La radioterapia 4D con gating respiratorio è una tecnica avanzata di simulazione e pianificazione del trattamento radioterapico che aggiunge la dimensione temporale (il movimento respiratorio) alle tre dimensioni spaziali convenzionali. Durante la fase di simulazione, viene acquisita una TAC 4D che registra le immagini del distretto anatomico da trattare in corrispondenza delle diverse fasi del ciclo respiratorio, grazie all'utilizzo di un sistema di monitoraggio del respiro del paziente (come sensori di pressione toracica o telecamere di rilevamento superficiale). In questo modo è possibile ricostruire il percorso di movimento del tumore durante la respirazione e definire un volume bersaglio interno (ITV) che tenga conto di questa variabilità. Il gating respiratorio consente di erogare il fascio di radiazioni solo nelle fasi del ciclo respiratorio in cui il tumore si trova in una posizione prestabilita — solitamente in espirazione — riducendo significativamente l'irradiazione dei tessuti sani circostanti come polmone, cuore e fegato. Questa tecnica è particolarmente indicata per i tumori del polmone, del fegato, del pancreas e della mammella sinistra, dove il movimento respiratorio può essere rilevante. La pianificazione viene effettuata da un team composto da radioterapisti oncologi, fisici medici e tecnici di radioterapia.