脉冲波多普勒（Pulsed Wave Doppler,PWD）是一种用于诊断心血管疾病的传统超声技术。本文首先介绍了颈动脉血管超声诊断的原理和意义,由PWD技术生成的频率谱包含着血流动力学的信息,在心血管疾病诊断中具有重要意义。第二,设计实现了频谱成像方法,包括射频信号获取,正交解调,频率谱生成。第三,本文提出一种基于能量累积函数的实时自动包络,解决噪声严重时包络估计不准的问题。以多普勒仿血流体模为标准验证算法的准确率,噪声较小的情况下与金标准的误差约为0.6%,在背景噪声严重的情况下,误差约为7%。本文提出了两种基于包络线的峰谷值检测方法实现实时测量,包括双步长法和统计滑动窗口法,实验结果表明,双步长法的误检率为2.15%,统计窗口法为0.72%,均低于传统方法的3.10%,特别是错检率大大降低。第四,本文提出了一种基于拉伊达准则（Pau Ta Criterion）的异常参数检测方法,基于统计分布特征来筛选出样本的异常血流参数。与传统方法相比,极大减小了阳性样本特异性的影响,反应了该样本落在总体分布中的位置,将可测量的13组参数进行分布拟合,根据特征权重和拉伊达准则检测该样本是否异常。实验结果表明,所提出的方法达到了87.04%的准确率,比常用的异常检测方法K-Means,支持向量机（SVM）和高斯混合模型（GMM）至少高出7%。第五,本文提出一种基于多参数的血流动力学评估方法。传统方法依赖于单一参数,倾向对中重度颈动脉狭窄的分类。本文通过设置样本的经验权重,改进RUSBoost算法,对颈动脉狭窄早期患者和正常人进行分类。实验结果表明,所提出的方法准确率达到90.1%,灵敏度达到70%,特异性达到94%,分别比原RUSBoost提高了4%、6%和2%。经验权重是基于分布计算得出的,不需要人为输入,因此该方法是客观的。综上所述,本文所提出的一系列算法过程,可以有效地应用于颈动脉血流动力学参数的评估,针对颈动脉斑块或轻度狭窄的筛查和发现,有良好的指导意义。