1842年，奥地利科学家多普勒发现声源与接收体发生相对运动时，接收体所接到的声音频率与声源频率间能产生频移现象，即移动声源由远至近，接收体所获声音频率由低到高。这就是著名的多普勒效应。现实生活中最有代表意义的例子，就是迎面驶来的火车汽笛声由低到高，当远离我们而去时，汽笛音调变低。多普勒超声诊断仪正是在此基础上发展起来的。
    上世纪70年代初，国外开始利用多普勒原理检测颈总动脉血管中流动的红血球回声频率变化，进而探测血流状态。进入80年代后，采用计算机快速处理、转化信号数据后，使多普勒超声诊断仪又有新的发展，不同种类、不同性能的仪器相继问世。现在主要用在临床上的，既有能对某一点血流作定位检测，以获得血流量、流速及血管周径的脉冲式仪，以及用于检测周围血管和腹腔脏器的大中型动脉的连续式仪；也有主要用于显示血管走向、形态和病变部位的彩色超声显示仪(DDl)；还有专门用来探测颅内各条动脉的穿颅多普勒(TCD)等。
    在头痛的检查中，目前使用较多的是穿颅多普勒检查。其优点在于可连续测量颅内血流，故对血管性头痛有一定诊断价值，特别是在头痛的发作期。国内不少研究结果均显示，在头痛发作期，大部分患者颅内单侧或双侧大动脉的血流速度，可呈现异常增快，并出现宽频杂音；但也有少数结果相反。鉴于引起血管性头痛的病因复杂，患者的植物神经功能大都不稳定，因而血管口径出现扩张、痉挛或无变化都是可能的。用穿颅多普勒来诊断头痛至今仍处于探索阶段，临床应用有待进一步普及。