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2022 Recommendations of the AFU Lithiasis Committee: Diagnosis

Référence : Prog Urol, 2023, 14, 33, 782-790

The choice of imaging modality is guided by the clinical presentation and the context (acute or not). Although ultrasound is safe (no radiation) and easily available, non-contrast-enhanced CT has become the gold standard in the diagnostic strategy for patients with acute flank pain because of its sensitivity (93.1%) and specificity (96.6%). It also allows determining the stone size, volume and density, visualizing their internal structure, and assessing their distance from the skin and the adjacent anatomy. All these parameters can influence the stone management and the choice of intervention modality.


These recommendations were developed using two methods: the Clinical Practice Recommendations method (CPR) and the ADAPTE method, depending on whether the issue was considered in the EAU recommendations (urolithiasis [EAU Guidelines on urolithiasis. 2022]) and their adaptability to the French context.

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2022 Recommendations of the AFU Lithiasis Committee: Diagnosis
Recommandations 2022 du Comité lithiase de l’AFU : diagnostic
Diagnostic imaging in case of acute pain (standard patient1 , simple/uncomplicated and complicated2 renal colic)

The most appropriate imaging modality will be determined by the clinical situation, which will differ depending on if a ureteral or a renal stone is suspected. The pre-imaging evaluation includes a detailed medical history and physical examination. Patients with ureteral stones usually report back pain, vomiting and sometimes fever, but may also be asymptomatic [1].

Emergency imaging is indicated in patients with solitary kidney, fever, acute kidney disease, or when the diagnosis of renal colic is unsure, although pain management and other emergency measures should not be delayed by imaging assessments.

Ultrasound is safe (no radiation risk), reproducible and inexpensive. It can identify stones located in the calyces, pelvis, ureteropelvic and vesicoureteral junctions (ultrasound with filled bladder), as well as an upper urinary tract dilatation.

Ultrasound has a sensitivity of 45% and specificity of 94% for the diagnosis of ureteral stones and a sensitivity of 45% and specificity of 88% for the diagnosis of kidney stones [2, 3].

The sensitivity and specificity of plain abdominal X-ray vary between 44 and 77% [4]. Plain abdominal X-ray should not be performed if CT with contrast agent is planned [5]. It can be useful to differentiate between a radiolucent and a radiopaque stone during the workup before extracorporeal shockwave lithotripsy and can be performed during the follow-up.

Evaluation of patients with acute flank pain

Non-contrast-enhanced CT has become the standard imaging exam in the diagnostic pathway of patients with acute flank pain and has replaced intravenous urography. In the absence of a stone, the cause of abdominal pain should be identified. For patients with suspected renal colic, non-contrast-enhanced CT is significantly more accurate than intravenous urography and ultrasonography [6]. It allows determining the stone density, detecting radiolucent stones, visualizing their internal structure, measuring the stone-to-skin distance, and evaluating the adjacent anatomy. All these data can influence the choice of treatment modality [7, 8, 9, 10].

Recently, the use of point-of-care ultrasound at the patient's bedside has been proposed for the diagnosis of hydronephrosis in patients with renal colic symptoms [11]. Sibley et al. reported a specificity of 71.8% (95% CI [65.0–77.9]) and a sensitivity of 77.1% (95% CI [70.9–82.6]) of point-of-care ultrasound in this context. After specific training, its accuracy was 91% (95% CI [86–95%]) for the diagnosis of hydronephrosis, 83% (95% CI [76–90]) for the diagnosis of perinephric effusion, and 54% (95% CI [44–64%]) for the diagnosis of stones [12]. The diagnosis obtained by point-of-care ultrasound must be confirmed by another imaging modality (ultrasound, plain X-ray or non-contrast-enhanced CT). Nevertheless, it represents a potential aid to limit the number imaging exams with radiation requested in emergency situations.

The advantage of CT without contrast agent must be weighed against the loss of information on kidney function and the anatomy of the urinary collecting system compared with CT with contrast agent [13, 14, 15, 16]. The risk of radiation can be reduced by using low-dose CT without contrast agent; however, this modality may be difficult to introduce in standard clinical practice [17, 18, 19, 20, 21]. In patients with body mass index (BMI)<30, low-dose CT without contrast agent has a sensitivity of 86% for the detection of ureteral stones <3mm and of 100% for stones>3mm [22]. A meta-analysis of prospective studies [19] showed that low-dose CT without contrast agent has a sensitivity of 93.1% (95% CI [91.5–94.4]) and a specificity of 96.6% (95% CI [95.1–97.7%]).

