Project

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Yago - A portable Hand Exoskeleton for Activities of daily living and Neurorehabilitation

Applicant Randazzo Luca
Number 189789
Funding scheme Bridge - Proof of Concept
Research institution Laboratoire de biorobotique EPFL - STI - IBI - BIOROB
Institution of higher education EPF Lausanne - EPFL
Main discipline Biomedical Engineering
Start/End 01.12.2019 - 31.05.2021
Approved amount 190'567.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Biomedical Engineering
Mechanical Engineering

Keywords (8)

Exoskeleton; Rehabilitation; Orthosis; Assistance; Hand; Stroke; Spinal cord injury; Usability study

Lay Summary (French)

Lead
Les déficiences des fonctions motrices de la main sont des conséquences courantes de blessures telles que les accidents vasculaires cérébraux, les lésions de la moelle épinière et les paralysies cérébrales. En raison du rôle fondamental de nos mains dans la vie de tous les jours, la restauration de la motricité des mains est une priorité très importante pour les personnes touchées, ainsi que pour les systèmes de santé, afin d'améliorer la qualité de vie des utilisateurs et de limiter les coûts liés aux incapacités prolongées.À cet égard, un exosquelette de la main a été mis au point à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), avec l’objectif principal de supporter les fonctions motrices des mains et de promouvoir une utilisation intensive, directement à la maison et lors des activités quotidiennes.
Lay summary

Les déficiences des fonctions motrices de la main sont des conséquences courantes de blessures telles que les accidents vasculaires cérébraux, les lésions de la moelle épinière et les paralysies cérébrales. En raison du rôle fondamental de nos mains dans la vie de tous les jours, la restauration de la motricité des mains est une priorité très importante pour les personnes touchées, ainsi que pour les systèmes de santé, afin d'améliorer la qualité de vie des utilisateurs et de limiter les coûts liés aux incapacités prolongées.

Ces dernières années, des systèmes robotiques ont été mis au point pour répondre à ces besoins. Plusieurs essais cliniques randomisés multi-centriques ont montré des effets comparables entre la réadaptation robotique et traitements classiques. Cependant, l’adoption quotidienne de ces appareils par les utilisateurs finaux est encore limitée. L’introduction de ces systèmes dans les environnements domestiques pourrait permettre une utilisation intensive au cours des activités de la vie quotidienne, accélérer la récupération, soutenir l'indépendance quotidienne et, en définitive, améliorer leur acceptation et leur efficacité.

À cet égard, un exosquelette de la main a été mis au point conjointement par l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), des cliniques partenaires et des utilisateurs ayant des déficiences motrices, avec l’objectif principal de supporter les fonctions motrices des mains et de promouvoir une utilisation intensive, directement à la maison et lors des activités quotidiennes.

Contenu et objectifs du travail de recherche

Grâce au soutien SNF Bridge PoC, le projet a collecté toutes les données cliniques et d'utilisabilité nécessaires pour assurer la conformité réglementaire aux fins du marquage CE et pour permettre l'entrée sur le marché d'ici 2022. Plus précisément, le soutien a permis la mise en œuvre (i) d'une norme EN ISO 13485 -système de gestion de la qualité certifié, (ii) une évaluation clinique conforme aux exigences du règlement UE 2017/745 (MDR), et (iii) une étude d'utilisabilité sur les patients.

Contexte scientifique et social du projet de recherche

Les résultats de ce projet ont apporté un nouvel éclairage sur les exigences des utilisateurs et les performances nécessaires lors du développement de dispositifs robotiques d'assistance, afin d'orienter les efforts de recherche futurs qui visent à développer de nouveaux systèmes, à améliorer les dispositifs existants, ou à intégrer ces dispositifs dans des pratiques cliniques courantes.

La vision à long terme du projet est de permettre l’indépendance des personnes ayant une déficience motrice là où cela compte le plus pour elles, dans leur vie quotidienne. Le soutien du SNF Bridge PoC a’ fourni au projet les ressources nécessaires pour permettre la validation clinique de la technologie, avec l'objectif ultime d’améliorer la qualité de vie des personnes présentant une déficience motrice de la main.

Direct link to Lay Summary Last update: 08.09.2021

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
CHUV-Centre Hospitalier Universitaire Vaudois Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure
Hopital du Valais Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure

Abstract

Impairments to hands and upper-limbs functions are among the most common consequences of injuries that affect the central- and peripheral- nervous systems, such as cerebrovascular accidents, spinal cord injuries, and cerebral palsies.Due to the fundamental role of our hands during everyday living, deficits in their motor functions are heavily disabling conditions that have a big impact on the quality of life and independence of affected individuals, making their restoration one of the topmost priorities for these users.Proper and comprehensive management of such conditions is key to ensure proper quality of life for individuals and their families, as well as for limiting the growing costs faced by national healthcare systems due to prolonged disabilities.In recent years, robotic systems emerged to address these needs. Robotic systems can be used for long time periods to intensify movement therapy through repetitive training, and to track recovery progression, with several multi-centric randomized clinical trials demonstrating that robot-mediated rehabilitation has comparable effects to standard therapies. However, despite many systems have shown promising results within controlled laboratory-like settings, their adoption by users on a daily basis is still limited. The translation of such system to domestic settings could enable intensive use during meaningful activities of daily living (ADL), accelerating recovery, supporting daily independence and, ultimately, improving their acceptance and effectiveness.In this project we propose a fully portable hand orthosis aimed at overcoming some of the limitations of state-of-the-art systems and at representing a feasible solution to assist and promote intensive hands use, directly at home and in ADL. The system was developed at the Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), in collaboration with partner clinics and patients since its early developments.Thanks to the SNF Bridge PoC support, the project collected all the clinical and usability data required to ensure regulatory compliance for CE-marking purposes and to allow market entry by 2022. Specifically, the support enabled the implementation of (i) an EN ISO 13485-certified quality management system, (ii) a Clinical evaluation complying to the requirements of EU Regulation 2017/745 (MDR), and (iii) a Usability study on patients.The long-term vision of the project is to is to enable independence for people with motor disabilities where it matters the most to them, during their daily life. The SNSF Bridge PoC support provided the project with fundamental resources to enable clinical validation of the technology and regulatory compliance, with the ultimate goal of improving quality of life for people with hand motor impairments.
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