The method includes determining a set of candidate beam directions. The radiation treatment method further includes selecting a subset of non-coplanar interest beam directions from the set of candidate beam directions based on fluence optimization using a beam angle selection algorithm. The radiation treatment method further includes determining a set of delivery options based on a beam trajectory algorithm, wherein the delivery options include at least non-coplanar trajectories during the radiation treatment delivery. The radiation therapy method further includes optimizing delivery options and generating a VMAT radiation plan having non-coplanar beam directions. Delivery option optimization includes optimization of at least one machine parameter.方法は、候補ビーム方向のセットを決定するステップを含む。放射線治療方法は、ビーム角度選択アルゴリズムを用いてフルエンス最適化に基づき候補ビーム方向のセットから非同一平面関心ビーム方向のサブセットを選択するステップをさらに含む。放射線治療方法は、ビーム軌跡アルゴリズムに基づきデリバリオプションのセットを決定するステップであって、デリバリオプションは少なくとも放射線治療デリバリ中の非同一平面軌跡を含む、ステップをさらに含む。放射線治療方法は、デリバリオプションを最適化し、非同一平面ビーム方向を有するVMAT放射計画を生成するステップをさらに含む。デリバリオプションの最適化は少なくとも1つのマシンパラメータの最適化を含む。