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La estimación del puntaje Gleason (PG) en pacientes con cáncer de próstata (PCa) mediante modelos radiómicos es de especial interés por ser una alternativa no invasiva a la biopsia, para estratificar el nivel de riesgo y ayudar en la elección del tratamiento. Nuestro objetivo es estimar el PG mediante un modelo radiómico con imágenes [68Ga]-antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA, Prostate Specific Membrane Antigen) de tomografía por emisión de positrones (PET, Positron Emission Tomography). Para la cohorte de entrenamiento (20 pacientes), además de la segmentación manual, se disponía de corregistro histopatológico, que se estableció como segmentación ideal para la confirmación de los resultados. Los modelos radiómicos fueron adicionalmente validados para la segmentación manual en una segunda cohorte (40 pacientes). Se calcularon 133 características radiómicas y primero se evaluó en maniquíes experimentales la dependencia intrínseca con el volumen y con los equipos híbridos de PET y tomografía computarizada (TC) y posteriormente en pacientes, se comparó sus valores dentro y fuera del tumor y la caracterización del PG. Se utilizó la prueba de los rangos con signo de Wilcoxon, la correlación de Spearman y la regresión logística como métodos de análisis. Los resultados mostraron 50 características radiómicas intrínsecamente independientes del volumen y con capacidad para discriminar el tumor independientemente de la segmentación utilizada. El PG se estratificó (PG < 8 vs PG ≥ 8) mediante una característica radiómica con área-bajo-la-curva (AUC, area-under-the-curve) de 0.91/0.84 (cohorte entrenamiento/validación) y con una firma radiómica (AUC de 0.93/0.78). Nuestros resultados avalan la capacidad del modelo radiómico con 68Ga- PSMA-PET para estratificar el PG en PCa.