Abstract Physical inactivity and sedentary behaviour (SB) are harmful to health, but both globally and in Finland, 80% of adolescents are not physically active enough and they sit too much. Unhealthy behaviour seems to accumulate in young men. Factors underlying unhealthy behaviour should be identified, and based on these, effective interventions for health promotion should be developed. In this study we aimed to clarify the determinants of physical activity (PA) and SB in young men. In addition, we studied the effects of a gamified, tailored, mobile PA intervention on PA and subjective wellbeing. Population-based data were collected in call-ups organized by the Finnish Defence Forces in 2010, 2012 and 2013 in the Oulu area, Finland. Altogether 2526 approximately 18-year-old men filled in a questionnaire, attended physical performance tests and went through a medical examination. In 2013, all 811 men who attended physiological measurements were invited to participate in a six-month randomized controlled trial, and 496 (61%) of them agreed to do so and were randomized into intervention (n=250) and control (n=246) groups. The intervention group got access to a mobile service developed in this study. PA and SB were continuously monitored during the trial. The PA and SB of the controls was measured without feedback on behaviour. The profiles “exercising but sitting”, “feeling unhappy”, “symptoms of disordered eating”, “being unfit with appearance-related motivation” and “gaming” were found among the sedentary young men. The men living in both built and natural environments were equally physically active. The mother’s PA was associated with PA in men living in the built environment and the father’s PA with PA among natural environment residents. The intervention had a borderline positive effect on moderate-to-vigorous PA, but there was no change in SB or light PA. Life satisfaction improved both in the intervention group and the control group. Various functionalities related to the PA of the mobile service were considered important. However, the compliance in using the service was limited. Improvements in PA, self-rated health and life satisfaction were seen, especially among the men in the intervention group with low levels of PA and poor subjective wellbeing at baseline. This study complements existing knowledge on the PA and SB of youth and the findings on the effects of technology-based PA promotion. The study adds to literature on individual, environmental and parental factors underlying SB and PA in young men. These findings highlight the importance of individually designed health promotion among young men. / Tiivistelmä Fyysinen inaktiivisuus ja liiallinen istuminen ovat terveydelle haitallisia. Siitä huolimatta nuoret Suomessa ja muualla maailmalla eivät liiku riittävästi ja istuvat liian paljon. Epäterveelliset elintavat näyttävät kasaantuvan erityisesti nuorille miehille. Liikkumattomuuden taustatekijät tulisi tunnistaa ja kehittää uusia menetelmiä nuorten aktivointiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää nuorten miesten fyysisen aktiivisuuden ja paikallaan olon taustatekijöitä sekä pelillistetyn, räätälöidyn ja mobiilin intervention vaikuttavuutta. Väestöpohjainen aineisto kerättiin Oulun alueen kutsunnoissa vuosina 2010, 2012 ja 2013. Yhteensä 2526 keskimäärin 18-vuotiasta nuorta miestä täytti hyvinvointikyselyn, osallistui kuntotesteihin ja kävi lääkärintarkastuksessa. Satunnaistettuun, kontrolloituun, kuuden kuukauden interventioon osallistui 496 nuorta. Interventioryhmä sai käyttöönsä tutkimuksessa kehitetyn mobiilin palvelun, joka sisälsi pelillisiä elementtejä. Lisäksi ryhmään kuuluneiden fyysistä aktiivisuutta mitattiin jatkuvasti koko intervention ajan kiihtyvyysanturimenetelmällä ja he saivat siitä palautetta. Kontrolliryhmän aktiivisuus mitattiin, mutta he eivät saaneet palautetta. Viisi erilaista profiilia tunnistettiin paljon istuvien nuorten miesten vastauksista: paljon istuvat liikkujat, elämäänsä tyytymättömät, syömishäiriöillä oireilevat, huonokuntoiset ulkonäöstä motivoitujat ja pelaajat. Luonnollisessa ja rakennetussa ympäristössä asuvat nuoret liikkuivat yhtä paljon. Äidin runsas liikkuminen oli yhteydessä rakennetussa asuinympäristössä asuvien poikien suurempaan fyysiseen aktiivisuuteen, kun taas isän liikkumisella oli positiivinen yhteys luonnollisessa ympäristössä asuvien poikien liikkumiseen. Interventio lisäsi jonkin verran poikien kohtuukuormitteisen tai raskaan fyysisen aktiivisuuden määrää. Paikallaan olon tai kevyen aktiivisuuden määrä ei muuttunut. Elämäntyytyväisyys koheni sekä interventio- että kontrolliryhmässä. Vaikka tutkittavien sitoutuminen tutkimukseen oli kohtuullisen heikko, he pitivät monia tutkimuksessa kehitetyn mobiilin palvelun fyysiseen aktiivisuuteen liittyviä ominaisuuksia kiinnostavina. Erityisesti niillä nuorilla, jotka olivat liikkuneet vähän tai kokeneet hyvinvointinsa huonoksi tutkimuksen alussa, havaittiin positiivisia muutoksia intervention aikana. Tutkimuksessa saatiin lisää tietoa yksilöllisten sekä ympäristöön että vanhempiin liittyvien tekijöiden merkityksestä nuorten liikkumiselle ja paikallaan ololle. Tutkimus tuotti uutta tietoa pelillistetyn, räätälöidyn mobiiliteknologian mahdollisuuksista nuorten miesten aktivoinnissa. Tulosten perusteella yksilöllinen räätälöinti on tärkeää nuorten miesten terveyden edistämiseen tähtäävissä interventioissa.

