尸检工作有条不紊地进行，法医对顾苏的尸体进行了全面细致的解剖，结合各项病理检测，最终得出了明确的结论：顾苏系在心肌缺血性病变的基础上，因“氯胺酮”中毒引起心力衰竭而死亡。氯胺酮俗称“K粉”，常用于医学麻醉，过量使用会导致呼吸抑制、心力衰竭，甚至死亡。这一结果，彻底证实了顾自荣的猜测，顾苏是被人下毒杀害的。
与此同时，顾自荣同学那边的精准检测报告也出来了，顾苏的胃内容物中，确实含有氯胺酮成分，剂量足以导致中毒身亡。两份报告相互印证，警方立刻将侦查重点锁定在邱小强身上。作为顾苏最亲近的人，邱小强有充足的机会接触顾苏的饮食，且他身为医生，有渠道获取氯胺酮，具备作案的条件和能力。
警方立刻对邱小强展开深入调查，一方面调取他的行踪轨迹、通话记录，排查他与氯胺酮来源的关联；另一方面，加大对邱小强的询问力度，寻找破绽。面对警方的反复询问，邱小强起初依旧镇定自若，坚称自己没有下毒，对氯胺酮的来源也矢口否认。可当警方拿出尸检报告和胃内容物检测报告时，邱小强的心理防线开始松动，回答问题时频频出错，眼神躲闪，不再像之前那样从容。
警方察觉到邱小强的异常，进一步加大审讯力度，同时扩大调查范围，走访邱小强的同事、朋友，收集更多线索。很快，一条关键线索浮出水面：有人反映，邱小强近两年来与医院的一名护士关系暧昧，两人经常私下见面，举止亲密，甚至有同事看到他们一起出入酒店。
警方立刻找到这名护士进行询问。起初，护士还试图隐瞒，在警方的耐心劝说和证据面前，终于松口，承认了自己与邱小强的婚外情关系。护士表示，她和邱小强相识多年，邱小强对她温柔体贴，经常向她抱怨自己的婚姻不幸福，说顾苏性格内向，两人缺乏共同语言，早已没有感情。邱小强还曾向她承诺，会尽快和顾苏离婚，娶她为妻。
婚外情的曝光，彻底揭开了邱小强的虚伪面具。警方再次提审邱小强，将婚外情的证据摆在他面前。在铁证如山的情况下，邱小强的心理防线彻底崩溃，终于低头认罪，供述了自己毒杀顾苏的全部过程。
原来，邱小强与顾苏的婚姻，从一开始就掺杂着利益的考量。当年他选择和顾苏结婚，一方面是看中顾苏的人品和工作，更重要的是看重顾自荣在医学界的地位和资源，希望借助顾自荣的帮助，在事业上走得更远。婚后，顾自荣确实给了他很多帮助，让他顺利进入苏州儿童医院，还在学术上给予指导，助力他事业腾飞。
可随着时间的推移，邱小强渐渐对顾苏产生了厌倦。顾苏性格内向，不善交际，与邱小强日益增长的野心和社交需求格格不入。再加上他结识了那名护士，被护士的热情主动吸引，很快陷入婚外情的漩涡。他想要和护士在一起，却又不敢轻易提出离婚——一方面，他担心离婚会影响自己的声誉和事业，失去顾自荣的支持；另一方面，顾苏为人正直，他找不到合适的离婚理由，也不愿意分割财产。
思来想去，邱小强萌生了杀害顾苏的歹念。他身为医生，深知氯胺酮的特性，知道适量使用可以让人出现类似心脏病发作的症状，过量则会导致死亡，且这种成分不易被常规检测发现。从2001年开始，他就利用自己的职务便利，偷偷获取氯胺酮，在晚上趁顾苏不注意，将少量氯胺酮混入她的饮食中，让她出现头晕、心慌、胸闷等症状，伪装成心脏病发作。
每次顾苏发作，邱小强都会及时送她去医院，通过输液稀释体内的氯胺酮浓度，让顾苏快速好转。这样一来，既不会立刻害死顾苏，又能让所有人都相信顾苏患有不明原因的心脏病，为日后的致命一击做铺垫。他之所以选择在晚上作案，就是因为晚上光线暗，不易被察觉，且即使顾苏病情恶化，也能以“心脏病夜间发作”为由掩盖真相。
2003年9月11号中秋节，邱小强觉得时机成熟。他知道顾自荣打算在中秋过后和他一起分析顾苏的病情，担心夜长梦多，被人发现破绽，于是决定在这个团圆夜动手。他将足以致命剂量的氯胺酮混入咖啡中，让顾苏喝下。看着顾苏痛苦倒地，他没有立刻送医，而是故意拖延时间，直到顾苏昏死过去，才假装慌乱地联系亲友，上演了一场悲痛欲绝的戏码。
他本以为自己的计划天衣无缝，既能除掉顾苏，又能以深情丈夫的形象全身而退，和护士双宿双飞。可他万万没想到，顾自荣凭借多年的从医经验，从顾苏的尸体症状中发现了破绽，又通过胃内容物检测锁定了毒物，最终让他的罪行暴露在阳光下。
案件真相大白后，所有认识邱小强的人都为之震惊。曾经的模范丈夫、优秀医生，竟然是一个背信弃义、心狠手辣的恶魔。顾自荣夫妇更是悲痛欲绝，他们万万没想到，自己悉心培养、无比信任的女婿，竟然会对女儿下此毒手。顾苏的同事和朋友也难以接受这个事实，那个对顾苏百依百顺、对同事热心周到的邱小强，原来一直在用虚伪的面具欺骗所有人。
2003年11月18日，庭审过程中，邱小强突然推翻了自己9月11号下毒杀妻的供词，试图狡辩。他的辩护人提出，邱小强的犯罪行为属于间接故意，请求法院从轻处理。但法院经审理后，结合尸检报告、毒物检测报告、证人证言以及邱小强的前期供述，查明了案件的全部事实，认定邱小强因婚外情产生杀妻歹念，精心策划并实施了毒杀行为，犯罪情节恶劣，手段残忍，主观恶性极大。
2004年1月2日上午10时许，苏州市中级人民法院对该案作出一审判决，被告人邱小强犯故意杀人罪，判处死刑，剥夺政治权利终身。
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