Die Urologie
Autoren
Manuel Ritter

Bildgebung der Urolithiasis

Die Diagnostik der Urolithiasis ist neben typischen klinischen Symptomen und laborchemischen Untersuchungen vor allem abhängig von bildgebenden Verfahren. Diese unterscheiden sich wesentlich in ihrer Sensitivität und Spezifität und sollten deshalb in Abhängigkeit von der jeweiligen Fragestellung zielgerichtet zum Einsatz kommen. Welches bildgebende Verfahren zur Anwendung kommt, hängt von verschiedenen Parametern ab. Neben der räumlichen und zeitlichen Verfügbarkeit ist hierbei insbesondere die Unterscheidung zwischen Notfalldiagnostik und elektiver Therapieplanung wichtig. In diesem Kapitel werden alle für die Diagnostik und Therapieplanung der Harnsteinerkrankung relevanten bildgebenden Verfahren beschrieben und ihr jeweiliger Stellenwert entsprechend des aktuellen Stands der technischen Entwicklung erläutert.

Ultraschall

Die Untersuchung des Harntrakts mit Ultraschall ist sowohl in der Notfalldiagnostik der Urolithiasis als auch in der Nachsorge bei bekanntem Steinleiden eine schnelle, günstige und richtungsweisende Technik. Sie gibt dem Untersucher in kurzer Zeit die Möglichkeit die klinische Verdachtsdiagnose einer Urolithiasis zu erhärten und gegebenenfalls weiterführende Diagnostik oder bereits die richtige Therapie einzuleiten. Insbesondere der Ausschluss von Differenzialdiagnosen der Kolikschmerzen (Nierenvenenthrombose, Aortenaneurysma, Nierentumor etc.) kann bei einer fundierten Ausbildung in dieser Untersuchungstechnik sehr schnell erfolgen. Des Weiteren ermöglicht die Untersuchung mit Ultraschall eine dynamische Darstellung des Harntrakts in Echtzeit ohne Strahlenbelastung für den Patienten. In wissenschaftlichen Untersuchungen wird die Sensitivität des Ultraschalls zur Erkennung von Nierensteinen untersucherabhängig zwischen 20–100 % angegeben.

Untersuchungstechnik

Zur sonographischen Darstellung der Nieren und der Harnblase sind beim Erwachsenen Sektoren- und Konvexschallköpfe mit einer Frequenz von 3,5–5 Hz am besten geeignet. Bei der Untersuchung schwer zugänglicher Regionen oder zur Punktion z. B. interkostal ist die geringe Ankopplungsfläche des Sektorenschallkopfes von Vorteil. Zur allgemeinen Untersuchung des Retroperitoneums und des Abdomens bieten Konvexschallköpfe die beste Übersicht. Bei der Untersuchung von Kindern oder sehr schlanken Personen kann die Verwendung eines Linearschallkopfes mit einer Frequenz von 5–12 Hz Verwendung finden, da die Eindringtiefe hier geringer ist und somit insbesondere schallkopfnah ein besserer Kontrast geschaffen werden kann.
Tipp
Die Geräteeinstellung hat einen entscheidenden Einfluss auf die Bildqualität, sodass jeder Untersucher am Gerät eingewiesen sein muss und die Einstellungen vor jeder Untersuchung entsprechend überprüft werden müssen.
Zur Untersuchung der Nieren sollte sich der Patient in Rückenlage befinden und die Arme hinter dem Kopf verschränken. Dies ermöglicht durch das Anheben des Rippenbogens eine bessere Übersicht und Beurteilbarkeit der Nieren. Zur Längsdarstellung des Organs wird der Schallkopf im sogenannten Flankenschnitt aufgesetzt. Anschließend erfolgt nach Drehung des Schallkopfes um 90° die komplette Darstellung der Niere im Querschnitt. Dabei können insbesondere ventral oder dorsal liegende Raumforderungen als Nebenbefund am besten beurteilt werden. Jeder Untersucher sollte nach einem festen Schema vorgehen.

