Die Klammern werden in Bezug auf die Mathe-Achse (ich weiß nicht, ob das offiziell so heißt... im englischen Sprachgebrauch sagt man _math axis_) zentriert. Das zu umgehen kann zu sehr seltsam aussehenden Ausdrücken führen:
\[
2+\left( \raisebox{1.5mm}{$\displaystyle\sum_{n\in\mathbf{N}}2^{-n}$} \right)=4
\]
![Ergebnis eins][1]
Meiner Meinung nach sieht folgendes genauso inakzeptabel aus:
\[
2+\raisebox{-1.5mm}{$\displaystyle
\left( \raisebox{1.5mm}{$\displaystyle\sum_{n\in\mathbf{N}}2^{-n}$} \right)$}=4
\]
![Ergebnis zwei][2]
Ich würde lieber `\Bigl<delim> ... \Bigr<delim>` (oder eine ähnliche Wahl, also `\big(r|l)<delim>`, `\bigg(r|l)<delim>` oder `\Bigg(r|l)<delim>`) verwenden und in Kauf nehmen, dass die Indices nicht oder nicht komplett von den Klammern abgedeckt werden:
\[
2+ \Bigl( \sum_{n\in\mathbf{N}}2^{-n} \Bigr)=4
\]
![Ergebnis drei][3]
Angewendet auf Dein Beispiel sieht das zwar zunächst unschön aus...
![Ergebnis vier][4]
... das kann aber mit zusätzlichem Kerning oder Abstand via `\,` leicht behoben werden:
\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\[
\Biggl[\mkern5mu\int\limits_{\substack{x\in\Omega\\x>0}} f(x)
\,\mathrm{d}x \Biggr]
\]
\end{document}
![Ergebnis fünf][5]
(Dank an [@saputello][6] für die Anregung!)
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<sub>Beispiele zum Teil [bei Enrico Gregorio][4] Gregorio][7] geklaut.</sub>
[1]: http://i.imgur.com/omHQ2mB.png
[2]: http://i.imgur.com/uTw6dof.png
[3]: http://i.imgur.com/oQrnk7r.png
[4]: http://i.imgur.com/UGYdDx7.png
[5]: http://i.imgur.com/POqxExG.png
[6]: http://texwelt.de/wissen/benutzer/16/
[7]: http://tex.stackexchange.com/a/109056/5049
