• 한국식품과학회지
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• 제42권2호
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• pp.233-239
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• 2010

본 연구에서는 초고압 및 초음파 공정을 병행하여 실시하는 추출공정을 이용하여 매자나무 수피의 면역활성 및 Sarcoma-180에 의해 유발되는 복수암 및 고형암에 대한 항암활성 증진 효과를 평가하였다. 상기 추출 공정을 통해 매자나무 추출물의 수율이 일반 열수 추출에 비해 1.7배 증가하였으며, 정상세포에 대한 생존율을 80%이상 유지하는 것으로 나타나 독성 저감 효과도 갖는 것으로 확인되었다. 특히, 매자나무의 초고압, 초음파 병행 추출물이 소화기계 암세포주인 AGS와 Caco-2에 대해서 약 70%의 암세포 생육 저해활성을 나타내며, 최고 4 이상의 selectivity를 나타내며 선택적인 암세포 사멸 효과를 나타내었다. 기존의 연구에서 항암성 면역증강제로 사용되고 있는 버섯의 단백 다당체와 관련하여 영지버섯이 효과적인 항암 활성을 나타내며, 특히 위암 세포인 AGS에 대해 50 mg/mL의 고농도의 영지버섯 추출물이 76% 이상의 암세포 생육저해 활성을 나타내었다(24). 이러한 연구 결과와 비교할 때 본 연구의 매자나무 추출물이 갖는 소화기계 암세포 생육저해 활성은 매우 높다고 할 수 있다. 또한 항암성 면역 활성 측정 결과 초고압, 초음파 병행 추출물이 일반 열수 추출 공정이나 초음파, 초고압 단독 추출 공정을 통한 추출물에 비해 nitric oxide 및 IgG의 생성을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다. 초고압 및 초음파 추출 공정이 약용작물의 활성성분 용출에 기여하며, 특히 저온 초고압 추출 공정이 매자나무의 주요 활성성분인 berberine의 용출을 증가시킨다는 연구 결과(25,26)에 미루어 볼 때 초고압, 초음파 병행 추출 공정이 매자나무 활성 성분 용출에 효과적인 영향을 미치는 것으로 사료된다. In vivo 실험을 통한 추출 공정별 매자나무 추출물의 항암 활성 평가를 통해서 상기 공정을 통한 매자나무 추출물이 40% 이상의 복수암 유발 마우스의 수명율 연장과 약 75%의 고형암 억제 활성을 나타내며 효과적인 항암활성을 확인할 수 있어, 향후 항암성 면역증강제 및 기능성 항암제로서의 기능성 소재화로서의 활용성이 매우 높을 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권5호
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• pp.552-559
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• 2009