Befunddokumentation

Bei der Durchführung von Ultraschalluntersuchungen müssen folgende Punkte dokumentiert werden:
  • Identität des Patienten,
  • Identität des Untersuchers,
  • Untersuchungsdatum,
  • Fragestellung der Untersuchung,
  • Untersuchungsbedingungen bzw. Einschränkungen der Beurteilbarkeit,
  • organspezifische Befundbeschreibung,
  • (Verdachts-)Diagnose,
  • abgeleitete Konsequenzen aus dem Untersuchungsbefund.
In der Steindiagnostik liegt der Schwerpunkt der Fragestellung insbesondere auf:
  • Nierenbeckenkelchektasie,
  • Nierensteine,
  • Parenchymdicke.
Form, Lage und Größe der Nieren, Raumforderungen sowie die Nierenperfusion sollten immer mit beurteilt werden.
Merke
Die Abbildung eines erweiterten Nierenbeckenkelchsystems mittels Ultraschall stellt eine Momentaufnahme ohne längeren zeitlichen Verlauf und funktionelle Beurteilung dar, weshalb man bei der Befundung von einer Ektasie und nicht von einem Harnstau spricht.
Bei der Beurteilung der Ektasie des Nierenbeckenkelch systems sollte die in Tab. 1 beschriebene Graduierung Verwendung finden, um den Befund unabhängig vom Untersucher zu objektivieren.
Tab. 1
Gradeinteilung der Nierenbeckenkelchekatasie
Einteilung der Ektasie
Befund
Grad I
Nierenbecken echofrei dilatiert ohne Dilatation der Nierenkelche. Normale Parenchymdicke und deutliches zentrales Reflexband
Grad II
Nierenbecken, Kelchhälse und Nierenkelche echofrei dilatiert. Zentrales Reflexband abgeschwächt
Grad III
Nierenbecken und Nierenkelche ausgeprägt dilatiert mit Verplumpung der Kelche. Zentrales Reflexband kaum/nicht darstellbar
Grad IV
Echofreie Aufweitung des gesamten Nierenbeckenkelchsystems mit deutlicher Parenchymrarefizierung
Die Darstellung des Ureters gelingt in nicht erweitertem Normalzustand in der Regel nicht. Bei hohen Uretersteinen können manchmal eine Dilatation des Ureters und das entsprechende Konkrement abgebildet werden. Nierensteine stellen sich unabhängig von ihrer mineralischen Zusammensetzung als echoreiche Strukturen mit echofreiem Schallschatten im Bild dar (Abb. 1, Tab. 1). Dabei sollte die Lage und vor allem die Größe des Steines beurteilt und beschrieben werden. Mit modernen Ultraschallgeräten können bereits kleinste Verkalkungen mit einem Durchmesser von 2–3 mm erkannt werden. Die Beurteilung, ob diese frei im Nierenkelch liegen oder noch fest an der Papille anhaften, kann dabei schwierig sein.

Konventionelle Röntgenuntersuchungen

Sowohl konventionelle Röntgentechnik als auch die Computertomographie (CT) nutzen ionisierende Strahlung als technische Grundlage der Bilderstellung. Die Strahlendosen, denen der Patient durch die einzelnen Modalitäten ausgesetzt wird, sind in Tab. 2 aufgeführt.
Tab. 2
Strahlenbelastung durch unterschiedliche Bildgebungstechniken (Türk et al. 2013)
Technik
Strahlenbelastung (mSv)
Abdomenleeraufnahme
0,5–1
Ausscheidungsurogramm
1,3–3,5
Standard-CT, nativ
4,5–5
Low-dose-CT, nativ
0,97–1,9
CT mit Kontrastmittel
25–35
Merke
Bei der Wahl der Diagnostik ist nach dem Grundprinzip des Strahlenschutzes ALARA (As low as reasonably achievable) vorzugehen und die geeignete Untersuchung mit der besten Aussagekraft bei möglichst niedriger Strahlenbelastung für den Patienten zu wählen.

Abdomenübersichtsaufnahme

Die Abdomenübersichtsaufnahme ermöglicht durch die Abbildung des gesamten Harntrakts die Suche nach röntgendichten Konkrementen. Zur alleinigen Diagnostik und Therapieentscheidung ist die Untersuchung aufgrund der fehlenden Aussagekraft bezüglich einer möglichen Obstruktion des Harntrakts nicht geeignet. In Kombination mit dem Ultraschallbefund und der klinischen Symptomatik kann sie bei röntgendichten Steinen jedoch ausreichend sein eine Therapieentscheidung zu treffen. Da ungefähr 90 % aller Harnsteine durch bestehende Kalziumverbindungen röntgendicht sind, lassen sie sich mit dieser Untersuchung in der Regel abbilden. Dennoch wird die Darstellbarkeit durch verschiedene Faktoren, wie dem Aufnahmemodus oder Darmgasüberlagerung entscheidend beeinflusst, sodass die Sensitivität der Abdomenübersichtsaufnahme im Rahmen einer Steinkolik bei 60–70 % liegt mit einer Spezifität von 70–80 %. Ohne das Vorliegen einer Steinkolik sind die Werte noch geringer. Insgesamt ist die Abdomenübersichtsaufnahme der nativen CT damit bei der Steindetektion signifikant unterlegen (Türk et al. 2013).

