Brevet FR2875282A1 — publié le 20060317

i 2875282 TRANSMISSION MECANIQUE AXIALEMENT ORIENTABLE ET RIGIDE EN TORSION L'invention concerne une transmission mécanique, c'est-à-dire de façon générale un dispositif apte à transmettre des mouvements et/ou efforts entre deux organes distants dont l'un est moteur ou effecteur, tandis que l'autre est récepteur. Elle vise plus spécifiquement une transmission rigide en torsion (c'est-à-dire apte à transmettre des efforts de couple et/ou des mouvements rotatifs en torsion et/ou à assurer un maintien en position angulaire relatif autour de deux axes associés respectivement auxdits organes distants), et axialement orientable (ou flexible), c'està-dire dans laquelle l'orientation desdits axes l'un par rapport à l'autre peut être modifiée. Une telle transmission mécanique axialement orientable et rigide en torsion peut être obtenue par un joint universel (ou joint homocinétique) à cardans. Néanmoins, ces transmissions engendrent des couples d'inertie, des couples de flexion, et des erreurs de position. Elles nécessitent des jeux mécaniques et induisent des points durs dans certaines positions. Or, ces couples parasites, erreurs de positions, jeux ou points durs, ne sont pas acceptables pour des transmissions de précision telles que celles utilisées pour les manipulations précises à distance d'outils ou d'instruments de visualisation en milieu hostile et/ou en milieu stérile, par exemple les interventions chirurgicales manuelles ou robotisées. De surcroît, une telle transmission mécanique doit pouvoir permettre le passage dans son encombrement radial de câbles ou fils de service, par exemple câble(s) de commande d'un outil terminal, câbles électriques, fibres optiques pour l'éclairage... Il convient en outre de pouvoir contrôler et piloter avec précision l'orientation de la transmission mécanique et la position angulaire relative des organes distants tout en permettant la transmission de couples dont la valeur peut être relativement élevée (typiquement de l'ordre de 1 N.cm à 2 N.cm, ou plus dans les applications chirurgicales, cf. C. Richards, J. Rosen, B. Hannaford, C. Pellegrini, M. Sinanam, "Skills evaluation in minimally invasive surgery using force/torque Signatures" Surg. Endosc. (2000) 14:791-798). Enfin, dans le cas des 2 2875282 applications chirurgicales, pour être non invasive, une telle transmission doit pouvoir être réalisée avec un très faible encombrement radial -notamment inférieur à 10 mm-, par exemple de l'ordre de quelques millimètres- et un encombrement axial également faible -notamment inférieur à 2 cm, par exemple de l'ordre de 1 cm à1,5cm-. Certaines de ces transmissions sont dites "poignet flexible", en ce sens qu'elles sont disposées à l'extrémité d'un bras rigide relativement allongé et portent un outil terminal. WO 03.001986 décrit un mécanisme de poignet flexible pour outil chirurgical comprenant une pluralité de flasques transversaux juxtaposés axialement et articulés deux à deux selon des liaisons pivots, les axes de pivotement successifs dans la direction axiale étant orthogonaux à la manière de joints universels. Des câbles de commande sont passés à travers les flasques pour permettre la commande de l'orientation de la transmission à partir d'un dispositif de commande proximal. Ce dispositif permet d'obtenir une transmission mécanique rigide en torsion, mais qui présente les inconvénients sus-cités des joints universels, en particulier des points durs et des efforts et/ou déplacements transversaux parasites, notamment lorsque la transmission est fléchie dans une direction orientée radialement sensiblement à 45 des axes de pivotement des joints universels. Ainsi, un actionnement en torsion entraîne des mouvements transversaux de l'extrémité proximale de l'instrument qui dépendent de l'écartement axial des axes de pivotement et de la longueur totale de l'instrument incorporant la transmission (typiquement supérieure à 50 cm). D'autres transmissions mécaniques flexibles connues permettent d'éviter les points durs en flexion. Tel est le cas des transmissions à gaine flexible hélicoïdale ou formée d'un tube à évidements, de soufflets, ou de disques empilés autour d'un ressort hélicoïdal (cf. par exemple US2004/0138700 ou WO 99.18859). De telles transmissions présentent néanmoins souvent l'inconvénient d'une souplesse en torsion relativement importante. En outre, elles ne peuvent pas être commandées en flexion pure dans toutes les directions (sans 3 2875282 rotation autour de l'axe neutre), sauf à prévoir des mécanismes externes radialement encombrants et complexes. Ainsi, aucune transmission mécanique connue ne présente simultanément: une rigidité en torsion adaptée pour transmettre des couples de valeur élevée -notamment de l'ordre du Newton-centimètre-, et des mouvements rotatifs sans limitation d'amplitude angulaire (plusieurs tours) ni de vitesse, - des possibilités de flexion sur 90 dans toutes les directions avec un faible encombrement axial (typiquement inférieur à 2 cm), - une possibilité de commander de façon précise l'orientation et la position angulaire de la portion distale terminale de la transmission, par exemple à partir d'un dispositif de commande manuel ou motorisé, - une absence de points durs ou jeux en torsion et en flexion, et de transmission d'efforts ou déplacements transversaux parasites, - une possibilité de passer des câbles ou fils de service (de commande d'outil, de connexion électrique, d'éclairage ou transmission de données et/ou d'image), axialement à travers la transmission, notamment pour actionner au moins un outil porté par la portion distale terminale, - un encombrement radial hors tout qui peut être faible, 20 notamment inférieur à 1 cm. Or, telles sont les conditions à satisfaire pour proposer une transmission compatible notamment avec des interventions chirurgicales de type laparoscopique ou de type téléopération robotisée, qui nécessitent de pouvoir introduire au moins un outil chirurgical dans une zone opératoire à l'intérieur du corps, à travers une incision de petites dimensions ménagées à travers la peau, de pouvoir orienter cet instrument dans les trois axes, et de manipuler et commander cet outil (couteau, ciseaux, pince, caméra, éclairage...) avec une très grande précision. L'invention vise donc à proposer une transmission mécanique qui satisfasse l'ensemble de ces exigences. 