Low-dose CT without contrast agent does not reduce the accuracy of stone size or density measurement [23, 24]. The results of low-dose CT without contrast agent (sensitivity/specificity) are inferior in patients with BMI>30 than with BMI<30 [25, 26].

CT modalities and data interpretation

The stone biophysical characteristic assessment is subject to significant inter- and intra-observer variability [27]. Therefore, it seems important to standardize the measurements using abdominal-pelvic CT images without contrast agent [28].

The use of a bone window should be preferred to a soft tissue window because it reduces beam hardening artifacts at the stone periphery [29]. Conversely, the use of a soft tissue window tends to overestimate stone size.

Size and volume

Usually, stones are measured using multi-planar reconstruction techniques and millimetric slices, because measurements in the strict axial plane underestimate the true stone size. Conversely, the chosen CT scan reconstruction technique does not affect the measurement accuracy [30]. Stone measurement is given in millimeters and in at least two planes of the space (including the longest axis). Stone volume is predictive of the treatment outcome of kidney stones by flexible ureteroscopy [31, 32]. Stone volume can be measured using manual or semi-automatic segmentation techniques [30]. Tools for predicting intracorporeal laser lithotripsy duration based on stone volume are currently developed and evaluated [31, 32] [33]. Similar results have been reported also for percutaneous nephrolithotomy [34].

Due to the different stone shapes, no mathematical equation can be recommended for calculating the stone volume by manual segmentation. With stones of bigger diameter, volume estimation is less accurate, suggesting that bigger stones have more asymmetric shapes [35].


Stone density is measured by delineating an elliptical region of interest (ROI). This region must include the stone periphery to allow sampling all stone densities in the case of mixed stones [36].

The stone size is an important parameter in the stone density measurement accuracy (Hounsfield unit), and a key component of its biochemical characterization by imaging. The measurement accuracy varies linearly with the stone size. With smaller stones, composition is more difficult to determine in a reliable manner (Figure 1).

Figure 1
Figure 1. 

Distribution of stone size and radiodensity (Hounsfield units; HU) in 41 calcium oxalate monohydrate stones in kidney and ureter [37].

Some authors recommend a size threshold of 5mm below which the measurement cannot be validated for calcium oxalate stones. Overall, density is more likely to be underestimated in smaller stones [37].

Very few data are available in the literature to propose a stone size threshold for reliable density measurements.

Another parameter can be obtained by measuring the stone density (Figure 2). This is the stone heterogeneity index that corresponds to the standard deviation of the measured Hounsfield units. This parameter is an independent predictor of extracorporeal shockwave lithotripsy success for ureteral stones and a useful clinical parameter to characterize stone fragility [38].

Figure 2
Figure 2. 

Stone density (ex vivo CT) in Hounsfield units (HU) [39].

Note that the Hounsfield unit evaluation is not absolute because CT scan densities could depends on the CT device and is subject to patient-specific variability (patient's movements, especially respiratory) [40, 41].

Prediction of the stone type

Hounsfield units cannot be used to reliably define the stone subtype [25].

Dual energy CT can differentiate uric acid-containing stones from calcium-containing stones [42, 43].

Diagnostic imaging in non-acute situations

Abdominal-pelvic CT has become the reference examination for the diagnosis of urinary stone disease.

Abdominal-pelvic CT images acquired during the excretory phase after contrast agent injection (CT urography) are useful in the preoperative workup to visualize the collecting system anatomy.

The principles and rules of good practice have been mentioned in the previous chapter Recommendation table 1.

Version française
Imagerie diagnostique en situation aiguë (patient standard1 , colique néphrétique simple et compliquée2 )

La modalité d’imagerie la plus appropriée sera déterminée par la situation clinique, qui sera différente selon la localisation du calcul : rénale ou urétérale.

L’évaluation comprend les antécédents médicaux détaillés ainsi qu’un examen clinique. Les patients avec les calculs urétéraux se présentent généralement avec des douleurs lombaires, des vomissements et parfois de la fièvre, mais peuvent également être asymptomatiques [1].

