La tomografía por emisión combina biología, física y computación para dar lugar a imágenes del organismo que en última instancia se relacionan con el comportamiento celular, habiendo demostrado ser una técnica de gran interés en oncología, neurología y radiología, tanto en investigación como en rutina clínica. La técnica se fundamenta en la detección de la radiación gamma generada por un radiofármaco que previamente se ha inyectado al paciente, para lo cual el equipo de tomografía dispone un conjunto de detectores de radiacción gamma en torno al objeto bajo estudio, generalmente configurando un anillo. Estos dectectores constan por una parte de un material denso destinado interaccionar con los rayos gamma y de una electrónica anexa capaz de detectar y caracterizar las señales resultantes de estas interacciones. En la actualidad una parte significativa de la investigación con mamíferos hace uso de ratones, los cuales han demostrado ser una excelente plataforma para el estudio multitud de enfermedades humanas. Este hecho explica el desarrollo y comercialización de multitud de equipos para tomografía por emisión específicamente diseñados para estudios con animales. La presente tesis doctoral tiene por objetivo explorar una nueva aproximación para la electrónica de cabecera de un sistema de tomografía por emisión de positrones para pequeños animales, que incorpore las técnicas digitales en lo que a detección y caracterización del pulso de centello se refiere. En primer lugar se desarrolla una metodología para la validación funcional de la electrónica a diseñar. La aproximación escogida analiza en detalle todo el proceso de adquisición, desde la interacción del rayo gamma con el cristal de centelleo hasta su digitalización, con el fin de modelar los estímulos que sirven de entrada al sistema electrónico. En segundo lugar, se analizan las distintas técnicas digitales para la caracterización del pulso, prestando especial incapié a las alternativas para la temporización del pulso de centelleo. Tras una comparación de cuatro métodos posibles se determinan las codiciones óptimas para extraer una marca temporal del pulso con una resolución próxima al nanosegundo. En tercer lugar, se implementa y caracteriza un prototipo del módulo de adquisición que incluye las técnicas digitales anteriores como parte de un sistema empotrado más complejo basada en lógica programable. Finalmente, se emplean los resultados anteriores para estimar mediante simulación las prestaciones prestaciones de un equipo híbrido que hiciera uso de la electrónica desarrollada La investigación realizada nos ha permitido determinar las condiciones en las que un sistema de adquisición para tomografía por emisión con muestreo continuo puede igualar o superar las prestaciones de un sistema convencional.