案件爆發後，橋頭地檢署檢察長張春暉立即指示主任檢察官陳竹君啟動婦幼保護小組，並左營分局執行搜索，傳喚男童生父及證人到案訊問 並查扣監視器仔細分析後，聲請羈押宋姓被告，與「國民法官專責小組」開啟 「偵查公訴合作模式」，順利突破案情。
宋姓保母自去年2月起，以每月3萬元價格，接受男童父親委託全日托育，因收托第一年沒有異狀，男童父親今年繼續委託宋姓保母週一至週五全日照顧男童，當時男童才剛要滿2歲。
沒想到，從今年5月30日起，宋姓保母多次拿鞋拔朝陳童腿部、頭部、臀部毆打，若陳童不吃飯，她則會大力按捏陳童大腿。有次因宋姓保母因自己小孩沒整理家務，竟然將男童當出氣筒，將男童從成人肩膀高位置往地面重摔。
宋姓保母時常拿鞋拔對著男童毆打、敲擊頭部施虐，甚至因為男童哭鬧，就推男童去撞牆，導致男童後腦撞牆後跌倒，之後又將男童抓起來，以臉部朝下方式，將男童舉至腰部高度，再旋即將陳童摔至澡盆內，並重複此行為 3 次，導致陳童身體癱軟和嘔吐。
宋姓保母以各種方式連續施虐長達一周，直到今年6月6日下午，剛滿2歲的陳童身體承受不住宋女施虐，洗澡時突然失去意識，以臉朝上漂浮在澡盆內，宋女才緊急將他送往國軍醫院急救，但急救後仍宣告不治。
檢察官李侃穎相驗時發現，陳童在宋女施虐後，頭部合計有15處新舊傷勢，其中7處為棍棒、鞋拔導致受傷，且當時送醫時因顱底右枕骨骨折併大量硬腦膜上腔出血，腦部出血已達170毫升，幾乎被虐到體無完膚。歷經4個月調查，認定宋姓保母犯行重大，依成年人傷害幼童致死罪嫌予以起訴，並建請法院從重量刑。
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