Abstract Chronic conditions are the leading cause of death in the world. Major improvements in acute care and diagnostics have created a tendency towards the chronification of formerly terminal conditions, requiring people with these conditions to learn how to self-manage. Mobile technologies hold promise as self-management tools due to their ubiquity and cost-effectiveness. The delivery of health-related services through the use of mobile technologies (mHealth) has grown exponentially in recent years. However, only a fraction of these solutions takes into consideration the views of relevant stakeholders like healthcare professionals or even patients. The use of behavioral change models (BCM) has proven important in developing successful health solutions, yet engaging patients remains a challenge. There is a trend in mHealth solutions called gamification that attempts to use game elements to drive user behavior and increase engagement. As it stands, designers of mHealth solutions for behavioral change in chronic conditions have no clear way of deciding what factors are relevant to consider. This doctoral thesis is framed in Consumer Health Informatics within the field of Medical Informatics and Information Systems. The focus of this work was to discover factors for the design of mHealth solutions for chronic patients; to do so, negotiations between medical knowledge, BCM and gamification were explored through an embedded case study research methodology. The data obtained was thematically analyzed to create the Model for Motivational Mobile-health Design for Chronic conditions (3MD). The 3MD model guides the design of condition-oriented gamified behavioral change mHealth solutions. The main components are: 1) Condition specific, which describe factors that need to be adjusted and adapted for each particular chronic condition; 2) Motivation related, which are factors that address how to influence behaviors in an engaging manner; and 3) Technology based, which are factors that are directly connected to the technical capabilities of mobile technologies. 3MD also provides a series of high level illustrative design questions for designers to use and consider during the design process. The work on this thesis addresses a recognized gap in research and practice, and proposes a unique model that could be of use in the generation of new solutions to help chronic patients. / Tiivistelmä Krooniset sairaudet ovat maailman yleisin kuolinsyy. Akuutissa hoidossa ja diagnostiikassa on tapahtunut merkittäviä parannuksia, ja aikaisemmin kuolemaan johtaneista sairauksista on tullut kroonisia ja ihmisten on opittava hallitsemaan niitä itse. Mobiiliteknologiat tarjoavat mahdollisuuksia sairauksien itsehallintaan, koska teknologiaa on yleisesti saatavilla ja se on kustannustehokasta. Terveyspalvelujen tarjoaminen mobiiliteknologian avulla on lisääntynyt huomattavasti viime vuosina. Kuitenkin vain murto-osa näistä ratkaisuista ottaa huomioon sidosryhmien, kuten terveydenhuollon ammattilaisten ja jopa potilaiden, näkemykset. Käyttäytymismuutosmallit ovat osoittautuneet tärkeiksi kehitettäessä onnistuneita terveysratkaisuja, mutta potilaiden osallistaminen kehittämiseen on yhä vaikeaa. Pelillistäminen on mobiilien terveysratkaisujen suunnittelutrendi, ja pelielementeillä pyritään vaikuttamaan ihmisten käyttäytymiseen ja sitoutumiseen. Mobiilien terveyssovellusten suunnittelijoilla ei ole selkeää näkemystä siitä, mitkä sovellustekijät vaikuttavat merkittävimmin kroonisissa sairauksissa sairastavien potilaiden käyttäytymisen muutokseen. Tämä väitöskirja tarkastelee kuluttajille suunnattua terveysteknologiaa, joka hyödyntää lääketieteellistä informatiikkaa ja tietojärjestelmätieteitä. Työn tavoitteena oli selvittää kroonisia sairauksia sairastaville potilaille tarkoitettujen mobiilien terveyssovellusten suunnitteluun liittyviä tekijöitä. Tämän vuoksi lääketieteen tietämyksen, käyttäytymismuutoksien mallien ja pelillistämisen yhdistämistä tutkittiin sulautetun tapaustutkimuksen avulla. Saatuja tietoja temaattisesti analysoimalla luotiin kroonisia sairauksia varten motivoivan mobiilin terveyssovelluksen suunnittelumalli (3MD = Model for Motivational Mobile-health Design). 3MD-malli ohjaa sairauksien hallintaan tarkoitettujen pelillistettyjen ja käyttäytymismuutoksiin tähtäävien mobiilien terveyssovellusten suunnittelua. Mallin pääkomponentit ovat: 1) Sairautta kuvaavat tekijät, jotka kuvaavat tekijöitä, jotka on mukautettava ja sovitettava kullekin krooniselle sairaudelle. 2) Motivaatioon liittyvät tekijät, jotka vaikuttavat innostavasti käyttäytymiseen. 3) Teknologiaan perustuvat tekijät, jotka liittyvät suoraan mobiiliteknologian teknisiin ominaisuuksiin. 3MD tarjoaa myös havainnollisia suunnittelukysymyksiä, joita suunnittelijat voivat käyttää ja pohtia suunnitteluprosessin aikana. Tämä väitöskirja käsittelee yleisesti tunnistettua puutetta tutkimuksessa ja suunnittelukäytännössä ja esittelee ainutlaatuisen mallin, josta voi olla hyötyä uusien ratkaisujen luomisessa ja kroonisia sairauksia sairastavien potilaiden auttamisessa.