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Anesthetic Considerations for Surgical Treatment of Giant and Posterior Circulation Cerebral Aneurysms

Published online by Cambridge University Press:  26 March 2026

Jason Chui*
Affiliation:
Department of Anesthesia & Perioperative Medicine, Vancouver General Hospital and University of British Columbia, Canada Department of Anesthesia & Perioperative Medicine, University of Western Ontario and London Health Science Centre, London, ON, Canada
Stephen Lownie
Affiliation:
Department of Clinical Neurological Sciences, University of Western Ontario and London Health Science Centre, London, ON, Canada Division of Neurosurgery, Department of Surgery, Dalhousie University and QEII Health Sciences Centre, Halifax, NS, Canada
*
Corresponding author: Jason Chui; Email: jason.chui@vch.ca
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract:

Microsurgical treatment of complex cerebral aneurysms – whether giant aneurysms or those in the technically challenging posterior circulation – carries substantial perioperative morbidity and mortality. Despite significant advances in endovascular therapy, surgical intervention remains the only definitive option for a subset of these lesions. To facilitate dissection and reduce tension within the aneurysm sac, various aneurysm flow arrest strategies have been developed. Early methods included local arrest (e.g., temporary clipping) and systemic arrest (e.g., adenosine-induced asystole, rapid ventricular pacing or total circulatory arrest). These have evolved into more targeted cerebral flow arrest techniques, such as retrograde suction decompression, providing greater precision and control. Because aneurysm flow arrest inherently risks distal cerebral ischemia, hypothermic neuroprotection was introduced to prolong the safe ischemic interval – transitioning from early high-morbidity systemic deep hypothermia to recent selective brain cooling with more favorable outcomes. The integration of multimodal intraoperative neuromonitoring, including evoked potential monitoring and respiratory rate monitoring, for real-time cerebral ischemia detection, has further improved safety. Together, controlled aneurysm flow arrest and selective brain protection with intraoperative neuromonitoring create brief, precisely timed windows that permit safe aneurysm manipulation and definitive treatment of high-risk lesions. As such complex cases are less commonly treated surgically, much of the specialized knowledge is passed informally. This article reviews the anesthetic considerations for the surgical management of giant and posterior circulation aneurysms, drawing on decades of our institutional experience.

Résumé :

RÉSUMÉ :

Facteurs relatifs à l’anesthésie, à prendre en considération dans le traitement chirurgical des anévrismes cérébraux géants et de ceux de la circulation postérieure.

La microchirurgie des anévrismes cérébraux complexes, que ce soit des anévrismes géants ou ceux de la circulation postérieure difficiles à traiter sur le plan technique, comporte une morbidité et une mortalité périopératoires importantes. Malgré des progrès notables en matière de traitement endovasculaire, la chirurgie demeure la seule solution définitive dans un sous-groupe de lésions. Pour faciliter la dissection et diminuer la tension dans le sac anévrismal, différentes méthodes visant à arrêter la circulation sanguine dans l’anévrisme ont été élaborées. Ainsi, les premières reposaient sur l’arrêt de la circulation locale (p. ex. le clippage temporaire), ou l’arrêt de la circulation générale (p. ex. l’asystole provoquée par l’adénosine, l’entraînement ventriculaire rapide ou l’arrêt circulatoire complet). Ces méthodes ont évolué vers des techniques d’arrêt de la circulation cérébrale plus ciblées, par exemple la décompression par succion rétrograde, qui permettent une plus grande précision et une maîtrise accrue des interventions. Comme l’arrêt de la circulation sanguine dans l’anévrisme comporte des risques intrinsèques d’ischémie cérébrale distale, l’arrivée de la neuroprotection par hypothermie est venue prolonger l’intervalle sûr d’ischémie – ce qui a marqué le passage d’une hypothermie profonde générale comportant une forte morbidité précoce à une méthode nouvelle de refroidissement sélectif du cerveau, associée à de meilleurs résultats que ceux observés avec d’autres techniques. De plus, l’intégration de la neurosurveillance peropératoire plurimodale, formée notamment de la surveillance des potentiels évoqués et de la fréquence respiratoire pour la détection de l’ischémie cérébrale en temps réel, a permis d’accroître la sûreté des interventions. Ces techniques d’arrêt commandé de la circulation sanguine dans l’anévrisme et de la protection sélective du cerveau, associées au neuromonitorage peropératoire, permettent toutes ensemble de prévoir de courtes périodes minutées avec précision de manipulation sûre des anévrismes et du traitement définitif des lésions à risque élevé. Ces cas complexes étant traités moins souvent par la chirurgie que les autres, le gros des connaissances spécialisées se transmet de manière non structurée. Aussi les auteurs passent-ils en revue dans l’article les facteurs à prendre en considération sur le plan de l’anesthésie pour la prise en charge chirurgicale des anévrismes géants et de ceux de la circulation postérieure, facteurs tirés de l’expérience accumulée au fil des décennies dans leur établissement.

Information

Type
Review Article
Copyright
© The Author(s), 2026 Published by Cambridge University Press on behalf of Canadian Neurological Sciences Federation
Figure 0

Figure 1. Illustrative figures of commonly used microsurgical and endovascular techniques for complex surgical aneurysm.

Figure 1

Table 1. Summary of surgical techniques for cerebral aneurysm surgery

Figure 2

Table 2. Summary of flow arrest strategy

Figure 3

Figure 2. Illustrative figures of open and endovascular retrograde suction decompression. The above figure illustrates (left) open surgical retrograde suction decompression technique, where internal carotid artery is exposed surgically and a balloon catheter is inserted directly for suction decompression and (right) endoscopic technique using double balloon catheter to occlude the external carotid artery and common carotid artery, respectively. The aspirated blood, in both surgical and endoscopic techniques, is transfused back to the patient directly or collected via cell-saver.

Figure 4

Figure 3. Illustrative figures of bypass circuit for deep-hypothermic total circulatory arrest and selective brain cooling. This schematic shows different bypass configurations used in complex aneurysm surgery. (A) Full cardiopulmonary bypass circuit performed via median sternotomy with aortic cannulation and bicaval venous access. Venous blood is drained into a reservoir, oxygenated by an oxygenator, and returned to the body via a centrifugal pump. System deep hypothermia is achieved with a heat exchanger, and cardioplegia is delivered through a dedicated cardioplegia pump. Standard left ventricular venting and aortic cross-clamping are applied. (B) Selective brain cooling. Blood is withdrawn from the femoral artery through an outflow cannula, cooled by a heat exchanger, and infused – mixed with cardioplegia – directly into the internal carotid artery (ICA). (C) Femoral-femoral bypass. Venous blood is drained from the femoral vein to the oxygenator and returned via the femoral artery. (D) Endovascular circuit for minimally invasive cardiac surgery that can also be used to avoid sternotomy in complex aneurysm surgery. Venous return to the extracorporeal circuit is achieved through a femoral venous cannula advanced to the junction of the inferior vena cava and right atrium. The endoaortic catheter, an inflatable balloon device, functions as an aortic cross-clamp and allows antegrade cardioplegia infusion into the aortic root and coronary arteries; its lumen can also be used for aortic root venting. Alternatively, endocoronary sinus catheter is inserted via the internal jugular or another neck vein and advanced in the coronary sinus for retrograde cardioplegia delivery. An endopulmonary vent catheter is placed in the pulmonary artery for decompression. CP = cardioplegia pump; R = reservoir; P = centrifugal pump; HE = heat exchanger; O = oxygenator.

Supplementary material: File

Chui and Lownie supplementary material

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