功能性经颅多普勒超声（functional transcranial Doppler sonography，fTCD）是在经颅多普勒超声基础上发展的一项新技术，在完成感觉、运动和认知任务的同时，通过监测双侧脑底大动脉血流速度的变化来显示大脑功能。

认知任务的设计是fTCD研究中最为关键的一步。理想的认知任务要在能激活待研究的脑皮层同时，对其他脑皮层区域的影响尽量小。fTCD在神经科学研究中常用的认知任务：视觉感知任务、语言任务、运动功能任务和记忆任务。

1．视觉感知任务

fTCD最常选用的视觉感知任务为图形辨认、视觉搜索和计算机游戏等。健康右利手人群，在灯光刺激下，双侧大脑中动脉、大脑后动脉的血流速度均增快，双侧pCBFV无差异，但大脑后动脉的pCBFV较同侧大脑中动脉的变化更明显。普通灯光刺激不会导致双侧大脑后动脉不对称性的血流速度增快，但表现了增快的反应性适应（即血流速度的增快仅出现在视觉刺激开始时，刺激持续30~40秒后，大脑后动脉的血流速度开始下降）。然而，在受试者执行复杂的视觉空间任务和不同颜色光线刺激时，血流速度增快的反应性适应现象消失。视觉空间感知任务和红、黄、蓝等彩色光线刺激出现时，大脑后动脉、大脑中动脉的血流速度均增快，而且右侧大脑中动脉、大脑后动脉的pCBFV较左侧更高。

提示复杂的视觉刺激，激活更广泛的神经元，神经元激活时间也更长。在卒中患者中，患侧视觉相关的pCBFV较健侧低，在执行较复杂的视觉空间任务时，患侧大脑后动脉记录不到明显的血流速度变化，提示fTCD能通过视觉任务相关血流速度的变化了解视觉皮层功能。在痴呆研究中则发现：与血管性痴呆患者相比，阿茨海默患者保留了部分枕叶皮层功能，显示fTCD可能有助于血管性痴呆和阿茨海默的鉴别诊断。

2．语言任务

fTCD最常选用的语言任务为朗读单词或句子、单词联想、词义比较、句子意义比较和句子重建等。在健康人群中，6个语言任务均引出双侧半球血流速度增快，并诱导出显著的血流偏侧化现象（一侧大脑中动脉的pCBFV较另一侧的高），优势侧血流速度波动也较小。其中单词联想和朗读句子2项任务的偏侧化现象最为明显。语言任务总能引起双侧大脑中动脉血流速度增快和偏侧化现象：右利手者语言优势半球总在左侧半球，而左利手者语言优势半球部分在左侧，部分为右侧，其可靠性被Wada实验、功能磁共振成像和SPECT等所证实。在表现为Broca失语的卒中患者中，卒中急性期健侧和康复期患侧大脑中动脉pCBFV似乎与语言功能恢复呈正相关。在癫痫和脑肿瘤患者术前，fTCD与功能磁共振成像结合确定语言优势半球也已得到广泛认可。

3．运动功能任务

在健康人群中，对指运动、握拳和肘部的被动运动均能同样程度地激活运动对侧相应脑皮层，引起大脑中动脉血流速度显著增快。在卒中患者中，卒中发病4周内，患肢运动时患侧运动相关大脑中动脉pCBFV较健侧的低，也较健康人群运动对侧大脑中动脉pCBFV低，而健侧大脑中动脉pCBFV较健康对照组的高。康复前患侧运动相关大脑中动脉pCBFV和康复后双侧运动相关大脑中动脉pCBFV与功能恢复呈正相关。

4．记忆任务

在记忆测试时，记录健康受试者双侧大脑中动脉血流速度变化。发现不同的记忆任务均能引起双侧对称性大脑中动脉血流速度增快，且不同事件相关性pCBFV无差异。而同一人群在完成视觉空间记忆任务（辨认简单图画）时右侧大脑中动脉pCBFV较左侧高。这些结果与同类PET研究结果一致。在半球卒中患者中，恢复好的一组双侧记忆相关大脑中动脉pCBFV相似，与健康对照组的变化模式一致。而恢复差的一组患侧记忆相关大脑中动脉pCBFV很低。提示卒中后记忆任务相关血流速度变化模式可能与卒中患者的预后相关。这与以上其他认知任务中fTCD研究结果相似。

目前，fTCD在临床上的应用价值尚未得到充分肯定。