开源项目rajewsky-lab/openst在macOS上的运行问题与解决方案

开源项目rajewsky-lab/openst在macOS上的运行问题与解决方案

openst Open-ST: profile and analyze tissue transcriptomes in 3D with high resolution in your lab 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openst

项目背景与问题概述

rajewsky-lab/openst是一个用于空间转录组数据分析的开源工具包，提供了从数据处理到图像配准等一系列功能。该项目在Linux环境下运行良好，但在macOS系统上运行时，用户报告了两个主要问题：一是资源泄漏警告，二是图像配准过程中的零除错误。

问题一：资源泄漏警告分析

在macOS系统上运行openst的pairwise_aligner功能时，会出现multiprocessing模块的资源泄漏警告，提示有信号量对象未被正确清理。这个问题特别出现在使用Intel处理器的Mac电脑上。

深入分析发现，问题根源在于feature_matching.py文件中的LoFTR匹配器初始化部分。当调用KF.LoFTR(pretrained=pretrained).to(device)时，在macOS的多进程环境下会出现资源管理异常。

问题二：图像配准零除错误分析

在运行pairwise_aligner功能时，当处理到STAGE 2精细配准阶段时，会出现零除错误。具体表现为：

1. 某些tile的有效坐标筛选条件过于严格，导致最终筛选出的坐标数量为零
2. 在create_paired_pseudoimage函数中，当sts_pseudoimage.max()为零时，进行归一化操作会引发错误

macOS系统适配解决方案

经过深入研究和测试，我们总结出一套完整的macOS适配方案：

1. Python脚本修改

空间转录组分析脚本修改：

• 将multiprocessing替换为multiprocess模块，后者在macOS上表现更稳定
• 在自动化分析脚本中添加if __name__ == '__main__':保护，确保多进程正确初始化

2. Snakemake文件调整

符号链接命令适配：

• 将ln -sr或ln -rs命令简化为ln -s，因为macOS的ln命令不支持-r参数

文件处理命令调整：

• 将zcat命令替换为gunzip -c，以兼容macOS的文件解压方式

3. 图像配准逻辑优化

针对零除错误，建议在代码中添加以下保护逻辑：

if sts_pseudoimage.max() > 0:
    sts_pseudoimage = ((sts_pseudoimage / sts_pseudoimage.max()) * 255).astype(np.uint8)
else:
    sts_pseudoimage = np.zeros_like(sts_pseudoimage, dtype=np.uint8)

技术要点总结

1. 跨平台兼容性：macOS与Linux在命令行工具和系统调用上存在差异，需要特别注意
2. 多进程资源管理：macOS的多进程实现与Linux不同，需要特殊处理资源分配和释放
3. 数值计算安全性：图像处理中应始终考虑边界条件，避免零除等数值异常

实施建议

对于希望在macOS上使用openst的研究人员，建议：

1. 按照上述方案修改相关脚本和配置文件
2. 在虚拟环境中测试运行，确保所有依赖项兼容
3. 对于关键计算步骤，添加充分的错误处理和日志记录
4. 考虑使用Docker容器化方案，避免直接依赖宿主系统环境

通过以上调整，openst项目可以在macOS系统上稳定运行，为使用Mac设备的研究人员提供了便利。这些解决方案不仅解决了当前问题，也为其他生物信息学工具在macOS上的适配提供了参考范例。

openst Open-ST: profile and analyze tissue transcriptomes in 3D with high resolution in your lab 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openst