4 2875282 L'invention vise ainsi à proposer une transmission mécanique compatible avec l'actionnement à distance d'au moins un outil terminal chirurgical, notamment dans le cadre d'une intervention de type laparoscopique ("minimale invasive") ou de téléopération robotisée. L'invention vise en particulier à proposer une transmission mécanique compatible avec un outil terminal à microcapteur d'effort tel que décrit par WO 2004/037096 et/ou avec un robot chirurgical d'orientation et de positionnement d'un instrument chirurgical porteur d'un outil terminal chirurgical tel que décrit par WO 2004/037103. L'invention vise en outre à proposer une telle transmission mécanique dont le prix de revient soit aussi faible que possible -notamment soit compatible avec son exploitation dans le cadre d'interventions chirurgicales, c'est-à-dire puisse être en grande partie jetable (à usage unique)-. L'invention vise aussi à proposer une telle transmission 15 mécanique dont le fonctionnement est simple, fiable et performant. L'invention vise en particulier à proposer une telle transmission mécanique qui permette d'éviter l'emploi de micromoteurs ou microactionneurs à l'extrémité distale destinée à porter un outil, et qui donc est exempte de tels micromoteurs ou microactionneurs chers et de performances limitées. L'invention vise également à proposer une telle transmission qui puisse être de type "poignet flexible", c'est-à-dire disposée à l'extrémité d'un bras rigide d'un instrument pour porter et commander un dispositif terminal de travail tel qu'un outil terminal. L'invention vise aussi à proposer un instrument chirurgical et un robot chirurgical comprenant au moins une telle transmission mécanique. Pour ce faire, l'invention concerne une transmission mécanique axialement orientable et rigide en torsion entre une extrémité, dite extrémité proximale, et une extrémité axialement opposée, dite extrémité distale, cette transmission comprenant au moins une paire de flasques transversaux articulés et des organes flexibles de commande par traction de l'orientation axiale de la 2875282 transmission passés à travers les flasques et adaptés pour pouvoir être reliés à au moins un dispositif de commande d'orientation situé du côté de l'extrémité proximale, au moins une partie des organes de commande étant reliée à un flasque, dit flasque distal, situé à l'extrémité distale, caractérisée en ce que: - les flasques sont articulés les uns aux autres deux à deux par l'intermédiaire d'au moins une liaison à point central à contact sphérique, les différents points centraux des liaisons entre les flasques définissant entre les extrémités proximale et distale une ligne virtuelle, dite axe neutre, elle comprend au moins un jeu de tiges, dites tiges de maintien, flexibles mais rigides en cisaillement s'étendant le long et autour de l'axe neutre et accouplées aux flasques de façon à les maintenir les uns par rapport aux autres en torsion autour de l'axe neutre en autorisant des mouvements en flexion d'orientation axiale de la transmission. Dans tout le texte, le terme "sphérique" désigne une forme de sphère ou de portion de sphère (calotte). Les flasques étant articulés par des liaisons à point central à contact sphérique, c'est-à-dire présentant deux portées en contact conjuguées dont l'une au moins est une sphère ou une calotte sphérique, de type rotule, aucun point dur ni couple ou mouvement parasite n'apparaît lors des modifications d'orientation des flasques. Les tiges de maintien procurent néanmoins un blocage en torsion des flasques autour de l'axe neutre. Elles participent aussi avantageusement au maintien axial des flasques (alignés selon l'axe neutre). En outre, une transmission selon l'invention peut être très compacte tant radialement qu'axialement, et permet le passage de câbles ou fils de service (autres que des tiges de maintien ou des organes de commande). Elle peut être commandée précisément dans sa position ou ses mouvements par des organes de commande qui la traversent axialement. Les tiges de maintien sont accouplées aux flasques, c'est-à-dire liées aux flasques de manière à en être solidaire en rotation de torsion autour de l'axe neutre. 6 2875282 Avantageusement et selon l'invention, les tiges de maintien sont passées dans des lumières ménagées à travers chaque flasque autour de l'axe neutre. Avantageusement et selon l'invention, les tiges de maintien sont libres de coulisser axialement dans les lumières des flasques, et présentent des extrémités libres s'étendant axialement au-delà des flasques traversés par ces tiges de maintien. En outre, avantageusement et selon l'invention, chaque lumière traversée par une tige de maintien présente une dimension en section transversale correspondant au jeu près à celle de la tige de maintien. Les tiges de maintien et les lumières sont donc ajustées en section. Avantageusement et selon l'invention, au moins un jeu de tiges de maintien est dissocié de tout dispositif de commande, de façon à faire office uniquement de maintien en torsion de la transmission, ces tiges de maintien ne faisant pas office d'organes de commande et étant distinctes des organes de commande. Ainsi, la transmission comprend des tiges de maintien en sus des organes de commande, même si ces derniers peuvent participer dans une certaine mesure au maintien en torsion et/ou axial des flasques. En variante, si leurs caractéristiques mécaniques et leur nombre le permet, rien n'empêche de prévoir que les organes de commande constituent toutes les tiges de maintien. Dans cette variante, toutes les tiges de maintien font office également d'organes de commande. Les tiges de maintien doivent être rigides en cisaillement pour réaliser un blocage en torsion par l'intermédiaire des lumières des flasques ajustées autour de ces tiges de maintien, mais flexibles pour permettre la flexion de la transmission dans un cône d'angle solide d'au moins 180 . Avantageusement et selon l'invention, les tiges de maintien d'au moins un jeu de tiges de maintien sont formées de fils monofilaments. Ces fils sont en forme de tubes pleins, de préférence cylindriques de révolution bien que d'autres formes de sections droites transversales (par exemple polygonales telles que carrées ou hexagonales) puissent aussi être utilisées. Une forme cylindrique de révolution présente l'avantage d'une simplicité et d'un faible coût. Une forme non 7 2875282 symétrique de révolution présente par contre l'avantage d'un blocage plus efficace en torsion, du fait de