Pemantauan kadar obat dalam darah dapat dilakukan secara matematika dengan pendekatan farmakokinetik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui estimasi kadar obat indeks terapi sempit di dalam darah sesuai dosis yang diberikan pada pasien rawat inap di rumah sakit. Pemantauan kadar obat dalam darah perlu dilakukan untuk menjamin tercapainya kadar obat yang cukup di tempat aksi/reseptor melalui aturan dosis yang diberikan, sehingga dapat mencegah timbulnya efek toksik dan mencapai clinical outcome pasien. Penelitian ini menggunakan metode rancangan observasional. Data mengenai dosis dan frekuensi pemberian obat diperoleh dari data rekam medik pasien, kemudian dilakukan perhitungan estimasi kadar tunak dalam darah (Css) dengan pendekatan secara farmakokinetik. Data diolah secara deskriptif analitik. Subjek penelitian adalah pasien rawat inap yang mendapatkan terapi aminofilin intravena (iv), fenitoin iv dan digoxin per oral (po) di Bangsal Paru, Saraf, dan Jantung (Penyakit Dalam) RSUD Prof Dr. Margono Soekardjo Purwokerto selama bulan Juni-Agustus 2019. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada estimasi kadar aminofilin di dalam darah, sebanyak 13 pasien (61,9%) berada di dalam rentang terapi (10-20 mg/L) dan 8 pasien (38,1%) di luar rentang terapi; pada estimasi kadar fenitoin di dalam darah, sebanyak 8 pasien (28,1%) berada di dalam rentang terapi (10-20 mg/L) dan 24 pasien (71,9%) berada di luar rentang terapi; dan pada estimasi kadar digoxin di dalam darah, sebanyak 4 pasien (11,8%) berada di dalam rentang terapi (0,50-0,90 ng/mL) dan 30 pasien (88,2%) berada di luar rentang terapi. Jumlah pasien yang memiliki estimasi kadar obat di dalam darah berada di dalam rentang terapi adalah 25 pasien (28,7%) dan jumlah pasien yang memiliki estimasi kadar obat di dalam darah berada di luar rentang terapi adalah 62 pasien (71,3%) sesuai dosis yang diberikan kepada pasien. Kadar obat di luar rentang terapi dikhawatirkan dapat menimbulkan kejadian toksisitas dan kemungkinan tidak dapat menghasilkan clinical outcome yang diinginkan.