Untersuchungstechnik

Die klassischen Filmfoliensysteme mit Röntgenkassetten werden zunehmend durch digitale Röntgensysteme ersetzt. Stehen nur ältere Röntgengeräte zur Verfügung, können durch die Verwendung von Speicherfolien ebenfalls digitale Aufnahmen erstellt werden, die in zentralen Bildarchiven gespeichert und jederzeit abgerufen werden können. Die Aufnahme des gesamten Harntrakts sollte bei Foliensystemen mit dem Format 30 × 40 cm oder 35 × 43 cm erfolgen. Ebenso wie bei den digitalen Systemen, die strahlungsarmes Einstellen des gewünschten Bildausschnitts ermöglichen, sollte aus Gründen des Strahlenschutzes auf eine korrekte Einblendung geachtet werden. Als Bildgrenzen sollten dabei der Oberrand der Symphyse sowie die Oberkante des 12. Brustwirbels abgebildet sein. Seitlich darf die Körpergrenze des Patienten nicht überschritten werden, um eine Überbelichtung der Aufnahme zu vermeiden. Die Untersuchung erfolgt im a.-p.-Strahlengang im Liegen oder im Stehen in einer Atempause nach tiefer Exspiration, um eine Verwaschung der Nierenkontur zu vermeiden. Die Röhrenspannung sollte je nach Konstitution des Patienten zwischen 70–90 kV betragen. Moderne Systeme kalibrieren sich durch eine vorherige Durchleuchtung automatisch.

Befunddokumentation

Zur Befunddokumentation ist die Beurteilung der Bildqualität entscheidend. Die oben genannten Bildgrenzen sollten auf der Aufnahme eingehalten werden, um keine Steine z. B. in der oberen Kelchgruppe der Niere oder im distalen Ureter zu übersehen. Als Qualitätsmerkmal muss der Psoasrandschatten auf der Aufnahme beginnend bei der 12. Rippe erkennbar durchgezeichnet sein. Eine mögliche Darmgasüberlagerung muss im Befund erwähnt werden. Neben der Suche nach Harnsteinen sollte der Befund Aussagen zu den knöchernen Strukturen enthalten (Osteoporose, Skoliose, Frakturen, Metastasen etc.). Bei der Beurteilung der Weichteile müssen die Erkennbarkeit des Psoasrandschattens sowie die Nierenkontur (Größe, Symmetrie) beschrieben werden. Sichtbare Verkalkungen durch Gallensteine, Lymphknoten oder Arteriosklerose können die Differenzierung zwischen im Harntrakt liegenden Verkalkungen schwierig machen und sind häufig ohne Kontrastmittelgabe nicht genauer lokalisierbar. Insbesondere Phlebolithen im kleinen Becken können mit distalen Uretersteinen verwechselt werden.

Ausscheidungsurogramm (AUG)

