze 1 i 2; podobnie sytuacja ma się w przypadku 

elektrod potylicznych O i elektrod I − leżących na bok od punktuelektrody 

inion. 

Elektrody z rzędu elektrod AF, F, P i PO − między numerami 

1 i 7 po stronie lewej (oraz numerami 2 i 7 po stronie 

prawej) nie zmieniają swoich literowych określeń. Elektrody 

z rzędu elektrod FC (czołowo-centralne) kończą swoje 

literowe określenie na elektrodach o numerze 5 i 6. Elektrody 

7-9 i 8-10 noszą w tym rzędzie litery FT (czołowo-skroniowe). 

W przypadku rzędu centralnego C ostatnimi elektrodami są 

elektrody skroniowe T, a w przypadku rzędu CP (centralnociemieniowego) 

− elektrody skroniowo-ciemieniowe TP. 

Elektrody o liczbach 9 i 10 leżą już o 10% dalej - poniżej 

równika głowy. Teoretycznie możliwe jest jeszcze niższe 

rozmieszanie elektrod. W literaturze można znaleźć takie 

nazwy elektrod, jak: TP11 i TP12 oraz PO11 i PO12. 

Rys. 9. 357 elektrod w rozszerzonym układzie 10-5 

Badania literaturowe pozwalają znaleźć inne próby definiowania 

elektrod w układzie rozszerzonym 10-10. I tak np. 

oryginalna propozycja Chatriana opierała się na 

wykorzystaniu znaczników zwanych „prim” (‘). Pojedynczy 

prim otrzymywała elektroda leżąca za elektrodą standardową: 

np. elektroda leżąca między elektrodami C4 i P4 otrzymywała 

nazwę C4’. Podwójnym primem znaczona była elektroda do 

przodu od elektrody standardowej: elektroda C4’’ to elektroda 

między C4 i F4. 

W innych propozycjach schematów proponowano wykorzystanie 

dodatkowych liter B, D, E i H do oznakowywania 

dodatkowych płaszczyzn wieńcowych. Sugerowano dodawanie 

liter a vel A (anterior) lub p vel P (posterior) do oznakowywania 

dodatkowych elektrod znajdujących się do przodu lub do tyłu 

od elektrod z układu standardowego, np. FA zamiast AFF, FP 

zamiast FC, PA zamiast CP czy PP w miejsce PO. Wymienione 

propozycje nie zostały jednak powszechnie zaakceptowane. 

Pattern recognition


330 


7. Układ 10-5 lub 5-5 (5%) 

Naprzeciw zapotrzebowaniu na zdefiniowanie jeszcze 

większej ilości elektrod wyszli w 2001 r. Oostenveld 

i Praamstra [7]. Wykorzystując dalsze zagęszczanie elektrod, 

zaproponowali oni układ 10-5 polegający na wykorzystaniu 

5% odległości między kolejnymi elektrodami. 

Oparto się na wyżej opisanej konwencji tworzenia kolejnych 

rzędów (płaszczyzn wieńcowych) elektrod, polegającej 

na łączeniu liter nazw elektrod zewnętrznych do tworzenia 

nazwy elektrody leżącej pośrodku. 

I tak elektroda leżąca w połowie odległości między elektrodami 

AF i F to elektroda AFF; elektroda PPO − to elektroda 

położona w ½ odcinka między elektrodami P i PO. 

W standardowym układzie 10-20 na linii środkowej znajdują 

się jedynie trzy elektrody (wszystkie ze znacznikiem 

z − zero): F, C i P. Rozszerzony układ 10-10 pozwala na 

wyznaczenie następujących elektrod: N, Fp, AF (zamiast 

FpF), F, FC, C, CP, P, PO, O, I. Dalsze zwiększenie ilości 

elektrod, proponowane przez Oostenvelda i Praamstrę, 

pozwoliło na utworzenie następujących rzędów elektrod: N, 

Fp, AFp (zamiast FpAF), AF, AFF, F, FFC, FC, FCC, C, CCP, 

CP, CPP, P, PPO, PO, POO, O, OI, I. Nie określono nazwy 

elektrody leżącej między elektrodą Nz i Fpz. Nadawanie 

numerów poszczególnych elektrod podlega takim samym 

zasadom, jak w przypadku układu 10-10. Wprowadzenie 

dodatkowych płaszczyzn wieńcowych z nowymi rzędami 

elektrod umożliwiło zdefiniowanie łącznie 178 elektrod. 

