갑상선암 치료에 있어서 주된 방법은 수술입니다. 갑상선암의 종류, 크기, 환자의 나이와 병기에 따라서 갑상선의 거의 전부(아주 초기인 경우와 특수 상황에서는 일부만 제거)를 제거하게 됩니다. 아울러 주위에 있는 림프절을 같이 제거하기도 합니다. 림프절에 갑상선암의 전이가 발견되는 경우에는 우리 몸의 다른 부위에도 전이가 있을 수 있음을 의미합니다. 수술 후에는 갑상선호르몬의 분비가 없어지므로 평생 갑상선 호르몬을 보충하여야 합니다. 일부 작은 갑상선암에서는 수술만으로 치료가 끝나지만 재발의 가능성이 높은 경우에는 방사성 동위원소 옥소 치료를 시행할 수 있습니다.
방사성 동위원소 옥소 치료는 방사선을 내는 동위원소 옥소를 이용하여 우리 몸에 존재하는 갑상선암 세포를 제거하는 것입니다. 대개 액체나 캡슐에 든 방사성 동위원소 옥소를 경구로 투여하면 장에서 방사성 옥소가 흡수되고 그것이 혈액으로 들어가서 목 부위에 수술 후 남아있는 갑상선 세포 및 갑상선 이외의 부위에 퍼져있는 갑상선암 세포 안에 모이게 됩니다. 방사성 옥소를 섭취한 세포들은 여기서 나오는 방사능으로 인해 죽게 됩니다. 방사성 옥소의 용량에 따라서 30mCi 이상을 사용하는 경우 환자의 몸에서 나오는 방사능으로부터 다른 사람들을 보호하기 위하여 일정기간(대개 2박3일) 격리 입원이 필요하기도 합니다. 이러한 옥소 치료를 위하여 방사성 동위원소 옥소 섭취일을 기준으로 2주 전과 섭취 1주 후 까지는 저요오드 식이를 하여야 하고 투여 4주 전부터 갑상선 호르몬의 복용을 중단하여야 합니다. 갑상선 수질암과 역형성암은 암세포들이 방사성 옥소를 섭취하지 않으므로 방사성 옥소 치료를 하지 않습니다.
갑상선 절제술을 받고 나면 우리 몸에 생리적으로 꼭 필요한 갑상선 호르몬이 생성되지 않으므로 반드시 갑상선 호르몬을 평생 투여하여야 합니다. 또한 수술 후 갑상선 호르몬 투여가 갑상선 유두암 또는 여포암 세포의 성장을 막는 효과가 탁월한 것이 밝혀져서 재발을 막기 위한 치료의 일부로서도 꼭 투여하게 됩니다.
즉 갑상선 호르몬의 보충 및 갑상선암의 재발방지라는 두 가지의 목적을 위하여 갑상선 호르몬 투여는 반드시 필요합니다.
단, 방사성 옥소 치료 직전의 4주간은 갑상선 호르몬이 부족한 상태가 되어야만 갑상선 암세포가 방사성 동위원소 옥소를 잘 받아들이므로 갑상선 호르몬의 복용을 중단하여야 합니다.
외부 방사선 치료는 고에너지의 방사선을 목이나 갑상선암이 전이된 다른 부위에 기계를 이용하여 조사하는 것입니다. 이 치료는 방사선이 쪼여진 부위만 치료하는 국소적인 치료입니다. 대개 방사성 동위원소 옥소 치료에 반응하지 않는 많이 진행된 갑상선암의 치료에 이용합니다. 일부 전이된 암에서는 전이 부위의 통증 조절을 위하여 사용하기도 합니다. 대개 일주일에 5일 병원을 방문하여 치료를 받게되는 과정을 수주간(3~6주) 실시하게 됩니다.
갑상선암은 항암화학요법에 대개 잘 반응하지 않아서 널리 사용되지는 않습니다. 수술 및 방사성 동위원소 옥소 치료에 잘 반응하지 않는 경우 사용을 고려할 수 있습니다. 일부에서는 외부 방사선 치료와 병행하여 사용하기도 하지만 여러 가지 심각한 부작용이 증가합니다. 흔한 부작용으로는 구역과 구토, 구강내 궤양, 백혈구 감소증 및 탈모 등의 증상과 방사선 조사 부위의 피부 괴사 및 식도와 기관지로의 염증 및 천공, 루 (fistula) 형성 등이 있습니다.