Un examen d’imagerie en urgence est indiqué chez les patients ayant un rein unique, de la fièvre, une insuffisance rénale aiguë ou en cas de doute diagnostique de colique néphrétique, bien que la prise en charge de la douleur ou toute autre mesure d’urgence ne doivent pas être retardées par des évaluations par imagerie.

L’échographie est sûre (pas de risque de rayonnement), reproductible et peu coûteuse. Elle peut identifier les calculs situés dans les calices, le pyélon, la jonction pyélo-urétérale et vésico-urétérale (échographie avec vessie remplie), ainsi qu’une dilatation des voies urinaires hautes.

L’échographie a une sensibilité de 45 % et une spécificité de 94 % pour le diagnostic des calculs urétéraux et une sensibilité de 45 % et spécificité de 88 % pour celui des calculs rénaux [2, 3].

La sensibilité et la spécificité de la radiographie de l’abdomen sans préparation (ASP) sont de 44 à 77 % [4].

L’ASP ne doit pas être réalisé si une TDM IV- est envisagée [5]. Il peut être utile pour différencier un calcul radio-transparent et un calcul radio-opaque, lors du bilan avant une LEC et peut être utilisé lors du suivi.

Évaluation des patients souffrant de douleur aiguë au flanc

La TDM IV- est devenue la norme dans la stratégie diagnostique de la douleur aiguë du flanc et a remplacé l’urographie intraveineuse (UIV). En l’absence de calcul, la cause des douleurs abdominales doit être identifiée. Lors de l’évaluation des patients suspects de colique néphrétique, la TDM IV- est significativement plus précise que l’UIV ou l’échographie [6].

Il permet de déterminer la densité des calculs et de détecter les calculs radio-transparents, montrer leur structure interne, évaluer la distance à la peau, l’anatomie adjacente. Tous ces paramètres pouvant influer le choix de la modalité de traitement [7, 8, 9, 10].

L’utilisation d’un échographe de poche en pratique clinique au lit du patient a été proposée récemment pour le diagnostic de la dilatation urétéro-pyélocalicielle (UPC) en cas de syndrome clinique de colique néphrétique [11]. Sibley et al. ont rapporté dans cette indication une spécificité de 71,8 % ; 95 % IC [65,0–77,9] et une sensibilité de 77,1 % ; 95 % IC [70,9–82,6]. Après une formation spécifique du clinicien, sa précision était de 91 % (86–95 %) pour le diagnostic de dilatation urétéro-pyélocalicielle, 83 % (76–90) pour le diagnostic d’un épanchement péri-rénal et 54 % (44–64 %) pour le diagnostic d’un calcul [12]. Son utilisation ne dispense pas cependant de la réalisation d’un examen diagnostique de confirmation (échographie-ASP ou TDM IV-) mais représente une aide potentielle pour limiter le nombre d’examens irradiants demandés en urgence.

L’avantage de la TDM IV- doit être mis en balance avec la perte d’informations, par rapport à la TDM IV+, concernant la sécrétion rénale et l’anatomie du système collecteur urinaire [13, 14, 15, 16].

Le risque d’irradiation peut être réduit par la TDM IV- à faible dose, qui peut cependant être difficile à introduire dans la pratique clinique standard [17, 18, 19, 20, 21]. Chez les patients ayant un indice de masse corporelle (IMC)<30, la TDM IV- à faible dose a une sensibilité de 86 % pour la détection des calculs urétéraux<3mm et de 100 % pour les calculs>3mm [22]. Une méta-analyse d’études prospectives [19] a montré que la TDM IV- à faible dose avait une sensibilité de 93,1 % ; 95 % IC [91,5–94,4] et une spécificité de 96,6 % ; 95 % IC [95,1–97,7 %].

La TDM IV- faible dose ne réduit pas la précision de mesure de taille ou de densité des calculs [23, 24]. En cas d’IMC>30, les résultats de la TDM IV- faible dose (sensibilité/spécificité) sont inférieurs à ceux obtenus pour des patients avec un IMC<30 [25, 26].

Modalités de l’interprétation de la TDM

La mesure des caractéristiques biophysiques des calculs est soumis à d’importantes variabilités inter- et intra-observateurs [27]. D’où l’importance d’une standardisation dans la réalisation des mesures sur les images de la TDM IV- abdomino-pelvienne [28].

