Background: Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disease whose main neuropathological feature is the loss of dopaminergic neurons of the substantia nigra (SN). There is also an increase in iron content in the SN in postmortem and imaging studies using iron-sensitive MRI techniques. However, MRI results are variable across studies. Objectives: We performed a systematic meta-analysis of SN iron imaging studies in PD to better understand the role of iron-sensitive MRI quantification to distinguish patients from healthy controls. We also studied the factors that may influence iron quantification and analyzed the correlations between demographic and clinical data and iron load. Methods: We searched PubMed and ScienceDirect databases (from January 1994 to December 2019) for studies that analyzed iron load in the SN of PD patients using T2*, R2*, susceptibility weighting imaging (SWI), or quantitative susceptibility mapping (QSM) and compared the values with healthy controls. Details for each study regarding participants, imaging methods, and results were extracted. The effect size and confidence interval (CI) of 95% were calculated for each study as well as the pooled weighted effect size for each marker over studies. Hence, the correlations between technical and clinical metrics with iron load were analyzed. Results: Forty-six articles fulfilled the inclusion criteria including 27 for T2*/R2* measures, 10 for SWI, and 17 for QSM (3,135 patients and 1,675 controls). Eight of the articles analyzed both R2* and QSM. A notable effect size was found in the SN in PD for R2* increase (effect size: 0.84, 95% CI: 0.60 to 1.08), for SWI measurements (1.14, 95% CI: 0.54 to 1.73), and for QSM increase (1.13, 95% CI: 0.86 to 1.39). Correlations between imaging measures and Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS) scores were mostly observed for QSM. Conclusions: The consistent increase in MRI measures of iron content in PD across the literature using R2*, SWI, or QSM techniques confirmed that these measurements provided reliable markers of iron content in PD. Several of these measurements correlated with the severity of motor symptoms. Lastly, QSM appeared more robust and reproducible than R2* and more suited to multicenter studies.

中文翻译：

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铁成像作为帕金森氏病的诊断工具：系统评价和荟萃分析。

背景：帕金森氏病（PD）是一种进行性神经退行性疾病，其主要神经病理特征是黑质（SN）的多巴胺能神经元丢失。使用铁敏感的MRI技术的验尸和成像研究中，SN中的铁含量也有所增加。但是，MRI结果在各个研究中各不相同。目的：我们对PD中的SN铁成像研究进行了系统的荟萃分析，以更好地了解铁敏感的MRI定量在区分患者与健康对照中的作用。我们还研究了可能影响铁定量的因素，并分析了人口统计学和临床​​数据与铁负荷之间的相关性。方法：我们搜索了PubMed和ScienceDirect数据库（从1994年1月至2019年12月），以研究使用T2 *，R2 *，药敏度加权成像（SWI）或定量药敏度图（QSM）分析PD患者SN的铁负荷，并比较了健康控制的价值观。提取了有关参与者，成像方法和结果的每项研究的详细信息。为每个研究计算了95％的效应大小和置信区间（CI），以及研究中每个标记的加权加权效应大小。因此，分析了技术指标和临床指标与铁负荷之间的相关性。结果：46篇文章符合纳入标准，包括T2 * / R2 *措施27项，SWI措施10项和QSM措施17项（3,135例患者和1,675例对照）。其中八篇文章同时分析了R2 *和QSM。在PD的SN中发现了一个显着的效应大小，即R2 *增加（效应大小：0.84，95％CI：0.60至1.08），SWI测量（1.14，95％CI：0.54至1.73），QSM增加（ 1.13，95％CI：0.86至1.39）。对于QSM，大多数观察到影像学测量与帕金森病统一评分量表（UPDRS）评分之间的相关性。结论：文献中使用R2 *，SWI或QSM技术对PD中铁含量的MRI测量值的一致增加证实了这些测量结果提供了PD中铁含量的可靠标记。这些测量中的一些与运动症状的严重程度相关。最后，QSM似乎比R2 *更健壮和可重复，并且更适合于多中心研究。0.54到1.73），而QSM增加（1.13，95％CI：0.86到1.39）。对于QSM，大多数观察到影像学检查与统一的帕金森氏疾病评分量表（UPDRS）评分之间的相关性。结论：文献中使用R2 *，SWI或QSM技术对PD中铁含量的MRI测量值的一致增加，证实了这些测量值提供了PD中铁含量的可靠标记。这些测量中的一些与运动症状的严重程度相关。最后，QSM似乎比R2 *更健壮和可重复，并且更适合于多中心研究。0.54到1.73），而QSM增加（1.13，95％CI：0.86到1.39）。对于QSM，大多数观察到影像学检查与统一的帕金森氏疾病评分量表（UPDRS）评分之间的相关性。结论：文献中使用R2 *，SWI或QSM技术对PD中铁含量的MRI测量值的一致增加证实了这些测量结果提供了PD中铁含量的可靠标记。这些测量中的一些与运动症状的严重程度相关。最后，QSM似乎比R2 *更健壮和可重复，并且更适合于多中心研究。在整个文献中，使用R2 *，SWI或QSM技术对PD中铁含量的MRI测量值的一致增加证实了这些测量值提供了PD中铁含量的可靠标记。这些测量中的一些与运动症状的严重程度相关。最后，QSM似乎比R2 *更健壮和可重复，并且更适合于多中心研究。整个文献中使用R2 *，SWI或QSM技术对PD中铁含量的MRI测量值的一致增加，证实了这些测量值提供了PD中铁含量的可靠标记。这些测量中的一些与运动症状的严重程度相关。最后，QSM似乎比R2 *更健壮和可重复，并且更适合于多中心研究。