Das AUG oder synonym intravenöse Pyelogramm (IVP) stellte lange Jahre den Goldstandard zur Diagnostik von Harnsteinen dar. Zur Darstellung des Harntrakts werden dabei in einer standardisierten zeitlichen Sequenz Abdomenübersichtsaufnahmen nach der Gabe von nichtionischem Kontrastmittel (KM) gemacht. Zur Detektion von Harnsteinen wurde in den 90er-Jahren die Überlegenheit der nativen CT gegenüber dem AUG nachgewiesen, sodass die Untersuchung in vielen Zentren im Rahmen der Notfalldiagnostik abgelöst wurde. Trotz der Unterlegenheit bei der reinen Steindetektion bietet die Untersuchung jedoch den Vorteil einer morphologischen Abbildung des Harntrakts durch die Kontrastmittelgabe. Dies ermöglicht einerseits den Nachweis oder Ausschluss eines Harnleiter- oder Nierenbeckentumors und andererseits eine umgehende Planung der adäquaten Steintherapie. Bevor eine interventionelle Steinsanierung durchgeführt wird, wird eine Kontrastmitteldarstellung des Harntrakts empfohlen (Türk et al. 2013). Diese Überlegungen sollten bei der Wahl der geeigneten Untersuchungsmodalität berücksichtigt werden.
Cave
Kontraindikationen zur Kontrastmittelgabe: akute Kolik, Schwangerschaft, Niereninsuffizienz mit einer eGFR < 45 ml/min/1,73 m2, Metformineinnahme bei eGFR < 45 ml/min/1,73 m2, Kontrastmittelallergie, Plasmozytom, unbehandelte Hyperthyreose.
Falls Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion und gleichzeitiger Metformineinnahme notfallmäßig jodhaltiges Kontrastmittel (KM) bekommen, ist folgendes Vorgehen empfohlen.
Merke
  • Hydratation, z. B. 1 ml/kg KG/h 0.9 % NaCl i.v. so früh wie möglich vor bis 12 h nach Untersuchung (möglichst 12 h vorher beginnen, Benko et al. 2007).
  • Auf Symptome einer Laktatazidose (pH-Wert <7,25, Laktat >5 mmol/l) achten wie Übelkeit, Somnolenz, epigastrische Schmerzen, Hyperpnoe, Lethargie, Diarrhoe, Durst.
  • Täglich venöse Astrup-Kontrolle und Laktatkontrolle innerhalb der ersten 3 Tage nach KM-Applikation.
  • Erneute Gabe von Metformin erst 48 h nach KM-Gabe nach Kontrolle des Serumkreatininwertes und Ausschluss einer kontrastmittelinduzierten Nephropathie (KIN) bzw. bei persistierender Niereninsuffizienz Wechsel auf andere Diabetestherapie.

Untersuchungstechnik

Der Patient wird wie bei der Abdomenübersichtsaufnahme in Rückenlage gelagert, die Aufnahme erfolgt im a.-p.-Strahlengang. Die Untersuchung beginnt mit einer Abdomenübersichtsaufnahme. Die Qualität der Übersichtsaufnahme muss von einem Arzt befundet werden, um eine unnötige KM-Gabe bei z. B. ausgeprägter Darmgasüberlagerung und daraus folgender schlechter Beurteilbarkeit des AUG zu vermeiden. In diesem Fall sollte die Untersuchung zu einem späteren Zeitpunkt nach entsprechender Vorbereitung des Patienten wiederholt werden. Die intravenöse KM-Applikation kann direkt mittels Injektion aus der Spritze oder als Kurzinfusion erfolgen. In jedem Fall muss ein sicherer venöser Zugang zur möglichen Behandlung einer allergischen Reaktion bestehen. Ist eine KM-Allergie bekannt, kann durch eine geeignete Prämedikation eine allergische Reaktion unterbunden werden. Heutzutage sollte in diesem Fall jedoch komplett auf eine intravenöse Kontrastmittelgabe verzichtet werden. Die Dosierung des Kontrastmittels richtet sich nach dem Körpergewicht des Patienten. Eine ausreichende Kontrastierung wird bei Erwachsenen mit der Verwendung von 1 ml KM/kg KG bei einer Jodkonzentration von 300 mg/ml erreicht. Die KM-Gabe muss durch einen Arzt erfolgen, um eine mögliche anaphylaktische Reaktion umgehend zu erkennen und behandeln zu können. Nach der Gabe der entsprechenden Menge an KM werden bei der Suche nach einem Harnstein Aufnahmen nach 7 und 20 min angefertigt. Bei asymmetrischer KM-Ausscheidung aufgrund eines Harnstaus oder einer einseitigen Nierenfunktionsminderung können bei Bedarf Spätaufnahmen z. B. nach 60 und 120 min erforderlich sein.

