Ανεύρυσμα είναι η διάταση του τοιχώματος ενός αγγείου το οποία σταδιακά λεπταίνει και φουσκώνει με φόβο να διαρραγεί. Τα περισσότερα ανευρύσματα δεν προκαλούν συμπτώματα εφόσον δεν αιμορραγούν. Εάν εντοπιστούν τυχαία, αξιολογείται ο κίνδυνος ρήξης τους και συνήθως συνίσταται προληπτική αγωγή και συστηματική παρακολούθηση. Αυξημένο κίνδυνο ρήξης θεωρείται ότι έχουν τα μεγαλύτερα ανευρύσματα, με ακανόνιστο σχήμα και αυτά που βρίσκονται στην οπίσθια εγκεφαλική κυκλοφορία ενώ τα νεότερα σε ηλικία άτομα έχουν περισσότερες πιθανότητες ρήξης σε σχέση με τα γηραιότερα. Ένα μεγάλο ανεύρυσμα παρότι δεν αιμορραγεί μπορεί να προκαλεί πόνος πάνω και πίσω από το μάτι, διευρυμένη κόρη  ματιού και θολή όραση, διπλωπία, μούδιασμα, αδυναμία ή παράλυση μιας πλευράς του προσώπου ή πτώση βλεφάρου. Η διάγνωση του γίνεται με ψηφιακή αγγειογραφία ή τρισδιάστατη αξονική τομογραφία εγκεφάλου. Αν το ανεύρυσμα παρουσιάσει ρήξη τότε προκαλείται αιμορραγικό εγκεφαλικό επεισόδιο. Τα ανευρύσματα παρουσιάζονται στον υπαραχνοειδή χώρο ανάμεσα στον εγκέφαλο και στις λεπτές μεμβράνες πού τον περιβάλλουν, και για το λόγο αυτό η αιμορραγία ονομάζεται υπαραχνοειδής, ενώ σε κάποιες περιπτώσεις εκδηλώνεται παράλληλα και ενδοεγκεφαλική αιμορραγία.  Ένα αιμορραγικό ανεύρυσμα είναι απειλητικό για τη ζωή και αποτελεί εξαιρετικά επείγον περιστατικό. Τα συμπτώματα του είναι ξαφνικός, εξαιρετικά δυνατός πονοκέφαλος, ναυτία και έμετος, δυσκαμψία στον αυχένα, διαταραχές όρασης, ευαισθησία στο φως, επιληπτικές κρίσεις, πτώση βλεφάρου, απώλεια συνείδησης ακόμα και κώμα. Σε σημαντικά ποσοστά και εφόσον δεν αντιμετωπιστεί άμεσα είναι θανατηφόρο. Η χειρουργική αντιμετώπιση του ανευρύσματος εγκεφάλου περιλαμβάνει την απομόνωση του από την κυκλοφορία του αίματος με ειδικά ενδοσκοπικά εργαλεία. Σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να χρειαστεί χειρουργική παράκαμψη του ανευρύσματος με αγγειακό μόσχευμα (bypass) ή και η ενδοαγγειακή τοποθέτηση ειδικών αυλών μέσα στο αγγείο, ή ακόμη και η πλήρης απόφραξή του, προκειμένου να απομονωθεί το ανεύρυσμα από την κυκλοφορία του αίματος.