홍경천은 높은 약리작용에도 불구하고 특수한 배양 조건 및 낮은 번식율로 인해 홍경천 활성 성분의 대량생산이 불가능한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 환경에 구애받지 않고 대량생산 및 품질유지가 가능한 식물조직배양 공정을 통해 홍경천 조직으로부터 유도된 callus를 대상으로 초음파 추출공정을 적용하여 활성성분의 용출을 극대화 및 독성저감을 가능하게 하고 callus에 대한 항암활성을 탐색하여 홍경천 callus의 기능성 식품 소재로서 가치를 발견하고자 하였다. 인간 정상 세포인 HEK293과 HEL299에 대한 세포독성을 측정한 결과, 홍경천과 callus의 독성이 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, 홍경천 callus 초음파 추출물이 전체적으로 낮은 독성을 나타내는 것으로 미루어 보아 초음파 공정을 통한 세포독성 저감효과를 확인할 수 있었으며, 조직배양 공정을 통해 홍경천의 독성 저감이 이루어지지 않은 것을 미루어 볼 때 callus가 홍경천과 같거나 비슷한 정도의 활성 성분을 함유하고 있을 것이라 사료된다. 홍경천 및 callus의 소화기, 호흡기 계통의 암세포 생육억제 활성 및 selectivity를 측정한 결과, 특히 간암 세포(HEP3B)에 대해 홍경천 및 callus 추출물의 고농도 첨가 시 암세포 저해 활성이 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, callus 초음파 추출물은 최고농도 1.0 mg/mL에서 73.19%의 암세포 생육저해 활성과 최고 5.94의 selectivity를 나타내었다. 전체적인 항암활성 측정 결과, callus 추출물에서 높은 항암활성을 나타냈으며 특히 위암 및 간암에 대한 탁월한 항암효과가 확인됨에 따라 앞으로 홍경천 및 홍경천 callus의 소화기계 암 또는 특정 암에 대한 항암활성 연구가 필요할 것으로 생각된다. 암의 예방 및 억제에 중요한 기전으로 작용할 수 있는 항산화 활성 평가를 위해 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 초음파 공정을 통한 callus 추출물에서 홍경천의 높은 항산화 작용을 확인할 수 있었다. 또한 인간 면역세포 생존율의 측정을 통해 홍경천 및 callus 추출물에 의해 면역세포가 자극을 받는 것을 확인 할 수 있었으며 대식세포의 NO-생성량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 면역계 세포들의 면역체계의 항상성 유지 및 antibody와 cytokine과 같은 면역물질 생성을 통한 암세포 억제 및 제거작용이 가능할 것이라 사료된다. 홍경천 조직으로부터 유도된 callus에 초음파 추출 공정을 적용할 시 세포독성 저감과 활성 성분 용출량의 극대화에 기인한 항암 및 암 발생과 억제 기작에 영향을 주는 항산화 및 면역증강 활성의 증가를 확인함에 따라 홍경천 callus가 기능성 항암 소재로서의 가치가 매우 높다고 사료된다. 하지만 이와 같은 홍경천 callus의 항암 소재로서 활용을 위해서는 활성성분의 용출을 극대화 할 수 있는 추출 공정의 확립과 홍경천 본래의 독성은 줄이고 암세포에 선택적인 활성을 나타낼 수 있는 활성 성분의 규명 및 정상세포 독성을 배제할 수 있는 추출물 농도의 최적화에 대한 연구가 이루어져야 하겠다.

• 한국식품과학회지
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• 제42권5호
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• pp.571-577
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• 2010

본 연구에서는 예로부터 전해 내려오는 당뇨처방전에 사용되고 있는 문헌고찰을 토대로 6종의 약용식물(당귀, 백복령, 상백피, 상엽, 총목피 및 홍삼)의 항산화 및 항당뇨 활성을 비교 검토하고 이들의 상관관계를 검토하여 가장 효과적인 추출방법을 조사하였다. 당귀의 열수와 에탄올 추출물에서 각각 39.43와 37.75%로 다른 시료에 비하여 추출수율이 높았다. 폴리페놀 함량은 상백피 에탄올추출물에서 가장 높았고, 홍삼 초음파추출물에서 가장 낮았다. 플라보노이드 함량과 DPPH $RC_{50}$ 값은 상엽에탄올 추출물에서 가장 우수하였다. ${\alpha}$-Glucosidase저해활성은 상엽과 상백피 초음파추출물에서 높았고 추출방법 따른 저해율은 차이를 보였으나 세가지 추출물 모두 acarbose보다 높은 활성을 보였다. ${\alpha}$-Amylase저해활성은 상엽 에탄올추출물에서 가장 높은 저해활성을 보였고, 상백피와 백복령 에탄올추출물에서도 acarbose와 비슷한 결과를 보였다. 항산화 활성과 항당뇨 저해활성의 상관성은 에탄올 추출물과 초음파 추출물에서 유의적인 상관관계를 보였다. 에탄올 추출물에서 ${\alpha}$-glucosidase저해활성에 대한 폴리페놀 함량 또는 플라보노이드 함량과는 양의 상관관계($r^2$=0.792, 0.588)를 보였고, ${\alpha}$-amylase저해활성에 대한 플라보노이드 함량 또는 DPPH 소거능의 $RC_{50}$ 값에서도 음의 상관관계($r^2$=0.918, -0.594)를 나타내었다. 또한 ${\alpha}$-amylase 저해활성과 ${\alpha}$-glucosidase저해활성에서는 양의 상관관계($r^2$=0.746)를 보였다. 초음파 추출물에서는 ${\alpha}$-glucosidase저해활성에 대해 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량에서만 양의 상관관계($r^2$=0.763, 0.618)를 보였다. 항산화능에서의 상관관계를 살펴 본 결과 열수, 에탄올 및 초음파추출물에서 모두 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량, DPPH $RC_{50}$ 값과 유의적으로 높은 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 약용식물이 추출방법에 따른 항산화, 항당뇨 활성과 상관성에 차이를 보이고 있음을 알 수 있었다.

