超声多普勒血流分析仪(包括TCD)的核心原理是物理学中的多普勒效应(Doppler Effect)。
1. 多普勒效应： 简单来说，当波源和观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化。例如，当救护车驶向你时，笛声变得尖锐(频率变高);远离你时，笛声变得低沉(频率变低)。
2. 在血流检测中的应用： TCD仪器的探头同时是发射器和接收器。它向颅内血管发射一束固定频率的超声波。这束超声波在传播过程中会遇到流动的红细胞。
当红细胞朝向探头运动时，反射回来的超声波频率会升高。
当红细胞背离探头运动时，反射回来的超声波频率会降低。
这种反射波与发射波之间的频率差，就称为多普勒频移(Doppler Shift)。
3. 信息转换： 仪器通过电子系统正确计算出这个频移值。根据多普勒公式，频移的大小与血流的速度成正比。因此，通过测量频移，就可以直接计算出血流的速度。同时，根据回声的强弱和频谱的形态，还可以判断血流的方向(朝向或背离探头)和性质(层流或湍流)。
4. 定位血管： 由于不同颅内动脉相对于探头(通常放置在颞窗、眼窗、枕窗)有特定的解剖位置和深度，操作者通过调整探测深度和角度，就能特定地检测到大脑中动脉、前动脉、后动脉及基底动脉的血流信号。
简言之，TCD就是利用超声波和多普勒效应，将看不见的颅内血流速度、方向等信息，转换成可视化的频谱和可量化的数据，从而无创地评估脑血管状况。
