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Die mikroskopische Untersuchung des Urinsediments kann wertvolle Hinweise liefern, die den klinischen Befund, die Ergebnisse der Blutuntersuchungen und des Urinteststreifens ergänzen. Im richtigen klinischen Kontext kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein bestimmter mikroskopischer Elemente im Urin dazu beitragen, die Differentialdiagnose zu verfeinern.
Dazu wird in einem standardisierten Verfahren der Urin für eine Untersuchung unter dem Phasenmikroskop vorbereitet. Der Urin wird auf das Vorhandensein von verschiedenen Zellen und anderen Bestandteilen überprüft. Sind zum Beispiel Erythrozyten (rote Blutkörperchen) im Urin vorhanden kann die Morphologie der Erythrozyten eine Aussage über deren Ursprung machen. Das Vorkommen von sogenannten glomerulären Erythrozyten ist hinweisend auf eine Glomerulonephritis.
Des Weiteren wird der Urin auf das Vorhandensein von Leukozyten (weisse Blutkörperchen), Epithelzellen, sogenannten Zylinder, Bakterien, Pilze und Kristalle untersucht. Bei Patienten mit Nierensteinen, ist die Form der Kristalle im Urinsediment hinweisend für die Zusammensetzung der Nierensteine.