超聲經顱多普勒血流分析儀使用了壓電效應和多普勒效應兩個技術原理。

探頭技術之壓電效應：壓電陶瓷具有這樣的特性，作用在其上的壓力與電荷可以相互轉換，即機械能轉變為電能，電能轉變為機械能，這種現象稱為壓電效應。我們利用壓電陶瓷的這一特性將它制成換能器，即探頭。我們先在換能器上加上電信號，使之產生機械(超聲)波，發射至目標，目標在機械波的作用下，將產生振動和回波，這個回波(機械波)又作用到換能器上，在換能器上產生電信號，我們再把這個電信號加以放大、利用，提取有用信息。

多普勒效應：波源和觀察者作相對運動時，觀察者所接收的頻率和波源所發出的頻率不同的現象稱為多普勒效應。兩者相互接近時，接收到的頻率升高;相互離開時，接收到的頻率降低，這種頻率差就叫頻移，如人和火車作相對運動時的情形。

多普勒效應被應用于工業中，可測定移動物體的速度。當一束超聲波作用在流動的血液(紅細胞)上時，利用多普勒效應，同樣可測定出血液流動的方向和速度。

經顱多普勒血流分析儀的技術原理

先由超聲經顱多普勒儀主機輸入一定的電能到多普勒探頭上，探頭的內部結構為壓電陶瓷，它具有壓電效應，可以將輸入的電能轉化成超聲波;再由超聲波穿透較薄的顱骨，作用到顱內血管里流動的血

液(主要是紅細胞)上產生振動，然后散射回來的超聲波沖擊多普勒探頭，探頭將接收到的超聲波再轉化成電能，輸入到超聲經顱多普勒主機內部，結合多普勒效應和快速傅立葉轉換，經過處理后，以頻譜圖像和各項生理參數顯示出來。TCD臨床醫生則根據顯示出來的圖像和參數結合病人的臨床表現得出結果。

多普勒探頭一般分為2MHz、4MHz和8MHz探頭。2MHz探頭為TCD常用的探頭，主要用于檢測顱內組成大腦動脈環(Willis環)的血管。它發射出一組2MHz超聲波(10個波左右)后，大部分時間處于接收狀態，重復脈沖頻率為3.6KHz～5.2KHz左右，這種方式稱為脈沖發射方式，所以稱之為脈沖(pulse
wave)探頭，簡稱PW探頭。它的優點是具有距離選通功能，但由于受到脈沖重復頻率的限制只能測相對較低的血流速度。4MHz和8MHz的探頭主要用于對頸部血管或腕，手、足等更淺表的微小血管進行檢測，尤其是8MHz探頭，可用于微小血管接通再造手術的術后檢測，男性陽痿等，它們的發射方式為連續波發射方式(continuous)，也就是發射超聲束的同時也處于接受狀態，簡稱CW探頭。CW探頭內包含兩個換能芯片，一個為發射芯片，另一個為接收芯片。由于它不受脈沖重復頻率的限制可以測很高的血流速度，但是它不具備深度辨析功能。