一、X線的特性
X線是一種波長很短的電磁波，是一種光子，診斷上使用的X線波長為0.08～0.31埃（埃A=10-8cm)，X線有下列持性（主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)方面)：
�。ㄒ�)穿透性
X線能穿透一般可見光所不能透過的物質(zhì)，包括人體在內(nèi)。其穿透能力的強(qiáng)X線的波長以及被穿透物質(zhì)的密度與厚度有關(guān)。X線波長愈短，穿透力就愈大；特質(zhì)密度愈低，厚度愈薄，則X線愈易穿透。在實(shí)際工作中，常以通過球管的電壓伏值（Kilovolt，KV)的大小代表X線的穿透性（即X線的質(zhì))，而以單位時(shí)間內(nèi)通過X線的電流（milliampere，mA)與時(shí)間的乘積代表X線的量。
�。ǘ�)熒光作用
X線波長很短，肉眼看不見，但照射在某些化合物（如鎢酸鈣，硫氧化釓等)被其吸收后，就可發(fā)生波長較長且肉眼可見的熒光，熒光的強(qiáng)弱和所接受的X線量多少成正比，與被穿透物體的密度及厚度成反比。根據(jù)X線的熒光作用，利用以上化合物制成透視熒光屏或照相暗匣里的增感紙，供透視或照片用。
（三)感光作用
X線和日光一樣，對(duì)攝影膠片有感光作用。感光強(qiáng)弱和胱片接受的X線量成正比。膠片涂有溴化銀乳劑，感光后放出銀離子（Ag+),經(jīng)暗室顯影定影處理后，膠片感光部分因銀離子沉著而顯黑色，其余未感光部分的溴化銀被清除而顯出膠出本色，亦即白色。由于身體各部位組織密度不同，膠片出現(xiàn)黑—灰—白不同層次的圖像，這就是X線照相的原理。
（四)電離作用及生物效應(yīng)
X線或其它射線（例如γ線)通過物質(zhì)被吸收時(shí)，可使組成物質(zhì)的分子分解成為正負(fù)離子，稱為電離作用，離子的多少和物質(zhì)吸收的X線量成正比。通過空氣或其它物質(zhì)產(chǎn)生電離作用，利用儀表測(cè)量電離的程度就可以計(jì)算X線的量。同樣，X線通過人體被吸收，也產(chǎn)生電離作用，并引起體液和細(xì)胞內(nèi)一系列生物化學(xué)作用，使組織細(xì)胞的機(jī)能形態(tài)受到不同程度的影響，這種作用稱為生物效應(yīng)。X線對(duì)人體的生物效應(yīng)是應(yīng)用X線作放射治療的基礎(chǔ)。另外，在實(shí)施X線檢查時(shí)，對(duì)檢查者與被檢查者進(jìn)行防護(hù)措施亦基于此理。
二、密度對(duì)比概念和影像形成原理
X線影像形成的基本原理，是由于X線的特性和人體組織器官密度與厚度之差異所致，這種密度與厚度之差異稱為密度對(duì)比（Contrast)，可分為自然對(duì)比和人工對(duì)比。
（一)自然對(duì)比
人體各種組織、器官和密度不同；厚度也異，經(jīng)X線照射，其吸收及透過X線量也不一樣。因此，在透視熒光屏上有亮暗之分，在照片上有黑白之別。這是人體自然，亦是固有的密度差別，稱為自然對(duì)比。
按照人體組織密度的高低，依次分為骨骼、軟組織（包括皮膚、肌肉、內(nèi)臟、軟骨)、液體（血液及體液，密度和軟組織相似，X線不能區(qū)別)，脂肪和存在人體內(nèi)的氣體。各個(gè)不同密度的組織相鄰排列，吸收及透過X線量不同，才產(chǎn)生透視或照片上影像。在人體內(nèi)，胸部和骨骼的自然密度對(duì)比最好，透視和普通照片上應(yīng)用最多。凡是密度最大的部份（例如骨骼)吸收X線最多，通過X線量很少，故在照片上顯出白色影像；反之，密度較小的部份（例如空氣或軟組織)在照片上出現(xiàn)黑色影像，此外，還應(yīng)注意厚度，如心臟的投影，形成明顯的白色。
總結(jié)自然對(duì)比和影像關(guān)系，列為下表：
人體組織密度差異和X線影象關(guān)系表
| 組織 | 密度 | 吸收X線量 | 透過的X線量 | X線影象 | |
| 透視 | 照片 | ||||
| 骨、鈣化灶 | 高 | 多 | 少 | 暗 | 白 |
| 軟組織、液體 | 稍低 | 稍少 | 稍多 | 較暗 | 灰 |
| 脂肪 | 更低 | 更少 | 更多 | 較亮 | 深灰 |
| 氣體 | 最低 | 最少 | 最多 | 最亮 | 黑 |
同樣，如器官和組織有病理變化，改變了原有的密度，出現(xiàn)新的密度差異，產(chǎn)生密度高低不等的影像，也屬于自然對(duì)比的范疇。
密度分辨率（Density resolution)：使用某種射線設(shè)備，能分辯人體同一部位的兩種以上不同密度的結(jié)構(gòu)，亦即顯出密度差異，從而形成影像。這種能分辨最小的密度差異，稱為某種設(shè)備的密度分辨率。如CT機(jī)就具有高分辨率，在頭顱同一層掃描片中，有分辨出灰質(zhì)與白質(zhì)、腦室、腦池與腦溝等不同結(jié)構(gòu)，而普通X線的密度分辨率則較低，約為5～10%。
�。ǘ�)人工對(duì)比
人體有些部分，如腹部各臟器，密度大致相同，不具備自然對(duì)比的條件，可用對(duì)人體無害、密度大或密度小的物質(zhì)，引入被檢查的組織器官或其周圍，造成密度差異，顯出影像，稱為人工對(duì)比。形成人工對(duì)比的方法稱為造影檢查，引用的物質(zhì)叫做造影劑（Contrastmedium)。
