正电子发射断层成像(Positron Emission Tomograhy,PET)作为核医学领域顶尖的造影技术,被广泛的应用于多种疾病的诊断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面,在临床医学和科学研究中发挥着重要的作用。近年来,随着PET闪烁探测器以及闪烁脉冲数字化技术的不断发展,许多全新的PET系统架构相继被推出,引起了研究人员的广泛关注。其中,基于全数字电路架构的新型数字PET探测器的出现为数字PET的问世创造了条件。而以新型LYSO/SiPM闪烁探测器为代表的探测器技术则为实现超高性能的TOF-PET系统搭建以及PET与MRI融合开展多模医学成像研究奠定了基础。众多的数据通道一直是PET成像系统所面临的问题,其中基于SiPM的新型PET系统尤其突显。本文针对这一问题并结合新的闪烁脉冲数字化技术-多电压阈值采样方法(Multi-Voltage Threshold,MVT)设计和实现了多通道闪烁脉冲数字化系统,为基于SiPM的闪烁探测器信号读出提供了解决方案。本文首先通过建立仿真数据库对MVT方法实现SiPM闪烁脉冲数字化进行了系统性的研究。在仿真的基础上,通过改进经典MVT采样电路,提出了电路结构更为紧凑、便于大规模集成的FPGA-Only MVT采样电路并对其性能进行了评估。在此基础上,设计和实现了48通道闪烁脉冲数字化系统,并从功耗、死时间以及闪烁脉冲数字化性能等方面进行了全面评估。最后,本文围绕多通道MVT闪烁脉冲数字化采样电路的系统集成、升级、性能优化展开了深入而全面的研究和讨论。