Befunddokumentation

Niere
2–3 min nach der KM-Gabe können in der nephrographischen Phase die Symmetrie der Nierenkontrastierung, die Nierenkontur und mögliche avaskuläre Bereiche im Nierenparenchym beurteilt werden. Die Form, Lage und Größe der Nieren kann zu diesem Zeitpunkt bereits beschrieben werden.
Nierenbecken und Harnleiter
Nach ca. 3 min flutet das KM in den Nierenkelchen an und ermöglicht die Beurteilung des Nierenbeckens und des proximalen Ureters. Im Leerbild sichtbare Verkalkungen in Projektion auf die Niere können jetzt bereits dem Harntrakt zugeordnet werden. Nach 7 min stellt sich idealerweise das Nierenbeckenkelchsystem und der Ureter gemeinsam kontrastiert dar und ermöglicht so eine Beurteilung des gesamten oberen Harntrakts.
Bei der Beurteilung der Ablaufphase ist auf KM-Aussparungen durch nicht röntgendichte Steine oder tumorverdächtige Strukturen zu achten. Auf jedem Bild muss die abgelaufene Zeit nach der KM-Gabe dokumentiert sein. Durch obstruierende Steine können die KM-Anflutung und der Abfluss im Harnleiter durch die stehende Urinsäule und den erhöhten Druck zeitlich verzögert sein. Des Weiteren ist eine funktionelle wirksame Obstruktion durch eine Dilatation des Harnleiters proximal des Steins gut zu erkennen. Nach 20 min sollte bei freien Abflussverhältnissen ein Großteil des Kontrastmittels auf beiden Seiten aus dem oberen Harntrakt abgeflossen sein.

Computertomographie (CT)

Untersuchungstechnik

Die Technik der CT hat sich in den letzten Jahren unter Aspekten der Bildqualität und des Strahlenschutzes enorm weiterentwickelt und sich als Goldstandard in der Steindiagnostik etabliert. Die native Untersuchung zur Steinsuche ist mittlerweile innerhalb weniger Sekunden möglich mit einer Sensitivität von 94–100 % und erreicht dabei eine Spezifität von 92–100 % (Türk et al. 2013, Abb. 2, Abb. 3). Zusätzlich können Differenzialdiagnosen wie Adnextumoren oder entzündliche Veränderungen wie Appendizitis, Divertikulitis oder Cholezystitis nachgewiesen werden (Rucker et al. 2004). Der Patient muss für die Untersuchung nicht speziell vorbereitet werden. Eine gut gefüllte Harnblase erleichtert jedoch die Diskriminierung zwischen kleinen distalen Uretersteinen und extraureteralen Verkalkungen wie z. B. Phlebolithen im kleinen Becken. Wird die Untersuchung in Bauchlage durchgeführt, kann zusätzlich zwischen einem Konkrement im Ostium und einem bereits spontan abgegangenem Konkrement in der Blase unterschieden werden, da dieses ventral zu liegen käme, während das Konkrement im Ostium weiterhin typisch dorsal an der Harnleitermündung lokalisiert wäre.
Zur Durchführung der Untersuchung stehen dem Radiologen verschiedene Protokolle zur Verfügung. Die Wahl des geeigneten Untersuchungsprotokolls obliegt in der Regel dem die Untersuchung durchführenden Radiologen. Dennoch ist darauf zu achten, dass vor allem bei adipösen Patienten mit einem BMI >30 kein Low-dose-Protokoll zum Einsatz kommen sollte. Die native Untersuchung ist nur zur Diagnostik im Notfall geeignet, da vor einer geplanten Steintherapie die Kontrastmitteldarstellung des Nierenbeckenkelchsystems empfohlen wird (Türk et al. 2013). Das CT-Urogramm ermöglicht dabei neben der genauen Steindarstellung und Dichtemessung des Konkrements die 3D-Rekonstruktion des Harntrakts zur besseren Visualisierung der anatomischen Begebenheiten. Die komplette Untersuchung besteht in dem Fall analog zum herkömmlichen Ausscheidungsurogramm aus einer nativen Sequenz, der nephrographischen Phase und der Ausscheidungsphase mit Darstellung des Hohlsystems und des Harnleiters. Die nephrographische Phase und die Ausscheidungsphase können dabei durch eine 2-zeitige Kontrastmittelapplikation miteinander kombiniert werden (van der Molen et al. 2008). Des Weiteren kann durch die Applikation von 10 mg Furosemid 3–5 min vor der 1. Kontrastmittelapplikation einerseits die Untersuchungsdauer signifikant reduziert werden andererseits auch die Darstellung des Harnleiters durch eine homogenere Kontrastierung wesentlich verbessert werden (Silverman et al. 2006).