Η αρτηριοφλεβώδης δυσπλασία εγκεφάλου είναι ένα ελάττωμα στο αγγειακό σύστημα του εγκεφάλου όπου τα αγγεία του εγκεφάλου έχουν τη μορφή κουβαριού, στο οποίο μία ή περισσότερες αρτηρίες συνδέονται απευθείας με μία ή περισσότερες φλέβες, χωρίς την παρεμβολή τριχοειδών αγγείων. Συνήθως εκδηλώνεται με αιμορραγία, επιληπτικές κρίσεις, ισχαιμικά επεισόδια, διαταραχές όρασης, ημικρανίες, αυξημένη ενδοκρανιακή πίεση ενώ στα παιδιά μπορεί να προκαλέσει υδροκέφαλο, συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια και έντονες φλέβες του δέρματος στο μέτωπο. Με την πάροδο του χρόνου η αρτηριοφλεβική δυσπλασία καταστρέφει τον παρακείμενο εγκεφαλικό ιστό. Η νόσος μπορεί να ανακαλυφθεί τυχαία σε μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου πριν δώσει συμπτώματα ή εξαιτίας των συμπτωμάτων που δίνει. Μπορεί όμως και να προκαλέσει αιφνίδια ρήξη αγγείων και αιμορραγία στον εγκέφαλο χωρίς προηγούμενα συμπτώματα. Στη περίπτωση αιμορραγίας τα συμπτώματα είναι ξαφνικός εξαιρετικά ισχυρός πονοκέφαλος, μούδιασμα, παράλυση, απώλεια όρασης, σύγχυση και αδυναμία ορθοστάτησης. Η αιμορραγία λόγο αρτηριοφλεβώδους δυσπλασίας εγκεφάλου είναι απειλητική για τη ζωή και απαιτεί άμεση νευροχειρουργική αντιμετώπιση. Η θεραπευτική αντιμετώπιση εξαρτάται από το μέγεθος, τη θέση και τη μορφολογία της δυσπλασίας, την ύπαρξη συνοδών ανευρυσμάτων, την ηλικία του ασθενούς, το ιστορικό προηγούμενης αιμορραγίας καθώς και τη γενική κλινική εικόνα του ασθενούς. Η χειρουργική αντιμετώπιση των αρτηριοφλεβωδών δυσπλασιών του εγκεφάλου περιλαμβάνει την απομόνωση της δυσπλαστικής περιοχής από την κυκλοφορία του αίματος και την χειρουργική αφαίρεση της. Συνήθως η δυσπλασία μπορεί να αφαιρεθεί χωρίς σημαντικό κίνδυνο αλλά υπάρχουν και δυσπλασίες που δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν χειρουργικά. Σ’ αυτές τις περιπτώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν άλλες μορφές θεραπείας όπως ο εμβολισμός.

Τα σηραγγώδη αιμαγγειώματα του κεντρικού νευρικού συστήματος είναι καλοήθη, αγγειακά αμαρτώματα  που αποτελούνται από κολποειδή αγγειακά κανάλια, χωρίς νευρικό παρέγχυμα, αρτηρίες ή φλέβες. Μπορεί να αιμορραγήσουν, να θρομβωθούν ή να ασβεστοποιηθούν ενώ μεγαλώνοντας η πιθανότητα αιμορραγίας αυξάνεται. Το μέγεθος τους κυμαίνεται από ελάχιστα χιλιοστά ως αρκετά εκατοστά, μπορεί να είναι κληρονομικά ή τυχαία ενώ μπορεί να δημιουργηθούν μετά από ακτινοθεραπεία στον εγκέφαλο ή το νωτιαίο μυελό. Τα σηραγγώδη αιμαγγειώματα μπορεί να παραμείνουν ασυμπτωματικά αλλά στη περίπτωση που προκαλούν επανειλημμένες αιμορραγίες, μπορεί να οδηγήσουν σε προοδευτική νευρολογική βλάβη. Ο κίνδυνος αιμορραγίας αυξάνει μετά από την πρώτη φορά και ιδιαίτερα σε σηραγγώδη αιμαγγειώματα του στελέχους. Η διάγνωση γίνεται με αξονική και μαγνητική τομογραφία ενώ συνίσταται και ψηφιακή αγγειογραφία όταν υπάρχει υποψία αρτηριοφλεβώδους δυσπλασίας ή άλλης πάθησης. Θεραπεία του σηραγγώδους αιμαγγειώματος εφόσον κριθεί απαραίτητη συνιστά η χειρουργική αφαίρεση του. Αν το αγγείωμα είναι χειρουργικά προσβάσιμο, η οριστική θεραπεία είναι η χειρουργική του αφαίρεση με ενδοσκοπικές τεχνικές. Ο εξειδικευμένος στον νευροχειρουργός, με μικροσκόπιο υψηλής ευκρίνειας και μικροεργαλεία αφαιρεί το αιμαγγείωμα και το απομακρύνει προσεκτικά μαζί με τον προσβεβλημένο περιβάλλοντα εγκεφαλικό ιστό.