로쿠로늄(Rocuronium)은 임상에서 가장 널리 사용되는 비탈분극성 근이완제(non-depolarizing neuromuscular blocking agent, NMBA)입니다. 기관내삽관 유도부터 수술 중 근이완 유지까지 폭넓게 활용되지만, 실제 환자별 pharmacokinetics 차이로 인해 혈장/효과처 농도는 표준 용량을 사용하더라도 상당한 개인차가 존재합니다.
TOF(Train-of-Four) 모니터링을 통해 신경근 차단 정도를 확인하는 것이 표준 진료이지만, PK/PD 관점에서 농도-반응 관계를 시각적으로 이해하고 투여 계획을 수립하는 것은 임상적으로 유용합니다.
아산펌프 등의 TCI 시뮬레이터는 propofol/remifentanil에는 편리하지만, 로쿠로늄의 PK/PD 시뮬레이터는 접근이 제한적입니다. 이에 아래와 같은 웹 기반 로쿠로늄 PK 시뮬레이터를 제작하였으며, 저년차 전공의 교육 및 임상 용량 설계의 참고용으로 활용할 수 있습니다.
⚠️ Disclaimer
This simulator is intended for educational and reference purposes only and does not constitute medical advice, clinical guidance, or a substitute for professional judgment.
- Simulation results are based on published population PK/PD models (Kleijn 2011; Wierda 1995; Cortinez 2007) and represent typical population predictions, not individual patient outcomes.
- Parameter estimates carry inherent uncertainty; results may not accurately reflect the pharmacokinetics of any specific patient, including those with renal impairment, hepatic dysfunction, neuromuscular disease, or extremes of body composition.
- All clinical decisions regarding neuromuscular blockade — including dosing, reversal, and extubation — must be guided by quantitative TOF monitoring and the treating clinician's judgment.
- The author assumes no liability for any clinical outcomes arising from use of this tool.
본 시뮬레이터는 교육 및 참고 목적으로만 제공되며, 의료 행위의 근거로 사용할 수 없습니다. 실제 임상 판단은 반드시 정량적 TOF 모니터링 및 담당 의사의 판단을 우선으로 하십시오.
사용 모델
두 가지 독립적인 PK 모델을 병렬로 구현하여 결과를 비교할 수 있습니다.
Kleijn et al. 2011 (2-compartment)
체중 및 연령을 공변량으로 포함한 2구획 모델입니다.
- V1 = 4.73 × (wt/70) L
- CL = 0.269 × (wt/70)^0.75 × [1 − 0.00678 × (age − 43)] L/min
- Q2 = 0.279 × (wt/70)^0.75 L/min
- V2 = 6.76 × (wt/70) × exp[0.00613 × (age − 43)] L
- ke0 = 0.134 × (wt/70)^−0.25 min⁻¹
- EC50 ≈ 0.858 μg/mL, γ = 7.52
Wierda et al. 1995 (3-compartment)
더 복잡한 분포상을 반영하는 3구획 모델로, ke0는 Cortinez 2007을 적용하였습니다.
- V1 = 0.076 × wt L (≈ 5.32 L / 70 kg 기준)
- CL = 0.0037 × wt^0.75 기반 L/min (allometric 스케일링)
- V2, V3 모두 allometric 체중 스케일링 적용
- ke0 = 0.19 min⁻¹ (Cortinez 2007)
- EC50 = 0.92 μg/mL, γ = 5.0
PD 모델 (공통)
두 모델 모두 Hill/sigmoid Emax 방정식을 이용해 효과처 농도(Ce) → TOF Ratio(%)를 예측합니다.
$$\text{TOF(%)} = \frac{100 \times EC_{50}^{\gamma}}{EC_{50}^{\gamma} + Ce^{\gamma}}$$
사용법
① Patient Covariates 입력
- 성별(Male/Female), 나이(18–80 yr), 체중(40–150 kg), 신장(140–210 cm) 슬라이더로 입력
- 체중 변경 시 bolus 용량은 0.6 mg/kg 기준으로 자동 계산됨
② Solution Concentration 선택
- 기본값 10 mg/mL (표준 로쿠로늄 농도)
③ Dosing Mode 선택
- Bolus (IV Push): 단회 bolus dose(mg) + push rate(cc/hr) 설정
- Continuous (Infusion): 지속 주입 rate(cc/hr) 설정, mg/kg/hr 자동 표시
- Bolus + Infusion: 유도 bolus 후 maintenance infusion 병행 — 실제 임상과 동일한 방식
④ Target Ce Band 설정
- 목표 효과처 농도 범위를 μg/mL 단위로 입력 (Lower / Upper)
- 그래프 상 녹색 밴드로 시각화
⑤ Time Range 선택
- 15분 / 30분 / 1시간 / 3시간 / 6시간 / 12시간 범위 선택 가능
주요 출력값
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| ke0 | 혈장-효과처 평형속도상수 (min⁻¹) |
| Cp @ 5 min | 5분 시점 혈장 농도 (μg/mL) |
| Ce @ 5 min | 5분 시점 효과처 농도 → 삽관 조건 평가의 핵심 지표 |
| Cp Peak | 최대 혈장 농도 (bolus 직후) |
| Css | 정상 상태 혈장 농도 (continuous / bolus+inf 모드) |
| TOF 90% threshold Ce | TOF 90% 유지에 해당하는 Ce (부분 차단) |
| TOF 25% threshold Ce | TOF 25%에 해당하는 Ce (심층 차단 기준) |
임상적 의의
- 삽관 조건 예측: 5분 시점 Ce가 TOF 25% threshold를 초과하면 심층 차단 상태로 기관내삽관 조건이 양호하다고 판단 가능
- 유지 용량 설계: Target Ce Band(예: 0.3–1.0 μg/mL)를 설정하고 continuous infusion rate를 조절하여 적정 근이완 유지 구간 시각화
- 회복 시점 예측: TOF 90% threshold Ce 미만으로 하강하는 시점을 확인하여 sugammadex 투여 타이밍 참고
- 모델 간 비교: Kleijn(2구획)과 Wierda(3구획) 모델의 Ce 궤적 및 NMB 예측 차이를 Ce–TOF 곡선에서 직관적으로 비교 가능
주의사항
모델 파라미터는 참고문헌(Kleijn 2011, Wierda 1995, Cortinez 2007)을 기반으로 구현하였으나 계산 오류가 있을 수 있습니다. 시뮬레이션 결과는 어디까지나 교육 및 참고 목적이며, 실제 임상 판단은 반드시 정량적 TOF 모니터링 및 임상 소견을 우선으로 하여야 합니다.
References
- Kleijn HJ et al. Population pharmacokinetic-pharmacodynamic analysis for rocuronium in patients undergoing coronary artery bypass graft surgery. Br J Clin Pharmacol. 2011.
- Wierda JM et al. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of rocuronium (Org 9426) in patients with hepatic failure. Br J Anaesth. 1995.
- Cortinez LI et al. Influence of obesity on the pharmacokinetics of rocuronium. Eur J Anaesthesiol. 2007.