• 한국약용작물학회지
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• 제14권1호
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• pp.45-48
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• 2006

순무는 초음파 병행 추출을 통하여 $60,\;100^{\circ}C$에서 모두 추출 수율을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 알코올 분해 효소인 ADH와 Aldehyde 분해 효소인 ALDH의 분해 활성 측정 실험을 통해 순무의 추출물들은 물 일반 추출물보다 초음파 병해 추출물들이 높은 활성을 나타내는 것을 확인하였고 특히 ADH의 활성율 보다 ALDH의 활성이 높게 나타나 알코을 분해 과정의 최종 목적지인 acetic acid와 이산화탄소로의 분해에 순무의 추출물들이 유의적인 활성을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다. $60^{\circ}C$ 열수 추출물은 $100^{\circ}C$ 열수 추출물과 비교하여 관능평가 시 높은 점수를 얻었으며 이의 추출물들은 감압농축을 통해 이취의 제거가 이루어져 열수추출 시 유용한 방법으로 평가되었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.84-84
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• 2018

인공재배 매실나무겨우살이의 의약 화장품의 소재 및 산업화 가능성을 검토하기 위해 80% 에탄올 및 증류수 초음파추출물의 Tyrosinase 저해활성을 측정하였다. 인공재배한 매실나무겨우살이(PM, 동결건조) 및 자연산 굴참나무겨우살이(QM, 열풍건조, $30^{\circ}C$, 7day)의 80% 에탄올, 증류수 초음파추출물에 대한 tyrosinase 저해활성을 측정한 결과, 물 추출물의 경우 100 ppm의 농도에서 PM과 QM 모두 5분이 경과 하였을 때 PM은 88.37%, QM은 87.69%로 최대치를 나타내었고, 농도와 시간이 증가함에 따라 tyrosinase 저해활성이 감소하는 경향을 보여주었다. PM 80% 에탄올 추출물은 5분이 경과하였을 때 2,500ppm이 92.08%로 최대값을 보여주었고 이후 시간이 지남에 따라 저해활성이 감소되는 경향을 나타내었다. 반면 5,000ppm은 5분이 경과하였을 때 66.38%로 최소값을 나타낸 반면, 20분까지 저해활성이 증가하였고 10분이 경과한 이후로 거의 일정하게 유지되어 지속적으로 감소되는 1,000ppm보다 높은 저해효과를 보여 주었다. QM 80% 에탄올 추출물은 5분이 경과하였을 때 1,000ppm이 88.14%로 가장 높았고 5,000ppm은 63.49%로 가장 낮은 저해활성을 보여주었다. 15분까지 1,000ppm이 가장 높은 저해활성을 보여주었으나 꾸준히 감소한 반면, 2,500ppm의 경우 시간이 경과함에 따라 비교적 일정한 저해활성을 보여주어 15분이 경과한 이후로 2,500ppm의 저해활성이 가장 높게 나타났다. 25분이 경과하였을 때 2,500ppm은 70.27%로 가장 높은 저해활성을 나타내었고, 5,000ppm은 30.09%로 가장 낮은 저해활성을 보여주었다. 본 연구 결과에 따르면, 물 추출물의 경우 겨우살이의 농도가 낮을수록 더 높은 tyrosinase 저해활성을 나타내었고, 80% 에탄올 추출물의 경우 2,500ppm에서 가장 높은 저해활성을 나타내어 의약 화장품의 소재 및 산업화 가능성이 높음을 확인할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권3호
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• pp.313-319
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• 2009

