經顱多普勒超聲儀通過超聲波在顱骨窗口的位置發送并接收信號，分析由于紅細胞流動而導致的超聲波頻率偏移情況，計算血流速度。這一技術廣泛被用于檢測動脈狹窄、閉塞、動脈瘤以及顱內高壓等癥狀。TCD設備具有便攜性好、使用簡單的優勢，但同時也要求操作人員具備扎實的解剖學知識和超聲操作技能。
在開始操作前，先要保證設備處于良好狀態。首先檢查設備的電源、探頭及控制器是否正常，確保設備的靈敏度和頻率設置適合計劃進行的檢查類型。其后，選擇一處安靜、不受干擾的環境進行檢查，以免外界噪音對結果的準確性造成影響。
通知受檢者在檢查前應該保持輕松，不要過于緊張，因為情緒緊張可能會影響血流速度。在檢查過程中，要求受檢者采取舒適且容易暴露相關檢查部位的姿勢，這通常是仰臥位。告知受檢者在檢查過程中需保持靜止，因為任何不必要的動作都會引起檢測結果的波動。
根據檢查目的，選擇不同的顱骨窗作為超聲波透過的窗口。常用的窗口包括：顳窗(用于中腦動脈檢查)、枕窗(用于椎基底動脈檢查)、眼窗和頜窗等。不同窗口對設備頻率和靈敏度的要求略有差異，操作人員需悉心調整。
使用適當的耦合劑以減少探頭與皮膚間的空氣阻隔，從而提高信號質量。輕輕移動探頭以找到信號獲取位置，并調節設備參數以找到信噪比更佳的血流信號。穩定探頭位置后，記錄一段時間的信號用于分析。
通過設備測得的多普勒信號，結合受檢者的病史及癥狀，進行數據分析和科學解讀，辨別是否有異常情況如血流速度增加或減低、雙相逆流等。生成的檢查報告應詳細地描述檢查部位、信號特征、超聲參數等信息，并提供檢測意見。
