Υπάρχουν πολλές ιατρικές καταστάσεις που απαιτούν χειρουργική επέμβαση εγκεφαλικού στελέχους. Λόγω της θέσης του, η επέμβαση στο εγκεφαλικό στέλεχος είναι από τις πιο δύσκολες για τους χειρουργούς. Τα ανευρύσματα και οι αιμορραγίες, και τα δύο αιμορραγικά συμβάντα, απαιτούν άμεση χειρουργική επέμβαση για να σωθεί η ζωή του ασθενούς. Για τις διάφορες μορφές καρκίνου που προκαλούν την ανάπτυξη όγκων στο εγκεφαλικό στέλεχος, οι χειρουργοί έχουν περισσότερο χρόνο να προγραμματίσουν τη χειρουργική επέμβαση και να αποφύγουν τις αρνητικές παρενέργειες για τον ασθενή.
Το εγκεφαλικό στέλεχος συνδέει φυσικά τον εγκέφαλο με το νωτιαίο μυελό. Μέσα σε αυτό περιέχονται τρία διακριτά μέρη γνωστά ως μυελός, γέφυρα και μεσεγκέφαλος. Εκτός από το ότι λειτουργούν ως πύλη μεταξύ του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού, αυτές οι τρεις περιοχές είναι υπεύθυνες για τις ασυνείδητες λειτουργίες της ζωής του σώματος, όπως η αναπνοή, η διέγερση, η αρτηριακή πίεση και η πέψη της τροφής. Η σημασία του εγκεφαλικού στελέχους καθιστά οποιαδήποτε ιατρική κατάσταση που το επηρεάζει δυνητικά απειλητική για τη ζωή. Η χειρουργική επέμβαση στο εγκεφαλικό στέλεχος, επίσης, είναι πολύ επικίνδυνη, καθώς τυχόν λάθη ενός χειρουργού θα μπορούσαν να οδηγήσουν στο θάνατο του ασθενούς.
Ανεξάρτητα από το ποια πάθηση του εγκεφαλικού στελέχους παρουσιάζει ένας ασθενής, η πιο σημαντική πληροφορία είναι η θέση της πάθησης στο εγκεφαλικό στέλεχος. Το εγκεφαλικό στέλεχος βρίσκεται σε πολύ δύσκολη θέση για τους χειρουργούς. τα οστά, οι αρτηρίες και οι φλέβες εμποδίζουν την πρόσβαση. Έτσι, σχεδόν δώδεκα χειρουργικές τεχνικές είναι διαθέσιμες στους χειρουργούς. Για παράδειγμα, ένας χειρουργός μπορεί να χρειαστεί να κάνει μια τομή κοντά στο αυτί για να φτάσει στο εγκεφαλικό στέλεχος. Αν και μπορεί να προκληθεί απώλεια ακοής, πολλοί χειρούργοι το ανταλλάσσουν αυτό για να σώσουν τη ζωή του ασθενούς.
Τα αιμορραγικά συμβάντα όπως το ανεύρυσμα και η εσωτερική αιμορραγία απαιτούν άμεση χειρουργική επέμβαση στο εγκεφαλικό στέλεχος εάν ο ασθενής πρόκειται να επιβιώσει. Και τα δύο αυτά συμβάντα στερούν τον εγκέφαλο από αίμα, προκαλώντας θάνατο μέσα σε λίγα λεπτά εάν δεν αντιμετωπιστούν. Λόγω του παράγοντα χρόνου, πολλοί ασθενείς δεν επιβιώνουν εκτός εάν βρίσκονται ήδη σε νοσοκομειακό περιβάλλον.
Πολλοί καρκίνοι απαιτούν επίσης χειρουργική επέμβαση εγκεφαλικού στελέχους. Αν και οι όγκοι που αναπτύσσονται στο εγκεφαλικό στέλεχος μπορούν γρήγορα να γίνουν θανατηφόροι εάν δεν αντιμετωπιστούν, οι χειρουργοί έχουν γενικά περισσότερο χρόνο για να προγραμματίσουν μια χειρουργική επέμβαση από ό,τι όταν ένας ασθενής εμφανίσει εσωτερική αιμορραγία. Ένας τέτοιος καρκίνος είναι το πιλοκυτταρικό αστροκύτωμα, μια κατάσταση που γενικά επηρεάζει παιδιά και εφήβους. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι χειρουργοί μπορούν να αφαιρέσουν ολόκληρο τον όγκο. Το ποσοστό πενταετούς επιβίωσης μετά την επέμβαση είναι 90%.
Άλλες παθήσεις εκτός της αιμορραγίας και του καρκίνου απαιτούν χειρουργική επέμβαση εγκεφαλικού στελέχους. Τα σπηλαιώδη αιμαγγειώματα, για παράδειγμα, εμφανίζονται με ένα ή περισσότερα εξαιρετικά διεσταλμένα αιμοφόρα αγγεία που περιέχουν στάσιμο αίμα. Αν και μπορούν να εμφανιστούν οπουδήποτε στο σώμα, τα περισσότερα αναπτύσσονται στα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου ή κοντά στο εγκεφαλικό στέλεχος. Όπως και κατά την αφαίρεση όγκων, οι γιατροί στις ανεπτυγμένες χώρες έχουν πρόσβαση σε τρισδιάστατες εικόνες του αιμαγγειώματος. Μόλις αφαιρεθεί το αγγείο, δεν θα επανεμφανιστεί στον ασθενή.