본 실험은 해수에서 배양된 Spirulina maxima를 $100^{\circ}C$와 초음파 병행 $60^{\circ}C$ 물 추출물, $80^{\circ}C$ EtOH 추출물을 이용하여 실험을 수행하였다. AOAC법에 의한 일반 조성 및 무기질, 아미노산 조성 분석결과 조 단백질과 무기질 중 나트륨이 각각 56, 60%의 비교적 높은 비율을 차지했으며, 다양한 균주의 필수 아미노산을 포함하고 있었다. 그중 피부와 관련된 leucine의 함량이 9.83%로 상대적으로 풍부하여 S. maxima 피부면역 활성 증진에 효율적인 소재의 가능성을 확인했다. 본 연구에서는 피부 면역과 인체 면역과의 밀접한 상관성이 있으므로 본 연구에서는 T 세포와 B 세포의 생육증진 및 cytokine의 분비량 측정과 NK 세포의 활성 및 항염증 효과인 hyaluronidase 저해 활성 효과를 측정하였다. 먼저 정상세포(HEK293)에 대한 세포독성 결과 인체에 큰 독성을 나타내지 않는 것으로 나타난 S. maxima를 추출조건에 따른 면역 증진 효과를 비교한 결과 $60^{\circ}C$ 초음파 병행 물 추출물이 면역 B세포와 T세포에서 각각 $11.3{\times}10^4$ cells/mL, $12.8{\times}10^4$ cells/mL으로 6일째 가장 높은 생육도를 보였다, 이러한 면역 세포들이 분비하는 cytokine(IL-6, TNF-${\alpha}$)의 분비량은 가장 높은 생육도를 보인 $60^{\circ}C$ 초음파 병행 물 추출물을 첨가한 B세포, T세포의 경우 IL-6와 TNF-${\alpha}$는 유의적으로 증가된 분비량을 보이며, 면역 및 기능성 소재로서의 활성이 뛰어난 것으로 나타났다. B세포에 각 시료를 첨가하여 배양 후 그 배양액을 NK 세포에 첨가하였을 때, 6일 동안 생육도를 관찰하였는데 시료에 대한 생육도가 증가하며, 6일째 $12.40{\times}10^4$ cells/mL를 나타내어 $11.49{\times}10^4$ cells/mL를 나타낸 대조군에 비해 높은 활성을 나타내었으며, 이로써 활성물질을 포함하고 있음을 알 수 있다. 또한 항염증 효과의 hyaluronidase 저해 활성 효과에서 $60^{\circ}C$ 초음파 병행 물 추출물이 1.0 mg/mL 농도일 때 62.4%의 저해 활성을 보여 $100^{\circ}C$ 이상의 고온 추출에서 야기되는 단백질이나 미립자 활성 물질의 파괴가 최소화되고 저온 초음파 추출 시 유용성분들의 용출량 증가와 새로운 물질들의 생산 혹은 활성변형에 의한 추출을 통해 인체면역과 피부면역 활성 증진에 활용이 가능한 효율적인 소재화가 가능한 것을 확인했다. 이로써, 본 연구 논문은 S. maxima의 물질 분리보다 피부면역관련 활성을 통한 소재로서의 탐색이 주목적이므로 향후 이 추출물의 분리, 동정을 통해 피부 면역 활성도에 따라 물질의 구조 분석에 관한 연구를 보이고자 한다.

• 원예과학기술지
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• 제28권4호
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• pp.685-690
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• 2010

노니($Morinda$ $citrifolia$) 부정근의 주요 성분인 rubiadin은 간 보호 효과가 있어 제약산업에서 높은 가치가 있다. 노니 부정근의 주요 유효성분인 rubiadin의 효율적인 추출조건을 규명하고자 용매 종류, 물과 메탄올의 비율(물, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%), 추출시간 및 추출방법을 달리하여 추출하였다. 노니 부정근에서의 rubiadin의 함량분석은 HPLC 이용 분석조건을 확립하였으며, C-18 컬럼을 사용하여 280nm에서 메탄올과 물로 농도구배를 주어 분석하였다. 용매별 추출효율은 메탄올(0.08%) > 에탄올(0.05%) > 아세토니트릴(0.03%) > 아세톤(0.02%) 및 메틸렌클로라이드(0.02%) 순으로 증가하였다. 메탄올에 물의 혼합 비율을 달리하여 초음파 추출기로 1시간 동안 추출한 결과 60% 메탄올(0.21%) > 80% 메탄올(0.13%) > 100% 메탄올(0.07%) 및 40% 메탄올(0.07%) 순으로 효과적이었으며, 환류냉각 추출기로 2시간 동안 추출한 결과 60% 메탄올(0.21%) > 40% 메탄올(0.17%) > 80% 메탄올(0.14%) 용매처리구 순으로 효율이 좋았다. 추출방법 및 추출시간에 따른 rubiadin의 추출 효율을 비교하기 위해 환류냉각추출 및 초음파추출, 진탕추출법으로 추출하였다. 추출방법 및 추출시간에 따른 rubiadin의 추출효율은 초음파추출 및 진탕추출에서 각각 8 및 24시간 동안 추출했을 때 효율적이었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권7호
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• pp.914-920
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• 2012

