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IT Literature Intelligence 终审版本 (VERIFIED) 论文编号: 140 | 原始基线: V0_ZCODE_BASELINE | 语义审核: pass | 图表审核: pass

The standardized EEG electrode array of the IFCN

Seeck · Clinical Neurophysiology · 2017 · Zotero itemID=1393

这是一份由国际临床神经生理学联盟（IFCN）发布的技术指南，目的只有一个：更新并统一头皮脑电图（electroencephalography, EEG）电极的位置与命名。文章回答了三个非常实际的问题——常规临床记录最少装多少电极、高密度记录（64–256 导）什么时候值得上、电极再多到 10-10 系统之外该怎么命名。它值得读，是因为它把"为什么电极要放在这些位置"从头讲了一遍：从颅骨测量、百分比命名，到下颞电极链为何必须补上、儿童为什么反而不能减电极，一条线贯穿全文。

研究背景

头皮电极标准化是脑电图历史上关键的一步。Jasper 等人在 1958 年提出 10-20 系统（10-20 system），1999 年由 Klem 等发布了 IFCN 的首版正式指南。这套系统的命名规则是：字母 F、T、P、O 指示其下方的脑叶（例外是 P7/P8，实际位于后颞上方），C 表示中央区，Fp 是额极；奇数在左、偶数在右，中线电极加 z。电极位置按颅骨测颅标志点（cephalometric landmarks）之间周长的百分比确定：鼻根（nasion）、枕外隆凸尖（inion）和左右耳前点（preauricular points），沿四条测量线以 20% 和 10% 的比例插值。但这个系统有个公认的老毛病——颞叶覆盖不足。早在 1982 年就有人提出"Maudsley 电极"专门补颞极采样；后来 10-20 又被改良组合命名法（modified combinatorial nomenclature）的 10% 电极扩展，再后来随着源成像（source imaging）兴起，Oostenveld 和 Praamstra 在 2001 年提出最多达 345 个位置的 10-5 系统，而现在商用放大器已能同步记录 256 个电极。

缺口在于三点。其一，常规标准记录根本不覆盖颞叶前部和底部——这恰恰是癫痫样活动最常见的起源（内侧颞结构活动从这里发出或传播），海马硬化所致颞叶癫痫、自身免疫性癫痫、阿尔茨海默病等都以此区病理为主。其二，高密度电极阵列虽已普及，命名却各行其是：多数厂商只给简单编号，要看图就得随身带着电极位置示意图或软件对照表，各中心之间无从比较，10-5 系统的命名也从未被 ACNS 或 IFCN 正式接纳。其三，儿科常规往往只装 10–12 个电极，"头小就少用几个电极"是通行做法，却缺少定量依据。

研究思路

作者的总体策略是把命名与配置做成一条贯穿始终、可逐级扩展的逻辑链。先从 10-20 系统出发，沿用同一套百分比测量逻辑插入 10% 位置的改良组合命名（即 10-10 系统），并把此前前后两端"断开"的下颞电极链补全成一整圈，由此把最低标准配置升级为 25 导；再向上，针对需要源定位的临床问题给出 64–256 导的高密度选项（对应 10-5 系统），并用前瞻研究与模拟研究的证据回答"多少电极才够"；最后单独处理儿童和多导生理记录等特殊场景。这样设计的理由很清楚：命名不统一和电极数量之争本质上是同一个问题——头皮采样密度需要在"技师戴帽的时间成本"与"不漏掉癫痫样活动"之间找个可维护的平衡点，而平衡点应该按应用分层给出，而不是一刀切。

方法

本文是指南而非实验研究，其"方法"包含两部分。第一部分是标准测量本身的定义：以鼻根—头顶—枕外隆凸尖的矢状周线为 100%，在其上按百分比定出 Fpz、Fz、Cz、Pz、Oz 的"经度"；再以左右耳前点过头顶的冠状周线定出 T9、C3、Cz、C4、T10 等"纬度"；另外两条分别是经 T7/T8 的左右外侧链和经 C3/C4 的矢状旁链（F3/4、P3/4 等），四条线交叉即可锁定全部电极位置。第二部分是对文献证据的梳理：包括模拟研究中电极间距需 1–2 cm（约需 100 个以上电极）的估计、少于 64 导时已知癫痫灶出现明显定位误差的研究、128 导儿科与成人研究提示至少 64–76 导才可避免显著源定位误差、以及 2001 年以来的 10-5 系统命名方案。文末还给出建议蒙太奇（montage，即导联组合）表格，以及 ECG、EMG、EOG 三类多导生理通道的电极位置、采样率与滤波参数。