l'utilisation de la rigidité en torsion de chaque tige de maintien. En outre, avantageusement et selon l'invention, les tiges de maintien d'au moins un jeu de tiges de maintien sont formées d'une matière synthétique super-élastique -notamment un alliage Ni-Ti-. De préférence, avantageusement et selon l'invention, au moins une tige de maintien s'étend à travers tous les flasques de la transmission. De préférence, toutes les tiges de maintien s'étendent à travers tous les flasques de la transmission. Avantageusement et selon l'invention, au moins une tige de maintien est passée en boucle à travers des flasques -notamment à travers tous les flasques-, de façon à présenter un premier brin s'étendant depuis un flasque situé vers l'une des extrémités proximale ou distale jusqu'à un flasque situé vers l'autre extrémité distale ou proximale, où elle est repliée pour former un deuxième brin s'étendant entre ces flasques parallèlement au premier brin. De préférence, le premier brin s'étend depuis un flasque, dit flasque proximal, situé à l'extrémité proximale jusqu'au flasque distal où la tige de maintien est repliée pour former le deuxième brin depuis ce flasque distal jusqu'au flasque proximal. Toutes les tiges de maintien peuvent être montées en boucle comme indiqué cidessus. Un tel montage permet de solidariser les tiges de maintien aux flasques, en permettant un libre coulissement axial, mais en évitant toute dissociation intempestive. Avantageusement et selon l'invention, les tiges de maintien sont régulièrement réparties autour de l'axe neutre. Dans un mode de réalisation avantageux et conforme à l'invention, la transmission comprend au moins trois tiges de maintien disposées en boucle formant six brins traversant les flasques, ces six brins étant régulièrement répartis autour de l'axe neutre. Avantageusement et selon l'invention, le point central de chaque liaison à point central est situé entre les deux flasques qu'elle relie. De préférence, avantageusement, dans une transmission selon l'invention, au moins une paire de flasques est articulée par une liaison unique à point central unique à contact sphérique, adaptée pour que le point central soit situé axialement à mi-distance entre les deux flasques. Ainsi, les deux flasques peuvent être articulés par une liaison rotule unique à point central unique. Avantageusement et selon l'invention, les flasques sont articulés les uns aux autres deux à deux par l'intermédiaire d'une entretoise interposée entre chaque paire de flasques, adaptée pour former au moins une liaison à point central à contact sphérique. Avantageusement et selon l'invention, ladite liaison à point central à contact sphérique est formée d'une bille fouinant entretoise interposée entre deux flasques et présentant des portées sphériques (en forme de calotte sphérique) de contact avec les flasques. Et chaque flasque présente un logement de réception d'une portée sphérique de l'entretoise -notamment de la bille-. En variante, rien n'empêche de prévoir que les flasques soient articulés deux à deux par des portées conjuguées à contact sphérique solidaires de chacun de ces flasques, ménagées sur ces derniers (sans pièce distincte en entretoise). Par exemple, l'un des flasques peut ainsi présenter une portée en portion de sphère convexe et/ou l'autre flasque peut présenter une portée en portion de sphère concave. Rien n'empêche également en variante de prévoir que deux flasques successifs soient séparés par une entretoise autre qu'une sphère, mais présentant une portée de contact sphérique avec chaque flasque, les points centraux des deux portées sphériques étant disjoints. Dans ce cas, la liaison entre les flasques n'est pas à point central unique. Par exemple, une telle entretoise peut être formée d'un cylindre (de dimension axiale supérieure à celle d'une bille (entièrement sphérique) présentant deux calottes ou zones sphériques d'extrémité, de contact avec les flasques. Au contraire, elle peut être formée de deux calottes ou zones sphériques jointes l'une à l'autre par leur base (de dimension axiale inférieure à celle d'une bille sphérique). II est à noter qu'un contact sphérique peut être réalisé par deux portées sphériques conjuguées en contact (sphère convexe et calotte ou zone sphérique (portion de sphère entre deux plans parallèles coupant la sphère) concave) ou, de préférence, par une seule portée sphérique (de préférence formée par une pièce en entretoise entre les flaques) venant dans un logement complémentaire (de préférence formé dans le flasque) présentant au moins trois points de contact ou une ligne circulaire de contact avec cette portée sphérique. Les portées en contact sont adaptées pour pouvoir glisser l'une sur l'autre, le lieu des points de contact entre elles correspondant à une surface virtuelle sphérique. Avantageusement, une transmission selon l'invention présente au moins un passage, dit canal de service, qui la traverse axialement sur au moins une portion de sa longueur pour le passage d'au moins un câble ou fil de service autre qu'une tige de maintien ou qu'un organe de commande. Avantageusement et selon l'invention, chaque flasque est percé axialement en son centre pour former un canal de service central. En outre, chaque flasque est en forme générale d'anneau cylindrique. Il présente ainsi un bord circulaire délimitant son alésage central cylindrique de révolution, venant au contact de la portée sphérique d'une bille ou entretoise d'articulation. Dans le cas d'entretoises telles que des billes séparant les paires de flasques successifs, avantageusement et selon l'invention, chaque entretoise est percée axialement par un alésage traversant passant par son centre pour former un canal de service central. Dans une transmission selon l'invention, avantageusement, chaque flasque comprend des lumières traversantes réparties autour de l'axe neutre, 20 pour former des canaux de services latéraux. Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, au moins une face d'un flasque orientée vers un autre flasque adjacent présente une portion périphérique tronconique à angle au sommet orienté vers le flasque adjacent. De la sorte, les deux flasques peuvent être inclinés l'un par rapport à l'autre d'un angle de valeur importante -notamment de l'ordre de 45 , voire plus-. Dans un mode de réalisation avantageux selon l'invention, la transmission comprend au moins trois flasques successifs séparés par deux billes. En particulier, avantageusement et selon l'invention, une transmission selon l'invention comprend trois flasques successifs séparés par deux billes. Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, les organes de commande sont formés de fils flexibles semblables aux fils formant les tiges de Io 2875282 maintien -notamment monofilaments en matière superélastique telle qu'un alliage Ni-Ti-. Avantageusement, une transmission selon l'invention comprend au moins trois organes de commande répartis régulièrement autour de l'axe neutre -elle comprend notamment quatre organes de commande-. Chaque organe de commande peut être l'un des brins d'un fil formant une boucle passant à travers les flasques correspondants à commander de façon à présenter deux brins parallèles (aller et retour). En variante, chaque organe de commande peut être formé des deux brins d'une telle boucle commandés simultanément. Les organes de commande peuvent tous traverser tous les 10 flasques pour commander l'orientation du dernier flasque distal, les autres flasques intermédiaires s'orientant spontanément. Néanmoins, avantageusement, une commande des flasques en plusieurs étages peut être prévue, pour plus de précision. Ainsi, la transmission selon l'invention comprend avantageusement au moins une série d'organes de commande reliés à un flasque intermédiaire interposé entre un flasque, dit flasque distal, situé à proximité de l'extrémité distale, et un flasque, dit flasque proximal, situé à proximité de l'extrémité proximale. Avantageusement, une transmission selon l'invention présente un encombrement radial hors tout correspondant à la surface théorique d'enveloppe des flasques. Elle ne présente ainsi aucun organe ou élément s'étendant radialement plus à l'extérieur que les flasques. Avantageusement, une transmission selon l'invention présente un encombrement radial hors tout inférieur à 10 mm -notamment de l'ordre de 5 mm- et un encombrement axial entre deux flasques axialement successifs inférieur à 10 mm -notamment de l'ordre de 5 mm-. L'encombrement axial total de la transmission selon l'invention entre le flasque proximal extrême et le flasque distal extrême peut ainsi être inférieur à 20 mm -notamment de l'ordre de 15 mm-. Avantageusement, une transmission selon l'invention comprend un flasque distal, dit flasque distal, solidaire de l'extrémité distale ou formant cette extrémité distale, et adapté pour recevoir et porter au moins un outil -notamment un outil chirurgical-. Un tel outil chirurgical peut être choisi par Il 2875282 exemple parmi un couteau (lame de scalpel), une pince à une ou deux mâchoires mobiles, des ciseaux, une caméra, une source de lumière, un élément chauffant ou réfrigérant, un injecteur de liquide ou de gaz.... L'invention s'étend à un instrument chirurgical comprenant 5 une portion proximale de commande destinée à rester hors d'un corps à opérer, une portion distale portant au moins un outil chirurgical d'intervention et/ou visualisation, et une transmission mécanique entre ladite portion proximale et 1'(les) outil(s) chirurgical(aux), caractérisé en ce qu'il comprend une transmission mécanique selon l'invention. L'invention s'étend à un robot chirurgical caractérisé en ce qu'il comprend au moins un instrument chirurgical selon l'invention. L'invention concerne aussi une transmission mécanique, un instrument chirurgical, un robot chirurgical caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent de la description suivante qui se réfère aux figures annexées représentant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention et dans lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une 20 transmission selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale de la transmission de la figure 1 en position droite (non fléchie) avec la pince ouverte, - la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale selon la ligne IV- IV de la figure 3 en position fléchie, - la figure 5 est un schéma d'un robot chirurgical selon l'invention comprenant un instrument selon l'invention doté d'une transmission selon l'invention, - la figure 6 est un schéma en perspective d'un instrument chirurgical à actionnement manuel selon l'invention, 15 12 2875282 - la figure 7 est une coupe schématique axiale illustrant un exemple de mécanisme de commande de l'instrument de la figure 6. La transmission mécanique 1 représentée figure 1 conforme à l'invention s'étend entre une extrémité proximale 2 d'un bras 3 rigide d'un instrument tel qu'un instrument chirurgical, et une extrémité distale 4 destinée à être orientée axialement par rapport à l'extrémité proximale 2, et destinée à recevoir des mouvements et commandes via la transmission 1 à partir de cette extrémité proximale 2. L'extrémité proximale 2 est ellemême destinée à être associée, directement ou indirectement, à au moins un dispositif manuel ou motorisé de commande de la transmission comme décrit ci-après. Dans l'exemple représenté, l'extrémité distale 4 porte un outil 5 qui est un outil chirurgical, à savoir une pince dans l'exemple représenté. La transmission est ainsi du type "poignet flexible". Cet outil terminal 5 peut être réalisé comme décrit par WO 2004/037096, ou autrement. Il est à noter que l'invention n'est pas applicable seulement à la commande d'orientation et de manoeuvre d'un outil chirurgical 5, mais peut également servir pour la commande de tout autre outil, dispositif ou appareil, par exemple une caméra de visualisation dotée d'un dispositif d'éclairage, un outil mécanique d'application générale tel qu'un tournevis, un foret, une fraise... La transmission 1 comprend un flasque proximal 6 fixé rigidement à l'extrémité proximale 2 du bras 3 qui est formé d'un tube creux cylindrique de révolution rigide. A l'extrémité opposée, la transmission 1 comprend un flasque distal 7 sur lequel une embase 8 de l'outil 5 est fixée rigidement. Il est à noter qu'en variante, cette embase 8 et ce flasque distal 7 pourraient être confondus, l'outil 5 pouvant être directement articulé ou monté sur le flasque distal 7. Entre les deux flasques proximal 6 et distal 7, la transmission 1 comprend un flasque intermédiaire 9. Chaque flasque 6, 7, 9 est formé d'un tronçon cylindrique de révolution percé axialement en son centre d'un alésage traversant 10 cylindrique de 30 révolution, et est donc en forme générale d'anneau cylindrique de révolution autour d'un axe 12. 