Rys. 10. Topografia elektrod w układzie 5-5 

Dla stworzenia szeregów dodatkowych elektrod leżących 

o 5% odległości od istniejących już płaszczyzn strzałkowych 

(5, 15, 25, 35, 45% parasagittal electrodes) wykorzystano 

znacznik literowy „h” (od half − połowa). I tak elektroda leżąca 

w połowie odległości między elektrodami Cz i C1 to elektroda 

C1h. Elektroda o nazwie F6h to elektroda znajdująca się 

w połowie drogi między elektrodami C4 i C6. 

Łącznie układ 10-5 umożliwia zdefiniowanie 357 elektrod. 

Jak się wydaje, Oostenveld i Praamstra skorygowali błąd 

Nuwera i wsp., którzy zaliczyli elektrody Fp1 i Fp2 do elektrod 

położonych na płaszczyźnie oddalonej o 30% (zamiast o 10%) 

od płaszczyzny strzałkowej. Również błędnie zostały 

określone przez Nuwera i wsp. elektrody O1 i O2 jako 

oddalone o 20 zamiast 10% od płaszczyzny strzałkowej [8]. 

8. Problemy praktyczne z techniką hr-EEG 

Samo określenie nazwy elektrody to jeden problem, innym 

jest natomiast zdefiniowanie jej dokładnego położenia 

w koordynatach kartezjańskich XYZ czy biegunowych. 

W przypadku badań rutynowych, wykorzystujących standardowe 

19-21 elektrody (specjalne „grzybki” elektrodowe 

zakładane ręcznie jeden za drugim na głowę osoby badanej) 

ogólne reguły układu 10-20 są wystarczające, aby z dość 

dobrą precyzją rozmieścić elektrody. Manualne zakładanie 

większej ilości elektrod − ze względu na długi czas ich 

zakładania, jak i dokładność ich rozmieszczania − jawi się 

jako trudne do zaakceptowania. Dość dobrym wyjściem 

rozwiązującym ten problem jest zastosowanie specjalnych 

komercyjnych czepków, gdzie elektrody są na sztywno zintegrowane 

z elastycznym materiałem czepka. W przypadku 

zakładania czepka na większą lub mniejszą głowę 

rozciągnięciu ulega materiał elastyczny czepka gwarantując 

zachowanie stałych odległości (wyrażanych w procentach 

odległości) między poszczególnymi elektrodami. 

Rys. 11. 128-elektrodowy czepek Elektro-Cap


Wykorzystanie do konstrukcji czepka określonych materiałów 

(elektrody ze spiekanego srebra, kabelki z włókien 

węglowych) umożliwia wykonywanie badań EEG równocześnie 

z badaniami neuroobrazowania w skanerze MRI. 

Badania własne czepka Elektro-Cap wykazały jednak, iż 

jakość czy dokładność wykonania czepka pozostawia wiele do 

życzenia. I tak linia łamania na rysunku 18 łączy elektrody 

oznaczone cyfrą 1, które powinny znajdować się na jednej 

linii. 

Na poziomie dalszego przetwarzania cyfrowego zarejestrowanego 

sygnału EEG istnieje jeszcze jeden problem 

techniczny. Standardowy układ 10-20 został skonstruowany 

w ten sposób, że głowa ludzka została uznana za idealną 

sferę (kulę) o tym samym promieniu r na wszystkich osiach. 

Tymczasem głowa człowieka jest pewnego rodzaju elipsoidą 

z najdłuższym wymiarem w osi strzałkowej. Stąd też matematycznie 

wyznaczone koordynaty elektrod niezbyt nadają się do 

zastosowania w zaawansowanych badaniach naukowych nad 

czynnością naturalnych generatorów mózgowych czynności 

EEG rzutowanych na realistyczny model głowy. 

W tabeli obok zostały zaprezentowane wartości koordynat 

kartezjańskich dla standardowych 19 elektrod, wyliczonych 

według zasad układu 10-20 (idealnych) oraz estymowanych 

z realistycznego modelu powierzchni głowy (realnych). 

Podane wartości są wyliczone dla promienia głowy r=1. 

W przypadku dokonywania obliczeń dla rzeczywistych 

wymiarów głowy dokonuje się procedury przeliczenia (fitting). 