主要结果

  1. 命名修正与逻辑统一：把 T3/T4 更名为 T7/T8、T5/T6 更名为 P7/P8，改为“使编号总体更一致；同一矢状线通常采用左7、右8，但Fp1/Fp2和O1/O2除外”。，并建议使用新命名以与 ACNS 指南一致；同时明确提醒，电极处的最大负电位并不必然一比一对应其下方的脑区——只有放射向源才成立，切向源（如中央沟前壁的 Rolandic 棘波）的最大负电位可出现在其他脑叶的电极上。

  2. 下颞电极链补全：改良组合命名中的下颞链（F9/F10、FT9/FT10、T9/T10、TP9/TP10、P9/P10）原先前后两端没有封闭，而高密度记录显示眶额源等常在这些位置记录到最大负电位。为此在 10-10 系统中补上 Fp9/10、AF9/10、PO9/10、O9/10，使下颞链首尾连通（图 2）。

  3. 新的 25 导基本标准：在 19 导经典配置基础上加入 T9/T10、F9/F10、P9/P10 六个下颞电极，构成 25 导基本阵列，应作为所有标准临床记录的最低配置；设备受限时也不得少于 19 导（图 3，配套蒙太奇见表 1）。任务组还强烈建议所有 EEG（包括常规短程记录和重症监护）都配合录像。

  4. 高密度记录与源成像（ESI）的证据：128–256 导的前瞻研究显示，源成像定位精度优于 29–31 导，包括 MRI 阴性的癫痫患者；模拟研究估计电极间距需 1–2 cm（即全头 100 个以上电极）；已知癫痫灶在少于 64 导采样时出现明显定位误差，另一 128 导研究认为至少需要 64–76 导；76 导的发作期源成像研究也取得良好定位（图 5）。ESI 算法分两类：等效电流偶极子模型与分布式源模型，后者无需先验假设偶极子数目，改为“ESI结果需与脑解剖结构配准，理想情况下使用患者自身MRI构建真实头模型；标准化平均坐标可作替代，但不适合颅骨变形或头围极端者”。。

  5. 儿童不减电极：儿童颅骨更薄、颅骨容积导电率更高，空间混叠（spatial aliasing）风险更大，理论上比成人需要更多而非更少电极；除新生儿或早产儿外 25 导完全可以戴好，建议儿科至少使用与成人相同的电极数。例外仅限重症患儿（可减至 16 导）和新生儿长程监测（可减至 12 导）。

图注解读

图 1 · 经典 10-20 系统电极摆放（三视角）

原文图注：Fig. 1. A-C: Placement of the standard electrodes of the 10–20-system (modified from Klem et al., 1999, with permission). A: lateral view, B: frontal view, C: from the top.

这张图是后两版系统（10-10、10-5）的参照底板。A 侧面观展示鼻根—额极—中部—枕部沿矢状方向的经度划分，B 正面观展示双耳前点经头顶连线的纬度划分，C 顶面观则把两条周线交叉后得到的 19 个经典电极整体摆出来。读者可以看到 Fp1/2、F3/4、C3/4、P3/4、O1/2 这些对称位置都是同一套百分比测量的产物。它支撑第 1 条背景：10-20 的位置定义本身就依赖这几条测量线，命名不是约定俗成的字母游戏，而是几何测量的结果。

Figure 1

图 2 · 补全下颞链后的 10-10 改良组合命名

原文图注：Fig. 2. Modified combinatorial nomenclature of the 10–10-system, extended with anterior and posterior electrodes in the inferior chain.

这是全文的核心新命名图：一片俯视头表网格，上下方向是额—中央—顶—枕各排，左右是半球，其中 FC、FT、CP、PO、AF 等组合名占据两排之间的 10% 位置，T3/T4 改为 T7/T8、T5/T6 改为 P7/P8 后的编号也在此体现。新增看点是最外圈：Fp9/10、AF9/10、PO9/10、O9/10 作为下颞链的头尾端被补进网格。它支撑主要结果第 2 条——下颞链不再前后断开，眶额源与下颞源的活动这才有了归属位置。

Figure 2

图 3 · 新的标准 25 导装帽方案

原文图注：Fig. 3. New standard montage, with the additional coverage of the inferior and anterior brain regions.

如果说图 2 是命名表，图 3 就是给技师的执行版：直接画出推荐基本阵列的实际摆放，19 个经典 10-20 电极之外，下颞链的 T9/T10、F9/F10、P9/P10 六个电极清晰可见，一并覆盖颞叶下部和前部区域。它支撑主要结果第 3 条——25 导是所有标准临床记录的下限，改为“相较经典19电极配置，每侧增加三个下颞电极”；如保留成本判断，应标注为解释性评价。，换来的却是对最常见的癫痫起源区的采样。

Figure 3

图 4 · 一例被双极蒙太奇漏掉的 FC6 灶

原文图注：Fig. 4. Top: 11 year old boy with focal epilepsy. Negative scalp EEG, including sleep recordings using ''double banana montage" from 31 scalp electrodes. Bottom: careful review of the monopolar montage (average reference) of the 31 electrodes showed a circumscribed focus, essentially restricted to FC6 with occasional spreading to F8. FC6 is not part of the usual clinical set-up which is why the epileptic focus was never seen in standard scalp recordings.