13 2875282 Les trois flasques 6, 7, 9 peuvent être formés de trois pièces identiques ou similaires métalliques ou en matériau synthétique rigide de préférence biocompatible (par exemple en PMMA, PEEK (polyéther éther cétone) ou équivalent). Chaque flasque 6, 7, 9 présente également trois séries de lumières traversantes parallèlement à son axe 12 (figure 3), à savoir: - une première série de six lumières 11 régulièrement réparties autour de l'axe 12 et à proximité du bord de l'alésage 10 pour le passage de tiges de maintien 21, - une deuxième série de quatre lumières 13 également régulièrement réparties autour de l'axe 12 et un peu plus vers la périphérie du flasque que les lumières 11 de la première série, pour le passage de tiges de commande 16, - une troisième série de six lumières 15 régulièrement réparties autour de l'axe 12, de plus gros diamètre et permettant d'une part d'alléger le flasque et de réduire son inertie, et d'autre part de former des passages, dits canaux de services latéraux, pour des organes, tiges, fils, câbles, accessoires devant traverser longitudinalement la transmission 1. Par exemple, on peut faire passer dans ces canaux de service latéraux 15 des fibres optiques permettant de transmettre de la lumière jusqu'à l'extrémité distale 4 pour éclairer le champ d'opération sur lequel l'outil 5 intervient. Les flasques 6, 7, 9 sont montés articulés par paire et juxtaposés defaçon à s'étendre transversalement, sous forme d'un empilage, entre l'extrémité proximale 2 et l'extrémité distale 4. Le flasque proximal 6 et le flasque intermédiaire 9 sont articulés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une bille 17 d'articulation interposée en entretoise entre ces deux flasques 6, 9 et adaptée pour former une liaison à contact sphérique à point central correspondant au centre de la bille 17 entre ces deux flasques 6, 9. De même, le flasque distal 7 et le flasque intermédiaire 9 sont articulés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une bille 18 d'articulation interposée en 10 14 2875282 entretoise entre ces deux flasques 7, 9, et adaptée pour former une liaison à contact sphérique à point central correspondant au centre de cette bille 18. Les deux billes 17, 18 peuvent être identiques, et présentent un diamètre supérieur à celui de l'alésage 10 des flasques, mais inférieur au diamètre extérieur des flasques 6, 7, 9. La surface sphérique de chaque bille 17, 18 vient au contact du bord correspondant circulaire de l'alésage 10 du flasque 6, 7, 9, formant ainsi une liaison à contact sphérique à point central, c'est-à-dire une rotule d'articulation du flasque 6, 7, 9 sur la bille 17, 18 correspondante. Une telle liaison est exempte de tout point dur ou jeu et est parfaitement isotrope. Les limites de déplacement de chaque flasque 6, 7, 9 autour des billes 17, 18 correspondantes ne sont données que par les contacts qui peuvent intervenir entre les flasques 6, 7 adjacents. Ces limites dépendent donc essentiellement des dimensions qui sont données à l'alésage 10, au diamètre hors tout des flasques 6, 7, 9 et au diamètre des billes. Si nécessaire, les bords périphériques d'une face au moins d'un flasque orienté vers un autre flasque peuvent être chanfreinés, c'est-à-dire présenter une portion périphérique tronconique à angle au sommet orienté vers le flasque adjacent. Dans l'exemple représenté, seuls les bords périphériques 19 proximal et 20 distal du flasque intermédiaire 9 sont ainsi chanfreinés tandis que ceux des flasques proximal 6 et distal 7 ne le sont pas. Rien n'empêche de prévoir que tous les bords périphériques des flasques en regard soient ainsi chanfreinés, ou au contraire qu'aucun de ces bords ne le soit, si cela n'est pas jugé nécessaire. Des tiges de maintien 21 flexibles mais rigides en cisaillement sont passées à travers les lumières 11 de la première série de chaque flasque 6, 7, 9. Chaque tige de maintien 21 est passée en boucle à travers les flasques 6, 7, 9, c'est- à-dire est repliée à la façon d'une épingle pour former un brin aller 22 s'étendant depuis le flasque proximal 6 à travers les lumières 11 en regard de ce flasque proximal 6, du flasque intermédiaire 9, et du flasque distal 7 où la tige de maintien 21 est repliée pour former un brin retour 23 s'étendant à travers d'autres lumières l 1 en regard du flasque distal 7, du flasque intermédiaire 9, puis du flasque proximal 7, les deux extrémités libres 24 de la tige de maintien 21 étant toutes deux à l'intérieur de l'extrémité proximale 2 du bras 3. Les six lumières 11 permettent ainsi le passage 2875282 de trois tiges de maintien 21 en épingle, les six brins 22, 23 de ces tiges de maintien 21 étant régulièrement réparties autour de l'axe 12. Les lumières 11 ainsi que les tiges de maintien 21 présentent une section droite transversale qui peut être circulaire ou autre, et leurs dimensions sont ajustées au plus près de façon à minimiser les jeux radiaux entre les lumières 11 et les tiges de maintien 21. En pratique, on peut prévoir à la fabrication un engagement axial en force des tiges de maintien 21 dans les lumières 11, de façon à réaliser un montage aussi ajusté que possible entre les tiges de maintien 21 et les lumières 11. Une section non symétrique de révolution (variante non représentée) permet de bloquer la tige de maintien 21 en rotation autour de son axe dans la lumière 11, et de mettre à profit la rigidité en torsion de la tige de maintien 21 pour le blocage en torsion des flasques 6, 7, 9. Mais une telle forme est plus est plus complexe et coûteuse à réaliser et à monter. Les tiges de maintien 21 sont néanmoins librement coulissantes axialement dans les lumières 11, de façon à permettre la flexion de la transmission 1 librement en vue de son orientation axiale. Rien n'empêche de fixer rigidement, par exemple par soudure, chaque tige de maintien 21 à l'un des flasques 6, 7, 9, par exemple en soudant la boucle de l'épingle formée par la tige de maintien 21 au flasque distal 7, si cela s'avère nécessaire. En pratique néanmoins, le seul fait de replier la tige de maintien en épingle comme décrit ci-dessus permet d'éviter un glissement axial intempestif de la tige de maintien 21 dans un sens ou dans l'autre et maintien donc cette tige de maintien 21 en position axiale par rapport aux différents flasques 6, 7, 9. Chaque tige de maintien 21 est formée d'un fil monofilament de matière synthétique super-élastique tel qu'un alliage de nickel-titane, par exemple tel que commercialisé sous la référence 00105-02-175 par la société MEMOMETAL, BRUZ, FRANCE. En variante, les tiges de maintien peuvent être formées en une autre matière super-élastique ou élastique, par exemple en métal ou alliage métallique (acier à ressort, corde à piano, ...), en particulier en alliage métallique destiné aux applications médicales ou chirurgicales tel qu'un acier inoxydable biocompatible (par exemple l'acier 316 L, ...). 