Die Organe im Brust- und Bauchbereich sind häufig atemverschieblich. Zur Bestrahlung müssen deshalb Sicherheitssäume eingeplant werden. Bei einer atemabhängigen Bestrahlung erfolgt die Behandlung ausschließlich in einer bestimmten Atemphase (z.B. in tiefer Einatmung). Dadurch wird die Bewegung des Tumors während der Bestrahlung wesentlich verringert. Damit kann zum Beispiel bei der Bestrahlung von Brustkrebs auf der linken Seite das Herz besser geschont werden oder bei Lungentumoren die gesunde Lunge besser geschützt werden. Die technische Umsetzung geschieht mittels eines Reflektorblockes, der auf den Brustkorb oder Oberbauch gelegt wird und dessen Bewegung mittels Kameras erfasst wird. Die eigentliche Bestrahlung erfolgt nur, wenn die voreingestellte Atemphase mit der aktuell gemessenen übereinstimmt.