So bahnbrechend die Entdeckung der «X-Strahlen» war, so schnell zeigten die ersten Röntgenbilder aber auch eine wesentliche Einschränkung: Nur Gewebe mit markant unterschiedlicher Dichte - z.B. Knochen und Weichteile - werden voneinander unterscheidbar abgebildet. Die einzelnen Weichteile selbst stellen auf dem Röntgenfilm nur ein undifferenzierbares Grau dar, das sich nicht näher beurteilen lässt.

	Frühe Röntgenanlage (ca. 1920-1930)

Um auswertbare Resultate zu erzielen, muss also in der zu untersuchenden Region ein genügend grosser Dichteunterschied (Kontrast) herbeigeführt werden.

Als erstes, allerdings nur eingeschränkt taugliches Kontrastmittel, wurde Luft respektive Gas erkannt: Sein Vorhandensein im Magen-Darm-Trakt und in der Lunge macht die angrenzenden Weichteile teilweise gut erkennbar. Zur Darstellung des Magens wurden versuchsweise auch kleine Metallkugeln verwendet, was sich jedoch aus einleuchtenden Gründen als wenig patientenfreundlich erwies.

Bei der Suche nach besser geeigneten Materialien mussten folgende Bedingungen erfüllt werden:

• Gute Kontrasterzeugung (hohe Dichte resp. hohes Atomgewicht)

• Gute Anreicherung und ausreichend lange Verweildauer im untersuchten Organ

• Möglichst keine oder geringe Nebenwirkungen

• Rasche und möglichst vollständige Ausscheidung aus dem Körper

Als Röntgen-Kontrastmittel werden grundsätzlich alle Substanzen bezeichnet, die Röntgenstrahlen bei ihrem Durchgang deutlich weniger oder deutlich stärker abschwächen (absorbieren) als das umgebende Körpergewebe.

	Mit negativem Kontrastmittel: Speiseröhre und Magen, sichtbar gemacht durch die Doppelkontrastmethode

Röntgen-Kontrastmittel können Hohlorgane markieren, indem sie sie ausfüllen. Oder sie können den anatomischen Strukturen, in die sie über den Blutweg eindringen, vorübergehend eine andere durchschnittliche Dichte verleihen. Je nachdem ob die Dichte erhöht oder vermindert wird, spricht man von positivem oder negativem Kontrastmittel.

Positive KM enthalten schwere Atome wie etwa Barium- oder Jodverbindungen. Als negative KM kommen wegen ihrer geringen Dichte fast nur Gase (Luft, CO₂) in Betracht.

Positive Röntgen-KM werden verwendet als Suspension (Aufschwemmung unlöslicher Pulver) oder als wässrige oder ölige Lösung. Durch spezielle molekulartechnische Veränderungen können lösliche KM entweder nierengängig oder lebergängig gemacht werden und so einen jeweils unterschiedlichen Ausscheidungsweg bevorzugen.

• Negative Kontrastmittel werden nur noch zur Doppelkontrast-Untersuchungstechnik des Magen-Darm-Traktes eingesetzt. Dabei wird mit positivem Barium-Kontrastmittel ein feiner Wandbeschlag erzeugt und das Hohlorgan mittels Luft oder Kohlensäuregas entfaltet.
  
  Andere klassische Anwendungsbereiche wie z.B. die Darstellung der Hirnventrikel oder der Gelenksauskleidungen sind seit dem Aufkommen der Computertomographie und Magnetresonanztomographie lediglich noch von historischem Interesse.

• Positive Kontrastmittel: Bariumhaltige Kontrastmittel werden für die Untersuchung des Magen-Darm-Traktes in Form einer Suspension von unlöslichen Partikeln verwendet. Das mit einem Geschmacksverbesserer versetzte Kontrastmittel für Magenuntersuchungen wird getrunken. Das Kontrastmittel für Dickdarmuntersuchungen wird mittels lauwarmem Einlauf über ein Darmrohr verabreicht.
  
  Jodhaltige Kontrastmittel werden meist über eine Vene in den Blutkreislauf injiziert und sind heute nahezu frei von unerwünschten Nebenwirkungen. Sie werden sowohl in der konventionellen Röntgen-Diagnostik als auch in der Computertomographie verwendet. Einschränkungen in der Anwendung ergeben sich nur bei Überfunktion der Schilddrüse, bei Allergien sowie bei eingeschränkter Nierenfunktion.

Eine eigene Gruppe stellen die Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie dar: Sie verändern die Eigenschaften von Gewebe im Magnetfeld und können zur Erzeugung oder Verbesserung von Kontrast bei MR-Untersuchungen verwendet werden. Es handelt sich meist um komplizierte organische Gadolinium-Verbindungen (sogenannte «seltene Erden»). Auch diese Kontrastmittel sind gut verträglich beziehungsweise weitestgehend frei von Nebenwirkungen.

Mit der Ultraschalltechnik wurde es erstmals möglich, ohne Strahlenbelastung für den Patienten und damit nahezu ohne zeitliche Begrenzung in den Körper hineinzuschauen. Kaum ein Organ, das nicht mit Ultraschall untersucht werden könnte. Doch schon bald zeigte sich, dass auch bei dieser Technologie der Einsatz eines «Kontrastmittels» im Sinne eines Echoverstärkers zur Steigerung der diagnostischen Aussagekraft wünschenswert wäre. 1991 wurde ein solcher injizierbarer Echosignalverstärker auf der Basis von Zuckermolekülen (Galaktose) zur Diagnose bestimmter Herzerkrankungen eingeführt. Durch kontinuierliche Weiterentwicklung entstand darüber hinaus ein Echosignalverstärker zur Untersuchung des gesamten Körpers. Der Fokus aktueller Forschung richtet sich auf organ- bzw. tumorspezifische Signalverstärker.