16 2875282 Les tiges de maintien 21 ont pour fonction de bloquer les flasques 6, 7, 9 les uns par rapport aux autres en torsion autour de l'axe neutre 25 de la transmission 1 (ligne théorique tangentielle aux différents axes 12 de symétrie des flasques 6, 7, 9 et alignée avec les centres des billes 17, 18). Elles permettent ainsi d'éviter tout jeu en torsion de la transmission 1, et de transmettre des valeurs de couple de valeur relativement importante (typiquement de l'ordre du Newtoncentimètre), sans jeu. Ces tiges de maintien 21 doivent également permettre la flexion libre de la transmission 1, c'est-à-dire de son axe neutre 25, sans point dur et de façon équivalente dans toutes les directions de l'espace. Les dimensions données à chaque tige de maintien 21, le nombre de tiges de maintien 21 (ou de brins 22, 23 formés entre les flasques) la position de chaque tige de maintien 21 par rapport à l'axe neutre 25, la distance entre les flasques 6, 9 ou 9, 7 (déterminée par le diamètre de la bille 17, 18 correspondante), la dimension des tiges de maintien 21 et leur rigidité ainsi que leur nombre, sont les paramètres à prendre en compte pour assurer simultanément un blocage en torsion et une flexion libre de la transmission 1. Il est à noter que bien que le matériau choisi soit de préférence super-élastique, la distance entre les flasques adjacents est suffisamment faible pour que la rigidité des tiges de maintien 21 empêche ces tiges de maintien 21 de fléchir sous l'effet d'un effort de torsion entre deux flasques. Un tel effort de torsion tend en effet à entraîner une déformation à très faible rayon de courbure dans la portion des tiges de maintien 21 s'étendant entre les flasques adjacents. Des tiges de commande 16 sont passées à travers les lumières 13 à travers les flasques 6, 9, 7 et sont montées solidaires du flasque distal 7. De la sorte, des tractions exercées sur ces tiges de commande 16 permettent de faire basculer le flasque distal 7 par rapport au flasque proximal 6 et d'entraîner une modification d'orientation axiale de la transmission 1 par flexion selon l'axe neutre 25. En théorie, au moins trois tiges de commande régulièrement réparties à 120 autour de l'axe neutre 25 seraient suffisantes. Néanmoins en pratique, il est préférable de prévoir au moins quatre tiges de commande 16 comme 17 2875282 dans l'exemple représenté sur les figures, ce qui entraîne une meilleure stabilité de la commande et une plus grande simplicité de la logique associée, dans le cadre d'une commande par un dispositif moteur automatique. Pour fixer les tiges de commande 16 au flasque distal 7, ces dernières peuvent être passées en boucle de la même façon que les tiges de maintien 21, pour former un brin aller et un brin retour. Dans l'exemple représenté, cette boucle est formée autour de l'embase 8 de l'outil 5 qui est également traversée par les tiges de commande 16. Ainsi, dans l'exemple représenté, les tiges de commande 16 sont formées de deux tiges repliées en boucle formant quatre brins de commande passant dans les quatre lumières 13. Du côté de l'extrémité proximale 2, les tiges de commande 16 sont associées à un dispositif de commande en traction approprié permettant d'exercer des tractions sur ces tiges de commande. Avantageusement, les tiges de commande 16 sont similaires aux tiges de maintien 21, et peuvent être formées du même matériau, c'est-à-dire d'un fil monofilament super-élastique, par exemple en alliage de nickel-titane et peuvent même présenter exactement les mêmes dimensions que les tiges de maintien 21. Les lumières 13 sont également ajustées autour des tiges de commande 16 de façon à minimiser les jeux radiaux, mais tout en permettant bien sûr le coulissement axial des tiges de commande 16 à travers les lumières 13. Dès lors, les tiges de commande 16 participent elles-mêmes au maintien en torsion des flasques 6, 7, 9. Rien n'empêche d'aiIleurs de prévoir que toutes les tiges 16, 21 traversant les flasques fassent office à la fois de tiges de maintien et de tiges de commande. En variante non représentée, chaque lumière 13 peut être remplacée par deux lumières similaires immédiatement adjacentes, et chaque tige de commande 16 peut être repliée en boucle pour former une épingle dont les deux brins passent dans ces deux lumières immédiatement adjacentes et sont commandés en traction simultanément. Les quatre lumières 13 seraient alors remplacées par huit paires de lumières adjacentes. Il est également possible de souder directement l'extrémité 30 distale de chaque tige de commande 16 à l'embase 8, par exemple par soudure, au lieu de replier les tiges de commande 16 sous forme de boucle. 18 2875282 Il est à noter également qu'il peut être prévu plusieurs séries de tiges de commande 16, à savoir une première série qui prend appui sur le flasque distal 7 pour l'orienter par rapport au flasque proximal 6, et une deuxième série qui est fixée solidaire du flasque intermédiaire 9 pour orienter positivement ce flasque intermédiaire 9 par rapport au flasque proximal 6. On améliore ainsi, si nécessaire, la stabilité de la commande et la précision du déplacement du flasque intermédiaire 9. En outre, rien n'empêche d'utiliser, à titre d'organes de commande flexibles, des câbles ou fils multifilaments à la place des tiges 16 sus10 décrites. Par ailleurs, les deux billes 17, 18 sont dotées d'un perçage axial 27, respectivement 28 traversant, permettant conjointement avec les alésages 10 des flasques 6, 7, 9, le passage d'un accessoire, c'est-à-dire formant un canal de service central. Dans l'exemple représenté ce canal de service central est utilisé pour le passage d'une tige 29 de commande de la pince 5 qui, lorsqu'elle est poussée permet d'ouvrir cette pince 5 et lorsqu'elle est tirée, permet de la refermer. Cette tige 29 est rigide en traction/compression et doit bien sûr être flexible pour ne pas gêner les modifications d'orientation axiale de la transmission 1 et de l'outil 5. EXEMPLE: On a réalisé une transmission 1 conforme au mode de réalisation