既往由于所用的多普勒探测器的频率较高(3～10兆赫)，对颅骨的穿透力较弱，故只限于颅外血管疾病的诊断。1982年，用低频(2兆赫)多普勒超声诊断仪，通过特定的颅窗，检测颅内主要血管血流速度获得成功，从此使颅内血管疾患的诊断技术发展到无创伤阶段。
经颅多普勒超声(TCD)是用定向微调脉冲式多普勒探头，直接记录颅内一定深度血流的脉波，经电子计算机处理后，显示出相应血管血流波形及收缩期血流速度，舒张期血流速度，平均血流速度和搏动指数。除可直接检查大脑中动脉、大脑前动脉、大脑后动脉、眼动脉、颈内动脉虹吸部、椎动脉、基底动脉、小脑后下动脉和后交通动脉的血流速度外，对判断颈部颈内动脉狭窄或阻塞的颅内血管血流动力学改变也有肯定价值。还可观察无名动脉、锁骨下动脉、椎动脉颅外段阻塞后导致颅内血流的改变状况。
颅内动脉轻度狭窄所产生的血流速度的增加，经颅多普勒超声的图像没有明显变化。中度及严重的狭窄，可使收缩期血流速度及舒张期血流速度剧增，而在狭窄段的远端，血流速度降低。颅内血管闭塞也可通过经颅多普勒超声来诊断，如果在常用的大脑中动脉的探测深度，无大脑中动脉信号出现，而大脑前动脉、大脑后动脉的信号存在时，即提示大脑中动脉闭塞。
经颅多普勒超声所反映的是颅内血管的血流改变及血管的功能状态。对脑血栓所致的脑梗塞的灵敏度达78%～91%，阳性预测率可达95%。但程度轻者(如狭窄不超过50%)经颅多普勒超声则难以诊断。经颅多普勒超声简便安全，可重复检测，故对研究脑血栓所致颅内血流动力学改变及其诊断确有一定实用价值。
