肿瘤放射治疗是一个非常复杂的过程，三维适形放射治疗和调强放射治疗技术的出现，使得治疗机参数大大增加，这些参数包括：射束能量、射束方向、射束元大小、射束权重、射束形状等。三维适形放射治疗和调强放射治疗技术在带来高精度治疗的同时，也使物理师在确定治疗机参数时更加困难：对不同部位的肿瘤都要选出最优的治疗机参数组合，仅仅依靠物理师的经验是不行的。因此有必要发展最优化算法来帮助物理师挑选出某些最优的治疗机参数。 本论文工作主要讨论放射治疗中的角度最优化问题，本文涉及的最优化问题包括：适形放疗中多叶准直器射野的最优角度适形射野计算、适形放疗中机架角的角度最优化方法以及调强放射治疗中机架角的角度最优化方法。 本文通过建立了任意准直器转角下的多叶准直器适形野计算程序，考察了旋转准直器角度对射野适形度的影响，提出用多个旋转的多叶准直器射野形成复合野以使靶区得到更均匀照射，从而避免靶区上的冷点和危及器官上的热点。 本文对三维适形放射治疗中的机架角度最优化方法进行探讨，比较了不同物理模型(微分卷积积分剂量模型、原射线剂量模型、几何模型)和不同角度最优化算法(遗传算法、淘汰算法)，用于计算最优化角度组合的计算时间和计算结果。 本文还考察了调强放疗和适形放射治疗中，候选角度数对机架角度最优化结果的影响。我们发现由于调强放射治疗中简并解的存在，使得在候选角度较多的情况下，用较少的遗传叠代数就可最优解。而适形放射治疗中，增加候选角度数目并不能加快遗传算法的收敛速度。