L'ecografia Doppler non è utilizzata per fare la diagnosi di TOS; in quanto, anche se uno studio Doppler dell'arteria coinvolta dovesse essere positivo, non diagnosticherebbe TOS neurogenica, di gran lunga il sottotipo più comune di TOS. Ci sono molte prove nella letteratura medica per dimostrare che la compressione arteriosa non equivale alla compressione del plesso brachiale, sebbene possano verificarsi insieme, in vari gradi. Inoltre, la compressione arteriosa di per sé non implica la diagnosi di TOS arteriosa (la forma più rara di TOS). Piccoli livelli di compressione arteriosa sono stati mostrati in individui normali in varie posizioni di braccio e si pensa che siano di scarsa importanza senza la presenza di altri criteri caratteristici della TOS.