La radiothérapie 4D est définie comme toute technique prenant également en compte le mouvement de la tumeur, et ce, non seulement pendant le traitement mais aussi pendant la planification. À cet effet, le TDM d’adquisition d’images du patient prend non seulement les images à un instant précis mais aussi une série d’images montrant la zone de traitement dans les différentes positions qu’elle peut adopter. Ces images peuvent être représentées dans le système de planification en reproduisant le mouvement réel du patient.
Cette technique est essentiellement utilisée pour des lésions pulmonaires très mobiles et lorsque l’état du patient le permet.
L’Institut IMOR utilise la technique de « GATING » qui consiste à n’irradier la tumeur que lorsqu’elle se trouve dans une position précise de manière à éviter l’irradiation des tissus sains.