多普勒超声诊断仪是利用多普勒效应对血流进行探测的仪器。探头作为超声波的发射器和接收器，这样的结构检测出来的频率变化，则是由于反射物(血细胞) 位移所引起的。在测定血流速度时，超声波在组织中的传播速度和发射频率是固定不变的。这样， 所检测出的血流速度V 和真实的血流速度|V|之间存在一个非常简单的关系：V =|V|cosθ
式中的θ是超声束与血流方向之间的夹角。从式中不难看出，超声束与血流方向之间的夹角越小，其结果越接近真实血流速度。在进行脑血管检测时，我们无法估计超声束与血管走向之间的夹角。但由于脑底血管与超声窗口的解剖位置相对恒定，这样就有了一个便于测量真实血流速度的解剖学基础，即超声窗口对超声束入射部位的限制决定了只能以小角度检测颅内血管的血流速度。