博士的判断果然是正确的。搜查很快有了进展，当天傍晚，警方就在火葬场附近将逃跑的病人之一“歌姬”抓住了，当时他正在树林里唱着自己特有的女高音。
“歌姬”情绪稳定，身上也没有血迹，可以确定他并非杀人凶手。
一个小时后，一家酒馆的老板娘打来电话，说她看到一个满脸鲜血的男人踉踉跄跄地沿着铁轨走，手上还捧着像豆腐一样的软绵绵的东西，叫他也不应，只是一个劲地往前走。吉田问清了老板娘所说的地点后，马上带着松永博士等人一起去了铁轨一带搜查。
与此同时，第三位逃跑的病人——整个头缠满绷带的“伤患”也被找到了。和“歌姬”一样，“伤患”的情绪也很稳定，身上也没有血迹。
在得知“伤患”被找到的消息后，吉田不禁松了口气，看来剩下的“砰砰”就是凶手了。
吉田和松永博士等人又找了一个多小时，才在铁轨上发现了“砰砰”的尸体，他的脑袋已经被压得粉碎，散落在旁边的沙石上。看来他是准备借用火车来敲开自己的脑袋，好给自己换上院长的脑浆。
“终于结束了。”看到“砰砰”已经死亡，吉田认为这案子也就结束了。
“真的结束了吗？” 松永博士自言自语道。他一直蹲在“砰砰”的尸体旁，不住地捏着尸体的脚掌。
吉田狐疑地看着松永博士，博士也不解释，只说道：“赤泽院长的尸体还在医院吧？我们去看看。”
真相大白
吉田和松永博士两人在看护员的带领下来到五号房，赤泽院长的尸体就放在这里。五号房里没有电灯，松永博士让吉田用蜡烛照明，伸出双手开始用力揉搓尸体的脚掌，脚掌非常僵硬，似乎长着很厚的茧。一旁的看护员见了，不可思议道：“那、那是’砰砰的脚！”
就在这时，一个黑影突然冲进来，直扑向松永博士，两人随即扭打在一起。吉田隐隐看到袭击者的头上缠着白色绷带，他以此为目标，狠狠地撞了过去。
袭击者就是“伤患”！被制服后，他颓然地坐在地上，一句话也不说。
这时，松永博士蹲到了“伤患”的面前，盯着他只露出眼睛的脑袋，说：“吉田警官，你牢牢控制住他，我来揭开他的真面目。”
说着，松永博士一圈圈解开“伤患”脑袋上的绷带，出现在大家眼前的，竟然是已经“死去”的赤泽院长！
松永博士说，他从未见过如此狡猾的犯罪行为，表面上看是总被训斥“必须替你换脑浆了”的精神病患者终于按照被训之言实施了行动，实际上却是院长杀害了精神病患者，伪造了自己的死亡。反正只要挖掉脑浆，就看不出是谁的脸了。至于酒馆老板娘看到的男人，当然不是“砰砰”，而是赤泽院长。他前往铁轨将事先杀死的“伤患”的头放好，伪装成“砰砰”为了换脑浆而让火车将自己碾碎。
松永博士感叹：“不愧是精神病方面的专家，完全掌握了病人的心理。”
原本，赤泽院长打算让“砰砰”充当凶手，而用脚底没有长茧的“伤患”的尸体来伪造成自己的尸体。案件结束后，再宣称有人来带走“伤患”，这样一来，假冒的“伤患”就会永远消失了。而另一方面，赤泽夫人则会处理掉医院，兑换成现金。在此之前，赤泽院长还给自己投了巨额保险。赤泽夫人拿到钱后，再悄悄地和丈夫会合……
只可惜千算万算，赤泽院长却不小心搞错了“伤患”和“砰砰”的尸体，以至于让松永博士对脚掌上长茧这件事起了疑心……