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K-means聚类算法在医疗收费审计中的应用

发布日期:2025-04-07    作者:平原县审计局     来源:     点击:

在当今数字化时代,医疗行业的数据呈爆炸式增长,医疗收费审计面临着前所未有的挑战。由于医疗业务专业度高、审计内容分析难度大,对于非医疗背景的审计人员而言,要从海量复杂的医疗数据中精准揪出违规收费问题,更是难上加难。笔者在审计实践中发现,使用K-means聚类算法能够很好地解决这类问题。K-means聚类算法又称K-均值聚类算法,该算法通过计算样本间欧氏距离,将多维数据划分为特征相近的簇群,其‌“以数据特征驱动分析”‌的核心逻辑‌,与医疗收费审计中“从海量数据定位异常样本”的需求高度契合‌。尤其当审计人员缺乏医疗专业知识时,该算法可绕过业务规则直接通过数据特征差异定位风险点‌。审计人员可依托Python的Scikit-learn库快速部署算法,或使用审计大数据中心K均值聚类算法工具开展聚类分析‌。

一、数据预处理与特征工程

(一)多源数据整合与清洗

医疗业务的数据来源五花八门,不同系统的数据格式、标准各异,开展医疗大数据分析的前提就是多源数据整合与清洗。主要为医院的HIS系统(医院信息系统,涵盖患者诊疗全过程信息)、医保结算系统(记录患者医保报销详情)以及耗材采购系统(涉及医疗耗材的进货、使用等情况)相关数据。

在某公立医院审计中,笔者利用ETL技术(抽取、转换、加载,能对不同数据源的数据进行处理),对1200余万条的住院记录进行清洗,发现以下问题:一是有3.2%的病例存在住院天数缺失的情况;二是大量收费项目存在编码错乱的问题;三是部分病例数据极端异常。为了保证大数据分析的准确性,可以运用拉依达原则(一种统计学方法,用来识别和剔除异常值),剔除数据中日均费用特别离谱的极端值,如单日耗材费超过10万元的骨科手术病例,住院天数为负数的数据等。

(二)非专业特征转化

医疗领域有太多专业术语,对于非医疗背景的审计人员来说,理解起来相当困难,开展医疗收费审计,需将专业医疗术语转化成审计人员易于理解的量化指标。比如为了衡量诊疗是否合理,可以设置一个“诊疗合理性指标”,计算单病种检查项目数量的离散度,也就是用标准差除以均值,通过这个数值就能大致看出检查项目的分布是不是太分散、有没有过度检查的嫌疑。再比如设置“耗材合规性指标”用来分析耗材采购情况,计算高值耗材采购价与省级集采价的偏离率,如果偏离率太高,那么采购环节存在猫腻的可能性就比较大。

在某三甲医院的审计项目中,笔者运用特征工程,将一个看似很难量化的“术后感染风险”问题,转化成了“术后住院天数/切口愈合等级”的比值。审计组运用该指标,成功识别出违规缩短术后观察期的病例,医院部分科室为了增加收入,没让患者得到应有的术后观察护理,损害了患者利益。

二、聚类模型构建与动态调整

(一)多维特征空间映射

使聚类算法发挥作用,选对分析维度至关重要。可以选取住院费用结构(各项住院费用的占比情况,看看有没有某项费用特别突出不合理)、诊疗项目密度(一段时间内诊疗项目的频繁程度,判断是不是过度诊疗)、耗材使用频次(某种耗材使用的次数是不是过多)等多项核心指标,搭建多维的分析空间。

在某医疗机构审计中,笔者对246万条住院记录先进行了Z-score标准化处理(一种数据标准化方法,让不同指标的数据具有可比性),接着用K-means算法对数据进行聚类,生成了5类聚类簇。在DRG付费改革(一种医保支付方式改革,按疾病诊断相关分组付费,促使医院合理控费)的大背景下,笔者通过聚类分析发现,在聚类3中,病例虽然只占比9.7%,但手术耗材成本比均值高出48%。审计人员顺着这条线索穿透核查,发现是脊外科串换了手术项目,将UBE串换为传统腰椎间盘手术,增加了磨钻等器械,抬高了成本,最终让患者和医保基金买单。

(二)参数动态优化机制

医疗行业并不是一成不变的,医保政策经常调整,医疗技术也在不断进步,聚类模型也应与时俱进。数据分析人员可以采用“滑动窗口法”来实现模型的自适应变化。简单来说,就是每季度更新一次聚类中心坐标,让模型跟着数据的最新变化走。同时,根据医保政策的调整,及时改变各个特征的权重。如DRG付费政策推行后,“诊疗路径符合性”这个特征就变得尤为重要,可以将它的权重提升到0.25,让模型更符合规范。

三、违规行为穿透分析

通过K-means聚类算法,审计人员能迅速锁定一些具有特殊特征的患者群体,比如“短期高频住院”特征群。结合LSTM时序分析(一种适合处理时间序列数据的深度学习算法),可以进一步发现患者入院间隔周期的标准差小于2天的情况,实现对违规行为的穿透分析。综合运用两种算法,短期高频住院的情况比较容易发现。如王某因为腰椎间盘突出,短短30天内3次入院,且入院间隔周期小于2天,经过深入核查,发现确实属于医院分解住院、骗取医保基金。

综上所述,K-means聚类算法为非医疗背景的审计人员提供了一条高效、精准的医疗收费审计路径,在应对日益复杂的医疗数据和违规收费行为时,展现出了较好的效果,有望成为医疗收费审计领域的得力助手,推动医疗行业更加规范、健康地发展。


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