这是一个病例展示：上方是 11 岁局灶性癫痫男孩在常规"双香蕉"双极蒙太奇（31 个电极，含睡眠记录）下完全阴性的 EEG 片段；下方是同一批数据在平均参考单极视图下的重审，可见一个局限的病灶，基本只限于 FC6，偶尔扩散到 F8。这张图说明了双层问题：改为“该病例提示蒙太奇选择可能影响局灶异常的可见性；原文未进一步验证双极视图漏检的具体机制”。，二是 FC6 这样的中间行电极本就常不在常规临床配置里，即使记录了也未必被细看。它为"标准配置覆盖不足、必要时需扩展到 10-10 或高密度系统"的主张提供了临床实例。

Figure 4

图 5 · 256 导电极在三维人脑上的投影

原文图注：Fig. 5. 256 electrodes projected onto a 3D healthy human brain. Note the improved spatial sampling from most of the cortical areas (by Laurent Spinelli, University Hospital of Geneva).

图上是把 256 个电极坐标投影到正常人脑的三维渲染上，可见电极几乎均匀密布整个头皮、颈部和面颊。作者用这张图直观呈现"大地测量式"（geodesic）电极网的优势：均匀密集采样可以把常规电极漏掉的活动显现出来。它支撑主要结果第 4 条——高密度阵列能把源成像的空间精度推向脑亚区（sub-lobar）水平，是术前评估时有很高价值的补充检查。

Figure 5

图 6 · 完整的 10-5 系统

原文图注：Fig. 6. Full 10–5-system. Additional electrode positions in the 10–5 system are indicated by white circles. Standard and extended electrode arrays are indicated (black electrodes: 10–20 system; gray electrodes: 10–10 system; with permission from Oostenveld and Praamstra (2001)).

这张图来自 Oostenveld 和 Praamstra 的原始文献，用颜色区分三个层级：黑色电极是 10-20 系统，灰色是 10-10 系统，白圈则是 10-5 系统在高密度配置下额外追加的位置。10-5 系统沿用同样的命名逻辑，用类似"北北西"的方位组合（如 CCP、FCC）加 h 表示位于两个 10-10 电极之间的中点，并引入位于枕外隆凸上的 Iz 及其下方的 I1/I2 或 OI1/OI2。它支撑讨论部分待解决的问题——60 导以上的高密度系统日益普及，但 10-10 之外的这套命名至今未被 IFCN 或 ACNS 正式采纳，各中心比较数据必须先统一语言。

Figure 6

讨论

作者把标准配置理解成一种折中：常规 EEG 的适应症很多（脑病诊断、昏迷监测、寻找全面性放电等）未必需要大阵列，加电极意味着加技师的时间和操作成本，所以先用 25 导把最常漏的下颞区补上，再按临床问题逐级升级。他们同时承认两点局限：其一，10-5 系统的命名（CCP、FCC 之类）尚未被任何权威学会正式接纳，各厂商用简单编号的做法在短期内仍会持续，全面而逻辑化的轨外命名是未来任务；其二，用健康人平均电极坐标做标准化定位虽是可行替代，但在颅骨变形或头颅过小/过大的患者上会误导，因此术前评估场景强调用手持 3D 数字化仪、光学系统或 MR 可见电极等手段实测电极位置。文章还与既有文献密集对话：从 Jasper 1958 与 Klem 1999 的经典定义，到 Oostenveld 和 Praamstra 2001 的 10-5 系统，再到 Brodbeck、Lascano、Sohrabpour 等关于"多少电极才够"的前瞻研究，改为“核心建议结合了既有临床、模拟和方法学文献以及任务组共识，但本文未提供系统综述式的检索与证据分级”。。

一句话总结

这份指南读起来枯燥，但内容极硬核：它实质上是把"电极放在哪里、为什么、够不够"从经验问题变成了几何与采样定理问题——25 导的最低标准、儿童不减反增的电极要求、以及"源定位至少 64 导起"的量化证据，都是可以拿来直接校对自己实验室电极帽的理由。以我的理解，它最大的价值是给跨中心数据比较立了底线：只要你记录时低于这套配置，任何"没发现异常"都要先打上采样不足的折扣（此为个人判断，供参考）。

审校与证据追溯 (Verification & Evidence)

图表审计结果

关键事实与局限性声明