O ile jeszcze wartości dla elektrod położonych na linii strzałkowej 

oraz linii wieńcowej są w dalekim zakresie równe, to dla 

takich elektrod, jak F3, F4, P3 i P3 stwierdza się znaczne 

różnice w wartościach. Pełna lista zawierająca koordynaty dla 

wszystkich elektrod układu 10-5 znajduje się na stronie 

internetowej Oostenwelda. 

Rys. 12. Koordynaty idealne i realne 19 elektrod w układzie 10-20 

Dla przezwyciężenia problemów związanych z możliwie 

jak najbardziej dokładnym położeniem elektrod na głowie 

osoby badanej od kilku ostatnich lat do dyspozycji stoją 

specjalistyczne digitizery (np. 3Space Fastrack firmy 

Polhemus), które czynią możliwym oznaczanie punktów 

w trójwymiarowej przestrzeni kartezjańskiej z dokładnością do 

331 

0,025 stopnia kątowego. Pomiary koordynat elektrod 

poczynione na głowie osoby badanej mogą być zaimportowane 

do oprogramowania analizującego sygnał EEG [9]. 

Rys. 13. Digitizer firmy Polhemus umożliwiający pomiar rzeczywistego 

położenia przestrzennego elektrod do EEG 

Rys. 14. Oprogramowanie do digitalizacji elektrod EEG 

9. Wizualizacja wyników 

W przypadku techniki EEG dużych rozdzielczości zarejestrowanych 

kilkadziesiąt-kilkaset kanałów sygnału EEG nie 

jest poddawanych analogowej ocenie wzrokowej, lecz jest 

poddawanych dalszej analizie cyfrowej i przetworzeniu pod 

Pattern recognition


332 


kątem stworzenia map napięciowych lub częstotliwościowych 

(mapping). 

W starszych systemach czynność EEG była prezentowana 

w płaskich dwuwymiarowych mapach (projekcja głowy 

z góry lub − rzadziej − z boku). 

Nowsze oprogramowania pozwalają już na trójwymiarową, 

w pełni realistyczną prezentację sygnału EEG. 

Trójwymiarowy model głowy może być obracany we 

wszystkich stopniach swobody, pozwalając na obserwację 

zmian czynności EEG poszczególnych obszarów głowy. 

Kolejnymi krokami analizy może być wyszukiwanie korelacji 

między sygnałem EEG a różnymi wydarzeniami (events) 

mogącymi wpływać na czynność EEG), analiza falkowa, itp. 

[6]. 

KLINICYSTA NEUROLOG 

WIELOWYMIAROWY POMIAR 

SYGNAŁÓW EEG 

STATYSTYK 

ANALIZA PORÓWNAWCZA 

UZYSKIWANYCH WYNIKÓW ORAZ 

STWORZENIE BAZY DANYCH 

Literatura cytowana 

1. American Electroencephalographic Society: Guidelines for 

standard electrode position nomenclature. J. Clin. Neurophysiol., 

8: 200-202, 1991. 

2. Jasper H. H.: The ten-twenty electrode system of the 

International Federation, EEG. Clin. Neurophysiol., 10: 371-375, 

1958. 

3. Klem G. H., Lüders H. O., Jasper H. H., Elger C.: The ten-twenty 

electrode system of the International Federation, EEG. Clin. 

Neurophysiol., Supp. 52: 3-6, 1999. 

4. Niebeling H. G.: Einführung in die Elektroencephalograpie, 

Johann Ambrosius Barth, Leipzig 1980. 

5. Chatrian G. E ., Lettich E., Nelson P. L.: Ten percent electrode 

system for topographic studies of spontaneous and evoked EEG 

activity, Am J. EEG Technol., 25: 83-92, 1985. 

6. Nuwer M. R., Lehmann D., Lopes de Silva F.: IFCN guidelines 

for topographic and frequency analysis of EEGs and EPs, EEG. 

Clin. Neurophysiol., Suppl. 52: 15-20, 1999. 

7. Oostenveld R.: www.smi.auc.dk/~roberto/electrode.htm 

8. Oostenveld R., Praamstra P.: The five percent electrode system 

for high-resolution EEG and ERP measurements, Clin. Neurophysiol. 

112: 713-719, 2001. 

9. 3Space Fastrak, Polhemus: 

www.antsoftware.nl/eetrak/fastrak.htm 

INFORMATYK 

MODEL WIELOWYMIAROWEGO 

SYGNAŁU EEG I JEGO 

AUTOMATYCZNA ANALIZA

problemy związane z topografią elektrod dla badań eeg

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?