ciśnienie wewnątrzczaszkowe (ICP) określa się na podstawie objętości miąższu mózgu (80%), krwi (12%) i płynu mózgowo-rdzeniowego (8%) w obrębie sztywnego sklepienia czaszki. Normalny ICP waha się od 5-15mmHg. Ponieważ komora czaszkowa jest zamknięta sztywną czaszką, ma ograniczoną zdolność pomieścić dodatkową objętość. Gdy zawartość wewnątrzczaszkowa zwiększa objętość (np. wtórnie do guza, krwi, obrzęku, wodogłowia), początkowo krążąca krew i CSF są przemieszczane w celu zrównoważenia dodatkowej objętości i ICP pozostaje niezmieniona. Jednak poza pewnym progiem, jeśli zawartość wewnątrzczaszkowa nadal rośnie w objętości, wówczas ICP szybko wzrośnie, ponieważ zmniejsza się zgodność ze stałym sklepieniem śródczaszkowym. Ta dynamika jest krytyczna u pacjentów chirurgicznych z już zmniejszoną zgodnością wewnątrzczaszkową ze zmianami zajmującymi przestrzeń, którzy mogą być niezwykle wrażliwi na zmiany ICP związane z efektami znieczulającymi (np. rozszerzenie naczyń mózgowych z anestetyków wziewnych lub rozszerzenie naczyń z okresów hipowentylacji/hiperkapnii).

hiperwentylacja jest jedną ze znanych metod szybkiego obniżania ICP. Mózgowy przepływ krwi jest w dużej mierze zależny od PaCO2. Hiperwentylacja powoduje zmniejszenie PaCO2, co następnie prowadzi do zwężenia naczyń tętniczych, zmniejszając w ten sposób mózgowy przepływ krwi (CBF), objętość krwi mózgowej i ICP. Efekt ten polega na zmianach pH w płynie zewnątrzkomórkowym, które powodują zwężenie naczyń mózgowych lub rozszerzenie naczyń w zależności od pH. na każde zmniejszenie poziomu PaCO2 o 1 mmHg przypada około 2%. Chociaż skutki hiperwentylacji są prawie natychmiastowe, te efekty na CBF zmniejszają się w ciągu 6-24 godzin, gdy mózg dostosowuje się, zmieniając poziom wodorowęglanów w płynie zewnątrzkomórkowym w celu normalizacji pH. Dodatkowo, jeśli długotrwała hiperwentylacja zostanie nagle przerwana i normokapnia zostanie przywrócona zbyt szybko, następuje w rezultacie wzrost odbicia CBF, a tym samym ICP, który może być szkodliwy.

hiperwentylacja jest powszechnie stosowana w celu ułatwienia operacji wewnątrzczaszkowej, ponieważ uważa się, że szybko zapewnia mózgowi „relaks” w polu chirurgicznym. Jedno wieloośrodkowe randomizowane badanie wykazało, że hiperwentylacja do umiarkowanej hipokapni (PaCO2= 25 ± 2mmhg) była skuteczna w zmniejszaniu ICP i zmniejszaniu masy mózgu w polu chirurgicznym podczas kraniotomii (Gelb et al., 2008). Z drugiej strony hiperwentylacja może mieć również niekorzystne skutki. Wykazano, że hiperwentylacja do poziomu PaCO2 poniżej 20 mmHg powoduje niedokrwienie mózgu. Niedokrwienie mózgu z ekstremalną hiperwentylacją jest prawdopodobnie spowodowane ciężkim zwężeniem naczyń krwionośnych naczyń mózgowych i zasadowicą wywołaną przesunięciem krzywej oksyhemoglobiny w lewo, zmniejszając w ten sposób dostarczanie tlenu do tkanki mózgowej. Z tego powodu hiperwentylacja do umiarkowanych poziomów (PaCO2 = 25-35) jest ogólnie uważana za krótkotrwały środek skroniowy w celu zmniejszenia ICP lub zmniejszenia masy mózgu podczas neurochirurgii i należy unikać nadmiernie agresywnej hiperwentylacji (PaCO2 <25mmhg).