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Bei der Durchleuchtung betrachtet der Radiologe das entstehende Bild "live". Im Gegensatz zur konventionellen Röntgenaufnahme, bei der ein Film durch die Strahlung belichtet wird, treffen die Strahlen auf einen Leuchtschirm, der mit einer phosphoreszierenden Schicht belegt ist. Die auftreffenden Röntgenphotonen bewirken eine Emission energieärmerer und mit menschlichen Sinnen erfassbarer Lichtphotonen. Über eine Bildverstärker-Fernsehkette kann das entstehende Lichtbild am Monitor begutachtet werden. Zusätzlich können mit den Durchleuchtungsgeräten auch konventionelle Aufnahmen gewonnen werden.
Die Bilder liegen bei modernen Geräten in digitaler Form vor. Dadurch können sie mit Computertechnik bearbeitet werden, Messungen können durchgeführt werden, ehe sie als Film ausgedruckt werden oder in ein digitales Archiv gelangen.
Die Durchleuchtung wird eingesetzt, um unklare Veränderungen genauer zu lokalisieren. Durch Drehung des Patienten im Strahlengang kann der Radiologe eine räumliche Vorstellung gewinnen. Weiterhin sind Bewegungsabläufe nachvollziehbar; Beispiele Gelenkbewegung, Wirbelsäulenbeugung und –streckung.
Häufige Untersuchungen sind die des Magen-Darm-Traktes. Hierbei ist der Einsatz von Kontrastmitteln notwendig, das in die Speiseröhre, den Magen oder Dünn- und Dickdarm eingebracht wird. Beste Kontraste ergeben sich hierbei zumeist durch den Einsatz von bariumhaltigen Kontrastmitteln in Kombination mit Luft (Doppelkontrast).
