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A l'échographie, le rein mesure entre 8 et 13cm dans son plus grand axe. Sa largeur est d'environ 5cm. L'épaisseur du parenchyme rénal est de 2,5cm. Le parenchyme est entouré d'une ligne échogénique bien définie correspondant à la capsule. Au centre du rein se trouve le sinus rénal qui contient de la graisse, des vaisseaux lymphatiques et sanguins. Le sinus rénal se présente comme une zone hyperéchogène. A l'inverse, le parenchyme rénal (cortex et médulla) est hypoéchogène. L'uretère normal n'est généralement pas visible échographiquement puisqu'il est fin. De plus, cette structure n'est pas visible sur tout son trajet (en particulier le 1/3 moyen) du fait des surprojections digestives et de l'absence de fenêtre acoustique.
Chez les patients souffrant d'une obstruction , le sinus rénal est partagé par la dilatation du système pyélocaliciel qui apparaît comme une structure liquidienne c'est-à-dire anéchogène (voir image 3). La présence de liquide périrénal est aussi un argument en faveur d'une obstruction urinaire aiguë: elle traduit une rupture calicielle. L'uretère dilaté se présente comme une structure tubulaire anéchogène de plus de 5mm reliée à la vessie ou au système pyélocaliciel. Quelque soit la composition chimique, les calculs apparaissent comme une image hyperéchogène avec un cône d'ombre qui résulte de la réflexion d'une grande partie de l'onde sonore. En raison des surprojections digestives ou de l'absence de fenêtre acoustique, seuls les calculs de l'uretère proximal et distal (c'est-à-dire prévésical) sont facilement accessibles à l'échographie.
L'échographie est une technique sans risque car il n'existe pas d'effet délétère des ondes ultra-sonores aux fréquences utilisées. C'est toutefois une technique observateur- et équipement dépendant. Elle peut être rendue plus difficile par l'habitus de certains patients (en particulier ceux qui sont obèses). Elle peut s'avérer inopérante en raison de gaz digestifs par suite de l'iléus réflexe.
Il existe des cas de colique néphrétique non détectés à l'échographie en raison d'une absence de dilatation de la voie urinaire excrétrice. Cette situation se rencontre dans le cas d'une obstruction aiguë ou lorsque le calcul est peu obstructif. En raison de l'absence de fenêtre acoustique, les calculs localisés dans le 1/3 moyen de l'uretère sont difficilement accessibles à l'échographie.
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