Det melder spanske medier onsdag, ifølge AFP.
Det er ventet at 44-åringen må gjennom en ny operasjon på grunn av sykdommen. Vilanova ble operert i november i fjor for å fjerne en svulst.
Barcelona skal være i samtaler med en erstatter for treneren i en rekonvalensperiode.
Ifølge den spanske avisen El Pais er det Jordi Roura, Vilanovas assistent trener og tidligere Barcelona-spiller, som sannsynligvis tar over treneransvaret.
Den spanske storklubben skriver i en pressemelding at de vil komme med mer informasjon senere onsdag. Da er det ventet at erstatterens navn presenteres.
Avlyste pressetreff
Klubben skal ifølge spanske medier ikke ønske å si mer om saken før spillerne er skikkelig informert.
Barcelona sier i en pressemelding at en pressekonferansen med Sandro Rosell er blitt avlyst, i tillegg er en julelunsj med pressen avlyst.
Vilanova har vært manager i Barcelona siden Pep Guardiola ga seg tidligere i år. Vilanova gikk gjennom flere legesjekker før han fikk jobben, og legene som behandlet ham ga sitt samtykke til at han kunne ta jobben.