L’utilisation d’une fenêtre osseuse doit être préférée à l’utilisation d’une fenêtre « tissu mou » dans la mesure où elle réduit les artéfacts de durcissement du faisceau en périphérie du calcul [29], alors que l’utilisation d’une fenêtre « tissu mou » a tendance à surestimer la taille des calculs.

Taille et volume

Il est habituel de mesurer le calcul en utilisant des techniques de reconstructions multi-planaires (MPR) sur des coupes millimétriques, la mesure dans le plan axial strict sous-estimant la vraie taille du calcul. Les techniques de reconstruction n’ont en revanche pas d’incidence sur la précision de la mesure [30]. La mesure du calcul est à donner en millimètre au moins dans deux plans de l’espace dont la mesure du plus grand axe. La mesure du volume du calcul est un paramètre prédictif des résultats de l’URSS pour calculs intra rénaux [31] [32]. Elle peut faire appel à des techniques de segmentation manuelle ou semi-automatique [30]. Des outils de prédictions de la durée de lithotritie laser endocorporelle, basés sur le volume de calcul sont en cours de développement et d’évaluation [31, 32, 33]. Ces résultats sont également rapportés pour la NLPC [34].

Du fait des formes diverses des calculs rencontrés, aucune équation mathématique ne peut être recommandée pour le calcul du volume du calcul en cas de segmentation manuelle. Quand le diamètre du calcul augmente, l’estimation de son volume est moins précise, suggérant que les calculs les plus volumineux ont des formes plus asymétriques [35].


La mesure de densité du calcul se fait par le traçage d’une région d’intérêt elliptique (ROI). Cette région doit inclure la périphérie du calcul pour permettre d’échantillonner toutes les densités du calcul dans l’hypothèse d’un calcul mixte [36].

La taille du calcul est un paramètre important dans la précision de la mesure de la densité en unité Hounsfield, élément fondamental de sa caractérisation biochimique en imagerie. La précision de la mesure varie de façon linéaire avec la taille. Plus le calcul est de petite taille, plus sa composition est difficile à apprécier de façon fiable (Figure 1).

Certains auteurs préconisent le seuil de 5mm en dessous duquel la mesure n’est pas validée pour les calculs d’oxalate de calcium. De façon générale, plus le calcul est de petite taille, plus la densité mesurée a tendance à être sous-estimée [37] (Figure 1).

Figure 1
Figure 1. 

Distribution de la taille des calculs et des mesures de l’unité Hounsfield (HU) dans 41 calculs d’oxalate de calcium monohydraté dans le rein et l’uretère [37].

Un autre paramètre peut également être obtenu par la mesure de la densité du calcul (cf. Figure 2). Il s’agit de l’index d’hétérogénéité du calcul, correspondant à l’écart-type des unités Hounsfield mesurées. Ce paramètre est un facteur prédictif indépendant du succès de LEC pour les calculs urétéraux et un paramètre clinique utile pour caractériser la fragilité des calculs [38].

À noter que cette échelle n’est pas absolue car les densités varient en fonction de la marque de la TDM, de son ancienneté et des mouvements, notamment respiratoires [40, 41] (Figure 2).

Figure 2
Figure 2. 

Densité des calculs (TDM ex vivo) en unités Hounsfield (UH) [39].

Prédiction du type de calcul

Les UH ne sont pas fiables pour définir le sous type de calcul [25].

La TDM double énergie peut différencier les calculs contenant de l’acide urique des calculs contenant du calcium [42, 43].

Imagerie diagnostique hors situation aiguë

La TDM IV- abdomino-pelvienne est devenue l’examen de référence pour le diagnostic les calculs urinaires [44].

La TDM IV+ abdomino-pelvienne au temps excréteur (uroscanner) est utile dans le cadre du bilan pré-opératoire pour visualiser l’anatomie du système collecteur [44].

Les principes et règles de bonnes pratiques ont été mentionnées au chapitre précédent (Tableau de recommandations 1).

Disclosure of interest

Disclosures are described in 2022 RECOMMENDATIONS OFTHE AFU LITHIASIS COMMITTEE: Evidence acquisition.

Recommendation table 1 - Diagnostic imaging.

Tableau de recommandations 1 - Examens d’imagerie.


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1  Patient with two kidneys, excluding all specific physiological and anatomical situations.
1  Patient qui a ses 2 reins, en excluant toutes les situations physiologiques et anatomiques spécifiques.
2  Infection, anuria, pain resistant to treatment.
2  Infection, anurie, hyperalgie.

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