Indikationen

Notfalldiagnostik

In der Notfalldiagnostik der akuten Nierenkolik mit dem klinischen Verdacht auf einen Nieren- oder Harnleiterstein sollte immer eine native CT zur Abklärung durchgeführt werden. Die meisten Steinarten sind mit dieser Untersuchung gut detektierbar. Lediglich Steine, die bei der Einnahme von Proteaseinhibitoren entstehen, können mit der nativen CT nicht abgebildet werden. Bei insgesamt sehr niedriger Inzidenz dieser Konkremente sollte vor allem bei HIV-Patienten, die Indinavir als Medikation einnehmen, an diese Möglichkeit gedacht werden (Gentle et al. 1997). Bei Patienten mit den klinischen Zeichen einer Nierenkolik und zusätzlichen Befunden wie Mikrohämaturie oder Hydronephrose, bei denen in der CT kein Stein gefunden werden kann, sollte eine KM-Darstellung des Harntrakts zum Tumorausschluss erfolgen.

Therapieplanung

Zur Planung der optimalen Steintherapie kommt der Kenntnis mehrerer Faktoren wichtige Bedeutung zu: Steingröße, Steinanzahl, Steinlokalisation, Konfiguration des Nierenbeckenkelchsystems sowie Kenntnisse über die Steinzusammensetzung helfen bei der Auswahl des am besten geeigneten Verfahrens. Die Messung der Dichtewerte der Konkremente mittels Hounsfield-Einheiten ermöglicht eine Differenzierung in Harnsäuresteine und kalziumhaltige Steine (Motley et al. 2001). Diese Kenntnis beeinflusst die Therapiewahl in der täglichen Praxis entscheidend. Genauere Erkenntnisse über die Steinzusammensetzung können mit speziellen Untersuchungen gewonnen werden (Abschn. 5.1). Die native CT ermöglicht dabei nur eingeschränkte Aussagen über das Hohlsystem, sodass im Gegensatz zur Notfalldiagnostik bei der Therapieplanung immer eine urographische Darstellung erfolgen sollte. 3D-Rekonstruktionen des Harntrakts bieten die Möglichkeit, genauer zwischen Parenchymverkalkungen und Kelchsteinen zu unterscheiden und vor einer perkutanen Steinbehandlung die Punktion exakt zu planen (Ghani et al. 2009).

Reststeine

Das Ziel jeder Steintherapie ist, alle Teile der behandelten Steinmasse zu entfernen und den Patienten damit steinfrei zu machen. Bis zu 60 % der Patienten mit Reststeinen >5 mm nach erfolgter Therapie brauchen im weiteren Verlauf eine erneute Steintherapie. Aus diesem Grund hat die Detektion von Reststeinen intra- und postoperativ für den Patienten eine klinische Relevanz. Die CT ist für diese Fragestellung am besten geeignet, da sie der intraoperativen Durchleuchtung- oder Röntgendiagnostik überlegen ist. Ein Nachteil der Untersuchung unmittelbar postoperativ ist jedoch, dass zwischen einem Konglomerat aus Steinstaub und einem festen Konkrement nur schwer unterschieden werden kann. Aus diesem Grund sollte die intraoperative Bildgebung verbessert werden (Abschn. 5.2), weil die intraoperative Darstellung von Restkonkrementen die unmittelbare Entfernung derselben ermöglicht. Da diese Technik bislang nicht flächendeckend zur Verfügung steht, sollte insbesondere nach der Behandlung und Desintegration größerer Konkremente mittels Ureterorenoskopie (URS) und perkutaner Litholapaxie eine Erfolgskontrolle mit der nativen CT durchgeführt werden. Diese Untersuchung kann wahlweise unmittelbar am Folgetag nach dem Eingriff oder 2 Wochen postoperativ erfolgen. Damit wird das Risiko der Fehlinterpretation etwaiger Verkalkungen reduziert.

Magnetresonanztomographie (MRT)

