Η εκτίμηση των αποτελεσμάτων της ακτινοθεραπείας (βραχυθεραπείας ή εξωτερικής ακτινοθεραπείας) βασίζεται κυρίως στη μελέτη του δείκτη PSA, στη βιοψία του προστάτη, στις απεικονιστικές μεθόδους και στις μελέτες της μοριακής βιολογίας. Εν τούτοις η μελέτη αυτή του PSA μετά ακτινοβολία (εξωτερική ή εσωτερική) δεν είναι τόσο απλή, εν αντίθεση με τη ριζική προστατεκτομή όπου λόγω της ολικής αφαίρεσης του αδένα, ακολουθεί σχεδόν μηδενισμός του δείκτη εντός ολίγων εβδομάδων.
Στην ακτινοθεραπεία λόγω ακριβώς της παραμονής της αδενικής μάζας και του μακρού χρόνου δράσης της ακτινοβολίας, το PSA μειώνεται βραδέως με πολλές διακυμάνσεις έως και 30% ιδιαίτερα στους νεώτερους ασθενείς.
Ο χρόνος επίτευξης του χαμηλότερου επίπεδου του PSA (Nadir) μπορεί να φθάνει από τρεις μήνες το λιγότερο έως και τα δυο έτη. Το επίπεδο αυτό κυμαίνεται από 0,2-1 ng/ml με την πλειοψηφία των συγγραφέων να συμφωνούν στο μέσο επίπεδο 0,5 ng/ml. Η αμερικανική ακτινοθεραπευτική εταιρεία (ASTRO) ορίζει ως βιοχημική υποτροπή την αύξηση του PSA σε 3 διαδοχικές μετρήσεις με μεσοδιάστημα ολίγων μηνών.
Σε περίπτωση βιοχημικής υποτροπής πραγματοποιείται επανασταδιοποίηση του ασθενούς με κλινική εξέταση, λήψη βιοψίας προστάτη, πλήρη εργαστηριακό έλεγχο, αξονική τομογραφία και σπινθηρογράφημα οστών. Η επιβεβαίωση της τοπικής ή μεμακρυσμένης υποτροπής καθορίζει και το νέο θεραπευτικό σχεδιασμό.