représenté sur les figures avec les paramètres suivants: - diamètre hors tout des flasques: 5 mm, - diamètre des billes: 3 mm, - épaisseur axiale des flasques: 2 mm, - distance entre les flasques: 2 mm, - diamètre des lumières 11, 13, des tiges de maintien 21 et des tiges de commande 16: 0,3 mm, - tiges de maintien et de commande réalisées en un fil monofilament d'alliage nickel-titane super-élastique tel que mentionné ci-dessus de 30 module Young de 40 GPa et de limite d'élasticité de 1 200 MPa. 19 2875282 La transmission 1 ainsi réalisée pouvait être commandée dans un cône d'angle solide de l'ordre de 180 dans toutes les directions de l'espace et transmettre des couples de valeur élevée -notamment comprise entre 1 N.cm et 2 N.cm- Elle ne présente aucun jeu en torsion détectable. Elle peut ainsi être utilisée dans le cadre d'une invention chirurgicale. La figure 5 représente un robot chirurgical comprenant un instrument chirurgical 5 doté d'un bras 3 et d'un boîtier 36 incorporant un dispositif motorisé de commande des différentes tiges de maintien 21, de commande 16 et 29. Ce boîtier 36 comprend, pour chaque brin ou tige sur lequel un effort axial doit être appliqué, une poulie accouplée à un moteur électrique de précision permettant d'enrouler sur la poulie un câble qui est lui-même relié à la tige correspondante. Un automatisme robotisé permet de commander les différents moteurs du boîtier 36 pour actionner la transmission 1 et/ou l'outil 5 à l'extrémité du bras 3. Par ailleurs, le robot peut être identique à celui décrit par WO 2004/037103, et ce robot n'est représenté que très schématiquement sur la figure 5. Tout autre robot peut également être utilisé pour la commande du bras 3 et de l'outil 5. Les figures 6 et 7 représentent un autre exemple d'application d'une transmission selon l'invention sur un instrument 37 actionné manuellement. Une extrémité du bras 3 est associée solidaire d'un boîtier 38 pouvant être porté par l'utilisateur et présentant une poignée 39 de commande de l'orientation axiale de la transmission 1. Cette poignée 39 est solidaire d'un plateau 41 sur lequel les différentes extrémités des tiges de commande 16 sont fixées rigidement, notamment par soudure ou par un serrecâble. Ces tiges de commande 16 s'étendent dans des gaines 40 à l'intérieur du boîtier 38 pour déboucher à l'intérieur du bras 3 et s'étendre jusqu'à l'extrémité proximale 2. Le plateau 41 présente une disposition des tiges de maintien 16 identique à celle prévue sur les flasques 6, 7, 9. Ce plateau 41 est situé à la base d'une calotte hémisphérique 42 solidaire de la poignée 39 et qui vient au contact d'un renflement hémisphérique conjugué 43 du boîtier 38, dont la face concave vient au contact de la face convexe de la calotte 42. Les deux faces hémisphériques en contact sont de préférence dotées d'un revêtement antidérapant, de sorte que lorsqu'elles sont en contact, la poignée 39 ne peut plus être déplacée de 2875282 façon intempestive. Un ressort 44 rappelle la calotte 42 au contact du renflement 43 par coulissement le long d'une tige 45 solidaire du boîtier 38. Pour commander la transmission 1, l'utilisateur appuie sur la poignée 39 de façon à écarter la calotte 42 du renflement 43 et il peut faire pivoter la poignée 39 et donc le plateau 41 de façon à exercer des tractions sur les tiges de commande 16, ce qui induit une modification de l'orientation axiale de la transmission 1 en flexion. Une gâchette 46 permet de commander la pince 5 grâce à la tige de commande 29 qui est reliée à cette gâchette 46. Ces modes de réalisation ne sont donnés qu'à titre d'exemple et l'invention peut faire l'objet de très nombreuses variantes ou autres applications. 21 2875282 REVENDICATIONS 1/ - Transmission mécanique axialement orientable et rigide en torsion entre une extrémité, dite extrémité proximale (2), et une extrémité axialement opposée, dite extrémité distale (4), et comprenant au moins une paire de flasques (6, 7, 9) transversaux articulés et des organes (16) flexibles de commande par traction de l'orientation axiale de la transmission passés à travers les flasques (6, 7, 9) et adaptés pour pouvoir être reliés à au moins un dispositif (36, 38) de commande d'orientation du côté de l'extrémité proximale (2), au moins une partie des organes (16) de commande étant reliée à un flasque, dit flasque distal (7), situé à l'extrémité distale (4), caractérisée en ce que: - les flasques (6, 7, 9) sont articulés les uns aux autres deux à deux par l'intermédiaire d'au moins une liaison à point central à contact sphérique, les différents points centraux des liaisons entre les flasques (6, 7, 9) définissant entre les extrémités proximale et distale une ligne virtuelle, dite axe neutre (25), - elle comprend au moins un jeu de tiges, dites tiges de maintien (21), flexibles mais rigides en cisaillement s'étendant le long et autour de l'axe neutre (25) et accouplées aux flasques (6, 7, 9) de façon à les maintenir les uns par rapport aux autres en torsion autour de l'axe neutre (25) en autorisant des mouvements en flexion d'orientation axiale de la transmission. 2/ - Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point central de chaque liaison à point central est situé entre les deux flasques (6, 9; 9, 7) qu'elle relie. 3/ - Transmission selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les tiges de maintien (21) sont passées dans des lumières (11) ménagées à travers chaque flasque (6, 7, 9) autour de l'axe neutre (25). 4/ - Transmission selon la revendication 3, caractérisée en ce que les tiges de maintien (21) sont libres de coulisser axialement dans les lumières (11) des flasques (6, 7, 9), et présentent des extrémités libres (24) s'étendant axialement au-delà des flasques (6, 7, 9) traversés par ces tiges de maintien (21). 5/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque lumière (11) traversée par une tige de maintien (21) 22 2875282 présente une dimension en section transversale correspondant au jeu près à celle de la tige de maintien (21). 6/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les tiges de maintien (21) d'au moins un jeu de tiges de 5 maintien sont dissociées de tout dispositif de commande, de façon à faire office uniquement de maintien en torsion de la transmission, ces tiges de maintien (21) étant distinctes des organes (16) de commande. 7/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les tiges de maintien (21) d'au moins un jeu de tiges de 10 maintien sont formées de fils mono filaments. 