Die MRT ermöglicht zwar eine bessere Kontrastauflösung als die CT, bietet jedoch eine geringere räumliche Auflösung. Konkremente werden schwarz dargestellt, was ihre Detektion deutlich erschwert. Man kann sie als Kontrastmittelaussparung abbilden, wobei insbesondere die Sensitivität abhängig vom Untersuchungsprotokoll deutlich eingeschränkt ist (50–96 %).
Bei Schwangeren und Kindern kann die Durchführung eines MR-Urogramms dennoch wichtige Erkenntnisse über die Ursache einer Obstruktion liefern. Insbesondere sekundäre Zeichen einer Harnleiterobstruktion wie perirenale Flüssigkeit oder Harnleiterdilatation können mit dem MR-Urogramm mit einer hohen Sensitivität erkannt werden. Die beste Detektionsrate für Harnleitersteine wurde mit einem dynamisch durchgeführten MR-Urogramm nachgewiesen (Sudah et al. 2002). In den Abbildungen (Abb. 3) ist dennoch gut erkennbar, dass selbst größere Nierenbeckenkonkremente im Vergleich zur CT wenig eindrücklich zu erkennen sind. Aufgrund dieser Einschränkungen, der längeren Untersuchungsdauer, den höheren Kosten und der geringeren Verfügbarkeit sollte die Anwendung des MRT in der Diagnostik und Therapieplanung der Urolithiasis Patienten vorbehalten sein, bei denen auf ionisierende Strahlung nach Möglichkeit verzichtet werden soll.

Neue Bildgebungstechniken

Dual-Energy-Computertomographie (Dual-Source-Computertomographie)

Da insbesondere Harnsäuresteine einer medikamentösen Therapie zugänglich sind, die dem Patienten eine Intervention ersparen kann, besteht ein großes Interesse mittels bildgebender Verfahren die Steinzusammensetzung bei Patienten korrekt zu bestimmen. Die Unterteilung in röntgendicht und nich tröntgendicht hilft dabei nur bedingt. Durch die Messung der Hounsfield-Einheiten bei der herkömmlichen CT ist die Bestimmung von Harnsäuresteinen und deren Abgrenzung von anderen Steinzusammensetzungen schon sehr viel besser (Sensitivität 71 %, Spezifität 69 %; Kulkarni et al. 2013). Die Entwicklung der Dual-Energy-CT und ihre Anwendung in der Steindiagnostik ermöglicht für viele Steinarten eine exakte Bestimmung der Zusammensetzung. Dabei nutzt man den Effekt, dass bei der Verwendung 2 unterschiedlicher Spannungen unterschiedliche Photonenspektren entstehen, die beim Auftreffen auf das Gewebe und Materialien unterschiedlich geschwächt werden. Dieses Verhalten kann durch Referenzmaterialien (z. B. Wasser und Kontrastmittel) bestimmten chemischen Verbindungen zugeordnet werden. Die Nachbearbeitung dieser Bildinformation ermöglicht dann z. B. eine farbliche Darstellung unterschiedlicher Steine. Nachdem anfänglich die unterschiedlichen Spannungen durch eine Spannungsquelle abwechselnd erzeugt wurden, kann mit Geräten der neueren Generation die Untersuchung durch 2 Röhren gleichzeitig und dadurch wesentlich schneller erfolgen. Die Strahlenbelastung für den Patient liegt dabei etwas über der Low-dose-CT jedoch unter einer Standard-CT (Thomas et al. 2010). Die Technik ist in Zentren verfügbar und könnte zukünftig die Qualität der Steindiagnostik weiter verbessern. Insbesondere die Erarbeitung geeigneter Protokolle bei adipösen Patienten und die genauere Detektion und Differenzierung kleiner Steine muss dazu jedoch noch verbessert werden.

Dyna-CT

Neben der Diagnostik der Urolithiasis spielt für den Urologen besonders die Qualität der interventionellen Bildgebung eine entscheidende Rolle. Seit der Einführung der urologischen Dyna-CT 2011 können die Vorteile der Schnittbildgebung und der 3D-Rekonstruktionen gegenüber herkömmlicher Durchleuchtungs- und Röntgentechnik während urologischer Interventionen genutzt werden (Abb. 4). Das System besteht aus einem deckengehängten C-Bogen der motorisiert in 5 Ebenen isozentrisch bewegt werden kann und abhängig vom gewählten Untersuchungsprotokoll innerhalb von 5-20 sec CT-ähnliche Bilder und 3D-Rekonstruktionen erstellen kann. Dies gelingt durch die Kombination des Systems mit einem endourologischen Eingriffstisch aus Kohlefaser, der auch in Steinschnittlage die Erstellung eines Dyna-CT ohne Metallartefakte ermöglicht (Michel et al. 2012). Die Strahlenbelastung für die Patienten liegt dabei im Bereich der Low-dose-CT bei einer sehr hohen Ortsauflösung und insbesondere bei Hartkontrastdarstellungen (z. B. Steine, KM) besseren Bildqualität. Das Haupteinsatzgebiet des Systems in der Steintherapie liegt zum einen in der besseren Beurteilbarkeit von Reststeinen bei der Behandlung großer Konkremente mittels PCNL oder URS. Zusätzlich können mit Hilfe des Systems sehr exakte 3D-geplante, lasergesteuerte Punktionen durchgeführt werden, sodass die Etablierung des Zugangs zum Nierenbeckenkelchsystem besonders in anatomisch schwierigen Fällen besser und sicherer gelingen kann als sonographisch- oder durchleuchtungsgesteuert. Durch die verbesserte intraoperative Bildgebung könnten in der Zukunft die initiale Steinfreiheitsrate gesteigert werden und Zweiteingriffe aufgrund von Reststeinen reduziert werden.

