Er zijn veel medische aandoeningen waarvoor een hersenstamoperatie nodig is. Vanwege de locatie is een hersenstamoperatie een van de moeilijkste operaties voor chirurgen. Aneurysma's en bloedingen, beide bloedingen, vereisen een onmiddellijke operatie om het leven van de patiënt te redden. Voor verschillende vormen van kanker die hersenstamtumoren veroorzaken, hebben chirurgen meer tijd om de operatie te plannen en negatieve bijwerkingen voor de patiënt te voorkomen.
De hersenstam verbindt de hersenen fysiek met het ruggenmerg. Het bevat drie verschillende delen die bekend staan als de medulla, pons en middenhersenen. Deze drie gebieden fungeren niet alleen als toegangspoort tussen de hersenen en het ruggenmerg, maar zijn ook verantwoordelijk voor vitale onbewuste functies van het lichaam, zoals ademhaling, opwinding, bloeddruk en voedselvertering. Het belang van de hersenstam maakt elke medische aandoening die hierop van invloed is, potentieel levensbedreigend. Hersenstamchirurgie is ook zeer riskant, omdat elke fout van een chirurg de dood van de patiënt tot gevolg kan hebben.
Ongeacht met welke hersenstamaandoening een patiënt zich presenteert, de belangrijkste informatie is de locatie van de aandoening in de hersenstam. De hersenstam bevindt zich in een zeer moeilijke positie voor chirurgen om te bereiken; botten, slagaders en aders blokkeren de toegang. Daarom hebben chirurgen bijna een dozijn chirurgische technieken tot hun beschikking. Het kan bijvoorbeeld nodig zijn dat een chirurg een incisie nabij het oor maakt om de hersenstam te bereiken. Hoewel gehoorverlies kan optreden, veranderen veel chirurgen dit om het leven van de patiënt te redden.
Hemorragische gebeurtenissen zoals aneurysma en inwendige bloedingen vereisen een onmiddellijke hersenstamoperatie om de patiënt te laten overleven. Beide gebeurtenissen verhongeren de hersenen van bloed en veroorzaken binnen enkele minuten de dood als ze niet worden behandeld. Vanwege de tijdsfactor overleven veel patiënten niet, tenzij ze al in een ziekenhuis zijn.
Veel vormen van kanker vereisen ook een hersenstamoperatie. Hoewel tumoren die zich in de hersenstam ontwikkelen snel fataal kunnen worden als ze niet worden behandeld, hebben chirurgen over het algemeen meer tijd om een operatie te plannen dan wanneer een patiënt een inwendige bloeding krijgt. Een voorbeeld van zo'n type kanker is pilocytisch astrocytoom, een aandoening die doorgaans kinderen en adolescenten treft. In de meeste gevallen kunnen chirurgen de gehele tumor verwijderen. De vijfjaarsoverleving na de operatie bedraagt 90%.
Andere aandoeningen naast bloedingen en kanker vereisen een hersenstamoperatie. Caverneuze hemangiomen zijn bijvoorbeeld aanwezig met een of meer extreem verwijde bloedvaten die stilstaand bloed bevatten. Hoewel ze overal in het lichaam kunnen voorkomen, ontwikkelen de meeste zich in de bloedvaten van de hersenen of nabij de hersenstam. Net als bij het verwijderen van tumoren hebben artsen in ontwikkelde landen toegang tot driedimensionale beelden van het hemangioom. Zodra het glas is verwijderd, zal het niet meer in de patiënt verschijnen.