8/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les tiges de maintien (21) d'au moins un jeu de tiges de maintien sont formées d'une matière synthétique super élastique. 9/ - Transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce 15 que la matière est un alliage Ni-Ti. 10/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce qu'au moins une tige de maintien (21) s'étend à travers tous les flasques (6, 7, 9) de la transmission. 11/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'au moins une tige de maintien (21) est passée en boucle à travers les flasques (6, 7, 9), de façon à présenter premier un brin (22) s'étendant depuis un flasque situé vers l'une des extrémités proximale (2) ou distale (4) jusqu'à un flasque situé vers l'autre extrémité distale (4) ou proximale (2), où elle est repliée pour former un deuxième brin (23) s'étendant entre ces flasques parallèlement au premier brin (22). 12/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les tiges de maintien (21) sont régulièrement réparties autour de l'axe neutre (25). 13/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 12, 30 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins trois tiges de maintien (21) disposées 23 2875282 en boucle formant six brins (22, 23) traversant les flasques (6, 7, 9), ces six brins (22, 23) étant régulièrement répartis autour de l'axe neutre (25). 14/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'au moins une paire de flasques (6, 7, 9) est articulée par une liaison à point central à contact sphérique adaptée pour que le point central soit situé axialement à mi-distance entre les deux flasques (6, 7, 9). 15/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que les flasques (6, 7, 9) sont articulés les uns aux autres deux à deux par l'intermédiaire d'une entretoise (17, 18) interposée entre chaque paire de flasques (6, 7, 9), adaptée pour former au moins une liaison à point central à contact sphérique. 16/ - Transmission selon la revendication 15, caractérisée en ce que ladite liaison à point central à contact sphérique est formée d'une bille (17, 18) interposée entre deux flasques et présentant des portées sphériques de contact avec les flasques (6, 7, 9). 17/ - Transmission selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisée en ce que chaque flasque (6, 7, 9) présente un logement (20) de réception d'une portée sphérique de l'entretoise (17, 18). 18/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 17, 20 caractérisée en ce qu'elle présente un encombrement radial hors tout correspondant à la surface théorique d'enveloppe des flasques (6, 7, 9). 19/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu'elle présente un encombrement radial hors tout inférieur à 10 mm notamment de l'ordre de 5 mm-. 20/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisée en ce qu'elle présente au moins un passage, dit canal de service, qui la traverse axialement sur au moins une portion de sa longueur pour le passage d'au moins un câble ou fil de service autre qu'une tige de maintien (21) ou qu'un organe de commande (16). 24 2875282 21/ - Transmission selon la revendication 20, caractérisée en ce que chaque flasque (6, 7, 9) est percé axialement en son centre pour former un canal de service central. 22/ - Transmission selon la revendication 21, caractérisée en ce que chaque flasque (6, 7, 9) est en forme générale d'anneau cylindrique. 23/ - Transmission selon la revendication 14 et l'une des revendications 20 à 22, caractérisée en ce que chaque entretoise (17, 18) est percée axialement par un alésage traversant (27, 28) passant par son centre pour former un canal de service central. 24/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisée en ce que chaque flasque (6, 7, 9) comprend des lumières (15) traversantes réparties autour de l'axe neutre (25), pour former des canaux de services latéraux. 25/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisée en ce qu'au moins une face d'un flasque (9) orientée vers un autre flasque adjacent (6, 7) présente une portion périphérique (19, 20) tronconique à angle au sommet orienté vers le flasque adjacent. 26/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins trois flasques (6, 7, 9) successifs 20 séparés par deux billes (17, 18). 27/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisée en ce qu'elle comprend trois flasques (6, 7, 9) successifs séparés par deux billes (17, 18). 28/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 27, 25 caractérisée en ce que les organes de commande (16) sont formés de fils flexibles semblables aux tiges de maintien (21). 29/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 28, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins trois organes de commande (16) répartis régulièrement autour de l'axe neutre (25). 30/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 29, caractérisée en ce qu'elle comprend quatre organes de commande (16). 2875282 31/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 30, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une série d'organes de commande (16) reliés à un flasque intermédiaire (9) interposé entre un flasque, dit flasque distal (7), situé à proximité de l'extrémité distale (4), et un flasque, dit flasque proximal (6), situé à proximité de l'extrémité proximale (2). 32/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 31, caractérisée en ce qu'elle présente un encombrement axial entre deux flasques (6, 7, 9) axialement successifs inférieur à 10 mm -notamment de l'ordre de 5 mm-. 33/ - Transmission selon l'une des revendications 1 à 32, caractérisée en ce qu'elle comprend un flasque, dit flasque distal (7) solidaire de l'extrémité distale (4) ou formant cette extrémité distale (4), et adapté pour recevoir et porter au moins un outil (5) -notamment un outil chirurgical-. 34/ - Instrument chirurgical comprenant une portion proximale de commande destinée à rester hors d'un corps à opérer, une portion distale portant au moins un outil (5) chirurgical d'intervention et/ou visualisation, et une transmission mécanique entre ladite portion proximale et l'(les) outil(s) chirurgical(aux) (5), caractérisé en ce qu'il comprend une transmission mécanique (1) selon l'une des revendications 1 à 33. 35/ - Robot chirurgical caractérisé en ce qu'il comprend au 20 moins un instrument chirurgical selon la revendication 34.