Iterative CT-Rekonstruktion

Wie bereits unter CT (Abschn. 3) beschrieben, hängt die Strahlenbelastung aber auch die Bildqualität entscheidend von der Wahl des Untersuchungsprotokolls ab. Dabei gehen Protokolle mit einer niedrigeren Strahlendosis häufig mit einem erhöhten Bildrauschen und dadurch mit einer eingeschränkten klinischen Beurteilbarkeit einher. Die iterative Bildrekonstruktion reduziert dieses Bildrauschen und verbessert damit die Beurteilbarkeit. Dabei werden die vorhandenen Bildinformationen mittels aufwändiger Algorithmen vom Computer bearbeitet. In ersten Untersuchungen konnte damit eine subjektiv gleichwertige Bildqualität mit einer Dosisreduktion um 80 % erreicht werden (Kulkarni et al. 2012). Dies bietet insbesondere rezidivierenden Steinbildnern einen großem Vorteil, die sich wiederholten CT-Untersuchungen unterziehen müssen. Ein Nachteil des Verfahrens liegt bislang darin, dass die Berechnungen sehr zeitintensiv sind und einer enormen Rechenleistung bedürfen, sodass die Nutzung der Technik bislang im klinischen Alltag noch nicht praktikabel ist. Die Weiterentwicklung der iterativen Verfahren könnte jedoch durch die weitere Verbesserung der Computertechnik in Zukunft zu einer Reduktion der Strahlenbelastung für die Patienten führen. Die Verbesserung der Bildqualität durch iterative Verfahren ist in Abb. 5 dargestellt.

Zusammenfassung

  • Ultraschall: Qualität stark untersucherabhängig, schnell und kostengünstig, geeignet zur Notfalldiagnostik, standardisierte Befunddokumentation erforderlich.
  • Konventionelles Röntgen: Einsatz ionisierender Strahlung, Qualität stark abhängig von den Untersuchungsbedingungen (Darmgas, Adipositas etc.), Qualität stark abhängig vom Untersuchungsprotokoll, aufgrund 90 % röntgendichter Steine in Kombination mit Ultraschall und klinischem Befund in der Notfalldiagnostik vertretbar.
  • Ausscheidungsurogramm (AUG): abgelöster Goldstandard, Qualität stark abhängig von den Untersuchungsbedingungen und vom Untersuchungsprotokoll (s. konventionelles Röntgen), Steindarstellung und Abbildung der Harntraktmorphologie mit funktioneller Aussage, Cave: Kontraindikationen und Kontrastmittelreaktion.
  • Computertomographie (CT): höchste Sensitivität und Spezifität bei der Steindetektion, native Untersuchung Goldstandard in der Notfalldiagnostik, Strahlenbelastung stark abhängig vom Untersuchungsprotokoll, zur Therapieplanung KM-Gabe mit Ablaufphase empfohlen, Differenzierung zwischen kalziumhaltigen Steinen und Harnsäuresteinen möglich, empfohlen zur Detektion von Reststeinen.
  • Kernspintomographie (MRT): niedrige Sensitivität bei der Steindetektion, hohe Sensitivität für sekundäre Obstruktionszeichen, evtl. möglich bei Schwangeren und Kindern (selten erforderlich!).
  • Neue Techniken:
  • Dual-Energy-CT ermöglicht bessere Aussagen über Steinzusammensetzung.
  • Uro Dyna-CT ermöglicht bessere intraoperative Steinbildgebung und 3D-geplante, lasergesteuerte komplexe Punktionen.
  • Iterative CT-Rekonstruktion ermöglicht Reduktion der Strahlenbelastung durch computergestützte Verbesserung der Bildqualität.
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