经颅多普勒超声仪通过超声波在颅骨窗口的位置发送并接收信号，分析由于红细胞流动而导致的超声波频率偏移情况，计算血流速度。这一技术广泛被用于检测动脉狭窄、闭塞、动脉瘤以及颅内高压等症状。TCD设备具有便携性好、使用简单的优势，但同时也要求操作人员具备扎实的解剖学知识和超声操作技能。
在开始操作前，先要保证设备处于良好状态。首先检查设备的电源、探头及控制器是否正常，确保设备的灵敏度和频率设置适合计划进行的检查类型。其后，选择一处安静、不受干扰的环境进行检查，以免外界噪音对结果的准确性造成影响。
通知受检者在检查前应该保持轻松，不要过于紧张，因为情绪紧张可能会影响血流速度。在检查过程中，要求受检者采取舒适且容易暴露相关检查部位的姿势，这通常是仰卧位。告知受检者在检查过程中需保持静止，因为任何不必要的动作都会引起检测结果的波动。
根据检查目的，选择不同的颅骨窗作为超声波透过的窗口。常用的窗口包括：颞窗(用于中脑动脉检查)、枕窗(用于椎基底动脉检查)、眼窗和颌窗等。不同窗口对设备频率和灵敏度的要求略有差异，操作人员需悉心调整。
使用适当的耦合剂以减少探头与皮肤间的空气阻隔，从而提高信号质量。轻轻移动探头以找到信号获取位置，并调节设备参数以找到信噪比更佳的血流信号。稳定探头位置后，记录一段时间的信号用于分析。
通过设备测得的多普勒信号，结合受检者的病史及症状，进行数据分析和科学解读，辨别是否有异常情况如血流速度增加或减低、双相逆流等。生成的检查报告应详细地描述检查部位、信号特征、超声参数等信息，并提供检测意见。