추출방법에 따른 몇 가지 약초의 항산화 활성 변화를 연구하였다. 총 5가지 약초(우슬, 목통, 두충, 시호, 향부자)에 대해 비가열 초음파추출, 환류추출 및 열처리 초음파추출을 실시하였다. 총 폴리페놀 함량은 환류추출과 열처리 초음파 추출이 비가열 초음파추출보다 높았으며, 두충과 향부자를 제외한 세 시료가 열처리 초음파추출이 환류추출보다 높았다. 총 플라보노이드 함량은 향부자를 제외한 네 시료가 열처리 초음파추출과 환류추출이 비가열 초음파추출보다 더 많았으며, 우슬과 목통을 제외한 세 시료에서 환류추출이 열처리 초음파추출보다 더 많았다. ABTS 라디칼 소거능은 환류추출과 열처리 초음파추출이 비가열 초음파추출보다 작았으며, DPPH 라디칼 소거능은 우슬과 목통을 제외한 세 시료는 환류추출에서 더 높은 활성을 나타내었다. 환원력은 우슬이 가열처리 시 많은 증가를 나타내었으며, 다른 네 시료는 추출방법에 따른 차이가 작았다. 본 실험 결과에 따르면, 약초의 종류에 따라 적합한 추출방법과 전처리를 적용함으로써 높은 항산화 활성을 가진 추출물을 얻는 것이 가능할 것이라 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제24권2호
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• pp.174-180
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• 2011

본 연구는 고비의 성엽으로부터 항산화 물질 추출과 항산화 활성을 증가시키기 위한 적정 추출 조건을 구명하기 위하여 시행하였다. 동결건조 한 다음 분쇄한 고비 성엽 1 g을 메탄올, 80% 에탄올, 물 등 3종류의 용매와 혼합한 다음 상온에서 침지, $60^{\circ}C$의 항온 수조에서 가열, 200 rpm에서 교반하여 6시간동안 추출하거나 42 kHz의 초음파 수조에서 15, 30, 45분 동안 추출하였다. 추출물은 여과한 다음 최종 볼륨을 50 mL로 정량하여 가용성고형분, 총 폴리페놀 및 총 플라보노의 함량을 구하였으며, 항산화활성은 0.15 mM의 DPPH와 7.4 mM의 ABTS radical 소거능으로 측정하였다. 고비 성엽 추출물의 항산화 효과를 증가시키기 위해서는 메탄올과 80% 에탄올을 용매로 사용하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 메탄올을 용매로 초음파 수조에서 15분 동안 추출했을 때 총 폴리페놀의 함량(45.15 $mg{\cdot}g^{-1}$ db)과 DPPH radical 소거활성($RC_{50}$=0.35 $mg{\cdot}mL^{-1}$)이 가장 우수하였으며, 총 플라보노이드의 함량은 메탄올을 용매로 상온침지 또는 가열추출하였을 때 (38.10~38.10 $mg{\cdot}g^{-1}$ db), ABTS radical 소거활성은 80% 에탄올을 용매로 상온침지 또는 가열추출하였을 때 가장 우수하였다($RC_{50}$=0.21~0.22 $mg{\cdot}mL^{-1}$). 연구의 결과, 초음파 수조를 이용한 추출은 노력과 시간을 절감할 수 있는 효율적인 추출방법으로 생각되었으며, 고비의 성엽은 메탄올을 용매로 15~30분 동안 초음파 수조에서 추출하는 것이 추출물의 다양한 항산화활성을 증가시키는데 가장 적합한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.166-173
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• 2014

본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.