kallonsisäinen paine (ICP) määritetään aivoparenkyymin (80%), veren (12%) ja aivo-selkäydinnesteen (8%) tilavuudesta jäykässä kallon holvissa. Normaali ICP vaihtelee 5-15mmHg. Koska kallon lokero on jäykän kallon ympäröimä, sillä on rajallinen kyky mahduttaa lisää tilavuutta. Kun kallonsisäinen sisältö kasvaa tilavuus (esim.toissijainen kasvain, veri, turvotus, vesipää), aluksi, kiertävä veri ja aivo-selkäydinnesteen siirretään kompensoimaan ylimääräistä tilavuutta ja ICP pysyy muuttumattomana. Kuitenkin yli tietyn kynnysarvon, jos kallonsisäisen sisällön määrä kasvaa edelleen, ICP kasvaa nopeasti, koska kiinteiden kallonsisäisten holvien noudattaminen vähenee. Tämä dynamiikka on kriittinen leikkauspotilailla, joilla on jo alentunut kallonsisäisen yhteensopivuuden tila miehittää leesioita, jotka voivat olla erittäin herkkiä ICP: n muutoksille, jotka liittyvät anesteettisiin vaikutuksiin (esim.aivo-vasodilataatio inhalaatioanesteetistä tai vasodilataatio hypoventilaatio/hyperkapnia-kausista).
hyperventilaatio on yksi tunnettu menetelmä ICP: n nopeaksi alentamiseksi. Aivojen verenkierto on pitkälti riippuvainen PaCO2: sta. Hyperventilaatio aiheuttaa alentunutta PaCO2: ta, joka myöhemmin johtaa valtimon vasokonstriktioon, mikä alentaa aivojen verenkiertoa (CBF), aivojen veren tilavuutta ja ICP: tä. Tämä vaikutus välittyy solunulkoisessa nesteessä tapahtuviin pH-muutoksiin, jotka aiheuttavat aivojen vasokonstriktiota tai vasodilataatiota pH: sta riippuen. Vaikka hyperventilaation vaikutukset ovat lähes välittömiä, nämä vaikutukset CBF: ään vähenevät 6-24 tunnin aikana, kun aivot sopeutuvat muuttamalla bikarbonaattitasoja solunulkoisessa nesteessä pH: n normalisoimiseksi.
hyperventilaatiota käytetään yleisesti kallonsisäisen leikkauksen helpottamiseen, koska sen ajatellaan tuovan kirurgisessa kentässä nopeasti aivoille ”rentoutusta”. Eräässä satunnaistetussa monikeskustutkimuksessa todettiin, että hyperventilaatio kohtalaiseen hypokapniaan (PaCO2= 25 ± 2mmhg) oli tehokas vähentämään ICP: tä ja vähentämään aivojen bulkkia kirurgisella alalla kraniotomian aikana (Gelb et al., 2008). Toisaalta hyperventilaatiolla voi olla myös haittavaikutuksia. Hyperventilaation alle 20mmhg: n PaCO2-tasoihin on osoitettu aiheuttavan aivoiskemiaa. Aivojen iskemia, johon liittyy äärimmäinen hyperventilaatio, välittyy todennäköisesti aivosuonien vaikeasta vasokonstriktiosta ja alkaloosin aiheuttamasta oksihemoglobiinikäyrän vasempaan suuntaan siirtymisestä, mikä vähentää hapensaantia aivokudokseen. Tästä syystä hyperventilaatiota keskivaikealle tasolle (PaCO2 = 25-35) pidetään yleisesti lyhytaikaisena temporizing-toimenpiteenä ICP: n alentamiseksi tai aivojen bulkin vähentämiseksi neurokirurgian aikana, ja liian aggressiivista hyperventilaatiota (PaCO2 <25mmhg) tulisi välttää.
